【工程方案】网络拓扑信息获取技术研究.pdf

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1、网络拓扑信息获取技术研究秦艳锋1罗军勇1寇晓蕤1(1.信息工程大学信息工程学院网络工程系，河南郑州，450002）摘要:本文讨论了当前在网络拓扑发现研究工作中广泛应用的一些获取网络拓扑信息的关键技术和方法，并且将它们按照各自所属的协议即ICMP协议、SNMP协议、BGP和OSPF等路由协议、Whois/RWhois协议以及DNS协议等进行了分类介绍，然后对这些技术和方法进行介绍或比较，分析了各种拓扑信息获取技术的使用特点或优缺点，最后参考性地给出了每种技术适用于不同网络的对照表。关键词:网络拓扑信息;ICMP;Whois;DNS;中图法分类号：TP393.08文献标识码：AResearchon

2、theTechnologyofGettingNetworkTopologyInformation111QINYan-feng,LUOJun-yong,KOUXiao-rui(1Collegeofinformationengineering,Informationengineeringuniversity,Zhengzhou,Henan,450002,china)Abstract:.Thisarticlestudiessomemaintechnologiesandapproachesonhowtogetthenetworktopologyinformationneededinthecurrent

3、researchofthenetworktopologydiscovery.ItdiscusseseachofthemaccordingtotheprotocolstheybelongtosuchasICMPprotocol,SNMPprotocol,BGPprotocolandOSPFprotocol,Whoisprotocol/RWhoisprotocolandetc.Andafteranalyseseachofthemseparatelyorbycomparision,asheetaboutwhereeveryprotocolcanfitisgivenadvisedly.Keywords

4、:NetworkTopologyInformation;ICMP;Whois;DNS;1、引言[1]过去几年里，越来越多的机构开始致力于各种网络拓扑结构的研究和建模，如国际性组织CAIDA、[2][3]美国Cornell大学计算机科学系网络研究小组（CNRG）等均从事了Internet拓扑发现技术的研究。另一[4]些组织或企业如Bell实验室在从事主干网络拓扑发现的研究工作，IBM、惠普和Cisco等企业则在从事局域网网络拓扑发现的研究工作，并推出了NetView、OpenView、CDP等产品。从其研究的网络拓扑发现的目标而言，可以将网络从层次或规模上加以区分：最上层骨干网络（Backbon

5、e）的拓扑发现、Internet网络AS(自治系统)层的拓扑发现、AS内部的网络拓扑发现、以及局域网级的拓扑发现等。这些研究所涉及的内容我们称之为网络拓扑信息，主要包括交换机、路由器等网络实体间的连接信息，以及为了保证最终得到的网络拓扑的准确性和完备性而必需的实体基础信息，如IP地址、别名、域名、AS（自治系统）、网络名称、地域名称等。为获取这些信息，各科研机构采用了不同的拓扑发现方法，下面将从协议的角度来研究和分析它们的特点及应用。2、基于各种协议的拓扑信息获取2.1基于ICMP协议在网络拓扑发现中可以把ICMP的功能分为四类：（1）ICMP的请求、回应报文可以实现“ping”功能，得到网络

6、设备的活动性信息；（2）可以利用ICMP实现广播“ping”。这样可以根据回应主机的IP地址来探测目标网络的子网掩码等信息。（3）利用ICMP的子网地址掩码请求与应答报文获得目标网络的子网掩码。（4）利用设置ICMP报文中的TTL值来获取从探测源到目标IP地址的路径信息，即通常我们所讲的Traceroute命令或技术。2.2基于SNMP协议简单网络管理协议(SNMP)是现代网络管理的标准协议，它提供了一种从网络上的设备中收集网络拓扑信息的方法。该协议由其代理端（Agent）收集相关信息放进MIB库中，可以通过SNMP定义的GetRequest和GetNextRequest操作来获取设备信息，这

7、种信息是分析各个网络节点之间相互连接关系的判断依据。在国家863项目（2003AA146010）资助MIB库中主要有三组信息和拓扑发现相关：系统组(System)、接口组(Interface)和IP组。（1）系统组包括7个简单变量，其中变量sysService可用于判断设备类型：是否是交换机或网桥，是否是路由器设备等；（2）接口组(Interface)定义了一个表示设备接口数量的简单变量ifNum