试论网络拓扑发现算法在网管中的应用

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1、试论网络拓扑发现算法在网管中的应用摘要：主要论述X管系统中一个重要的功能X络拓扑的自动发现。阐述相关的理论知识，并具体讨论基于SNMP和基于ICMP的拓扑发现，最后对算法所适用范围加以说明。虽然这种方法能够较好的发现X络拓扑，但是它需要占用大量的带宽资源。　　关键词：简单X络管理协议(SNMP)X络拓扑自动发现算法　X络管理　　随着计算机X络的普及，人们对计算机X络的依赖性大大加强了。在现有的技术条件下，人们希望有一个更加稳定可靠的X络环境。计算机X络管理系统就是应这样的需求而产生的。它对X络上的各种设备进行管理，通过监视和控制这些设备。及时地向管理人员报告X络状态，并且简化X

2、络故障的处理，减少故障造成的损失，提高X络的服务质量和效率。在我国，人们开始认识到X络管理的重要性。　　一、X络管理中传统的X络拓扑发现算法　　　　X络拓扑的发现，实际上就是根据X络上节点连接情况，构造出来一个反映这种连接关系的图。X络节点可以是X关，也可以是子X：X关节点是与子X和其它X关节点相邻的节点；子X节点可被认为只与X关节点相邻，至少与它的缺省X关相邻。各子X通过各目的X关与其他子X通信，这些子X可以是一个局域X，也可以是某个局域X的一部分，它们都连接到X关的一个端口上。X关的端口可以连接子X，也可以同其他路由器相连。　　主拓扑指的是反映出关键设备包括路由器，它们的接

3、口和子X的连接关系，即路由器一路由器、路由器一子X、接口的关系。这些信息需要对X络进行搜索而获得：一般只需要对连接设备进行遍历就可以得到主拓扑结构。当前的X管软件都是通过对X络设备的MIB库进行访问，所以这种方法又被称为基于SNMP的拓扑发现。经过上述的遍历过程，可以得到X络拓拓扑图的整体构成，知道了X络主干通道情况。但是子X内部的具体设备以及连接状态尚不可知。这就需要依靠子X发现来做进一步的工作。子X发现完成的任务是确定子X内各X络设备的状态、类型以及X络接口。　　遍历的定义是：对于无向图，以图中某一点为出发点，沿着边依次访问图的其余节点，如果图是连通的，则从图的任一点出发按

4、一定的顺序沿着某些边可以访问图中的所有节点，而且每个节点仅被访问一次，这一过程称为图的遍历。在X络上，一个节点可以和很多的节点连接，所以当进行X络拓扑结构发现的时候，有可能会访问已经被发现过的节点。因此，在遍历的时候，必须对每一个节点设置一个标志。当节点未被访问过时，相应的标志为0，否则，就置为1。　　二、改进的X络拓扑算法　　前面基于SNMP的拓扑算法在一定程度上是非常有效的，拓扑的速度也非常快。但它存在一个缺陷。那就是，在一个特定的域中，所有的子X的信息都依赖于设备具有SNMP的特性，如果系统不支持SNMP，则这种方法就无能为力了。还有对X络管理的不重视，或者考虑到安全方面

5、的原因，人们往往把X络设备的SNMP功能关闭，这样就难于取得设备的MIB值，就出现了拓扑的不完整性，严重影响了X络管理系统的功能。针对这一的问题，下面讨论本文对上述算法的改进一基于ICMP协议的拓扑发现。　(一)ICMP报文的格式　　ICMP被认为是IP层的一个组成部分。它传递差错报文以及其他需要注意的信息。X际协议CIP没有出错报告或出错校正机制，它依靠X际控制报文协议(ICMP)模块来报告数据处理过程，井提供管理和状态信息。ICMP报文在传送时被封装在IP数据报中，使用IP协议发送，但ICEP不看作是高层协议的内容。回应请求与应答均以IP数据报的形式在X间传输，假如成功地收

6、到一个应答(应答中的数据拷贝与请求中的任选数据完全一致)，不但说明信宿机可以到达，而且说明数据报传输系统的相应部分工作正常，至少信源机和信宿机的ICMP软件和IP软件工作正常，请求与应答经过中间X关也在正常工作。在许多TCP/IP实现中，用户命令Ping便是利用ICMP回应请求／应答报文测试信宿机的可到达性的。　　　(二)PING的实现　　PING的主要操作是发送报文，并简单地等待回答。PING之所以如此命名，是因为它是一个简单的回显协议，使用ICMP响应请求与响应应答报文。PING主要由系统程序员用于诊断和调试。一般的，PING的功能有：　　LOOPBACKPING用于验证T

7、CP/IP软件的操作。　　PING地址确定能否寻址物理X络设备。　　PING远程IP地址验证能否寻址X络。　　PING远程主机名验证主机上某个服务器的操作。　　实现PING的过程主要是：首先向目的机器发送一个响应请求的ICMP报文，然后等待目的机器的应答，直到超时。如收到应答报文，贝以报告目的机器运行正常，程序退出。　　　(三)traceroute的实现　　在IP头的结构中，存在一个ip_ttl域，即生存时间(timeto_live，TTL)。TTL参数用于测量数据报在X际存在多长时间。X络