淺談網(wǎng)絡拓撲發(fā)現(xiàn)算法在網(wǎng)管中的應用

[論文關鍵詞]簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議(SNMP)網(wǎng)絡拓撲自動發(fā)現(xiàn)算法網(wǎng)絡管理[論文摘要]主要論述網(wǎng)管系統(tǒng)中一個重要的功能網(wǎng)絡拓撲的自動發(fā)現(xiàn)。闡述相關的理論知識，并具體討論基于SNMP和基于ICMP的拓撲發(fā)現(xiàn)，最后對算法所適用范圍加以說明。雖然這種方法能夠較好的發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡拓撲，但是它需要占用大量的帶寬資源。

隨著計算機網(wǎng)絡的普及，人們對計算機網(wǎng)絡的依賴性大大加強了。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，人們希望有一個更加穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡環(huán)境。計算機網(wǎng)絡管理系統(tǒng)就是應這樣的需求而產(chǎn)生的。它對網(wǎng)絡上的各種設備進行管理，通過監(jiān)視和控制這些設備。及時地向管理人員報告網(wǎng)絡狀態(tài)，并且簡化網(wǎng)絡故障的處理，減少故障造成的損失，提高網(wǎng)絡的服務質(zhì)量和效率。在我國，人們開始認識到網(wǎng)絡管理的重要性。

一、網(wǎng)絡管理中傳統(tǒng)的網(wǎng)絡拓撲發(fā)現(xiàn)算法

網(wǎng)絡拓撲的發(fā)現(xiàn)，實際上就是根據(jù)網(wǎng)絡上節(jié)點連接情況，構(gòu)造出來一個反映這種連接關系的圖。網(wǎng)絡節(jié)點可以是網(wǎng)關，也可以是子網(wǎng)：網(wǎng)關節(jié)點是與子網(wǎng)和其它網(wǎng)關節(jié)點相鄰的節(jié)點；子網(wǎng)節(jié)點可被認為只與網(wǎng)關節(jié)點相鄰，至少與它的缺省網(wǎng)關相鄰。各子網(wǎng)通過各目的網(wǎng)關與其他子網(wǎng)通信，這些子網(wǎng)可以是一個局域網(wǎng)，也可以是某個局域網(wǎng)的一部分，它們都連接到網(wǎng)關的一個端口上。網(wǎng)關的端口可以連接子網(wǎng)，也可以同其他路由器相連。

主拓撲指的是反映出關鍵設備包括路由器，它們的接口和子網(wǎng)的連接關系，即路由器一路由器、路由器一子網(wǎng)、接口的關系。這些信息需要對網(wǎng)絡進行搜索而獲得：一般只需要對連接設備進行遍歷就可以得到主拓撲結(jié)構(gòu)。當前的網(wǎng)管軟件都是通過對網(wǎng)絡設備的MIB庫進行訪問，所以這種方法又被稱為基于SNMP的拓撲發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過上述的遍歷過程，可以得到網(wǎng)絡拓拓撲圖的整體構(gòu)成，知道了網(wǎng)絡主干通道情況。但是子網(wǎng)內(nèi)部的具體設備以及連接狀態(tài)尚不可知。這就需要依靠子網(wǎng)發(fā)現(xiàn)來做進一步的工作。子網(wǎng)發(fā)現(xiàn)完成的任務是確定子網(wǎng)內(nèi)各網(wǎng)絡設備的狀態(tài)、類型以及網(wǎng)絡接口。

遍歷的定義是：對于無向圖，以圖中某一點為出發(fā)點，沿著邊依次訪問圖的其余節(jié)點，如果圖是連通的，則從圖的任一點出發(fā)按一定的順序沿著某些邊可以訪問圖中的所有節(jié)點，而且每個節(jié)點僅被訪問一次，這一過程稱為圖的遍歷。在網(wǎng)絡上，一個節(jié)點可以和很多的節(jié)點連接，所以當進行網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)的時候，有可能會訪問已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)過的節(jié)點。因此，在遍歷的時候，必須對每一個節(jié)點設置一個標志。當節(jié)點未被訪問過時，相應的標志為0，否則，就置為1。

二、改進的網(wǎng)絡拓撲算法

前面基于SNMP的拓撲算法在一定程度上是非常有效的，拓撲的速度也非?？?。但它存在一個缺陷。那就是，在一個特定的域中，所有的子網(wǎng)的信息都依賴于設備具有SNMP的特性，如果系統(tǒng)不支持SNMP，則這種方法就無能為力了。還有對網(wǎng)絡管理的不重視，或者考慮到安全方面的原因，人們往往把網(wǎng)絡設備的SNMP功能關閉，這樣就難于取得設備的MIB值，就出現(xiàn)了拓撲的不完整性，嚴重影響了網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的功能。針對這一的問題，下面討論本文對上述算法的改進一基于ICMP協(xié)議的拓撲發(fā)現(xiàn)。

(一)ICMP報文的格式

ICMP被認為是IP層的一個組成部分。它傳遞差錯報文以及其他需要注意的信息。網(wǎng)際協(xié)議CIP沒有出錯報告或出錯校正機制，它依靠網(wǎng)際控制報文協(xié)議(IC