网络拓扑.doc

,对计算机网络的依赖使得计算机网络本身运行的可靠性变得至关重要,对网络管理也就有了更高的要求。按照OSI的定义,网络管理主要包括五个功能域:故障管理、配置管理、性能管理、安全管理和计费管理。在五大功能域中,配置管理是基础,它的主要功能包括发现网络的拓扑结构、监视和管理网络设备的配置情况。其它的各项功能都以已知网络的拓扑结构为基础。而网络的拓扑发现是其它网络管理如有效地配置网络设备、性能监测、故障诊断的基础。对于监视整个网络,获取完整的网络信息,以保证网络高效、稳定的运行非常重要。网络拓扑是网络中各个相互连接的实体之间互连关系的一种表示。拓扑结构通常被构建成一个图,用节点来代表设备(路由器,交换机和主机等,用边来代表连接关系。拓扑发现主要指发现网络中的节点以及它们的互连关系,这是实现许多网络管理任务的先决条件,例如帮助网络管理员发现当前网络的瓶颈和故障,被动或主动性的资源管理以及评估当前硬件配置是否合理等。拓扑发现是指发现网络元素并确定网络元素之间的互连关系,包括互连设备(如路由器、网桥、交换机等)、主机和子网。网络拓扑发现需要深入到网络体系结构的各个层次,涉及众多的网络协议,技术异常复杂。 ,并在此基础上绘制出整个网络拓扑图。网络管理人员在拓扑图的基础上对故障节点进行快速定位。随着现代网络规模不断扩大和结构日趋复杂,网络管理成为网络系统正常运行的关键,网管系统的基本功能是以图形方式直观地将被管对象显示出来,因而拓扑发现是不可缺少的一部分。拓扑发现确定网络元素之间的互连关系,是配置管理的中心,故障管理的基础。本文的主要工作是路由器级拓扑发现,目标是发现某自治系统内部所属的路由器及它们之间的连接关系。目标地址选址是路由器级网络拓扑探测中的重要方面,对探测结果的正确性与效率产生相当重要的影响。2网络的结构目前的TCP/IP网络全部是通过路由器互联起来的,路由器工作在OSI的第三层,即网络层。路由器利用网络定义的“逻辑”上的网络地址(即IP地址)来区别不同的网络,实现网络的互连和隔离,这样的网络连接属于网络的逻辑拓扑连接。逻辑连接的网络拓扑实现起来相对来说比较容易。因为,主机和路由器中都保存有一个路由表,路由表中明确的列出了到达目的地的下一跳路由器,并且MIB库中有对该路由表的抽象,通过使用SNMP协议可以很容易的得到路由设备的路由表信息。这样,只要从管理站出发,到达路由表中的规定的下一跳路由器反复执行直到目的地,就可以发现IP路由层的网络拓扑。,是由许多子网互连而成的,而且是分层管理。的主干,由核心网关互连而成;下一层是由各个自治系统所包括的子网组成。各个子网通过各自的网关同其他的子网通信,这些子网可以是一个局域网,也可以是某个局域网中的一个子网,它们都连接到网关的一个端口上,网关的端口可以和一个子网相连,也可以和其他网关相连。当子网的某一机器发送数据的时候,数据包首先到达该子网的缺省网关,缺省网关检测数据包中的目的地址,根据其路由表中的信息判断目的地址是否在与自己相连的子网中,如果是,则把数据包发送到目的地,否则根据路由表转发到规定的下一个网关。这样下一个网关做类似的处理,依此类推,数据包将最终到达目的地址。基于SNMP协议的网络拓扑发现主要是通过一些算法,使用SNMP协议从网络设备的MIB信息库中提取有用的信息来完成网络的拓扑发现。使用SNMP协议存在的问题是,并不是所有的网络节点(如:未被管理的交换机)都实现了SNMP协议,或者网络节点在拓扑发现的时候处于关闭状态。因此,只是靠SNMP并不能发现所有的网络节点,我们还需要处理SNMP的数据来获得拓扑的详细信息,特别是在其他层的网络设备。下面将分层进行说明网络的拓扑发现过程。:首先通过默认网关路由器获取存在的子网列表,然后通过ICMPPing或路由器中的ARP信息遍历指定子网中所有的活动设备,并用系统团体名库去找到设备的团体名,如果找到则用SNMP协议获取设备的基本信息,并判断出设备的类型(路由器/交换机/防火墙/UPS/主机等),并在此基础上获取相应设备的详细信息。如果没有找到设备的团体名,则默认此设备为主机。如何找到默认的路由网关呢?查找拓扑发现程序所在计算机的SNMPMIBII中的ipRouteTable,,则说明程序所在的计算机设置了默认网关,ipRouteNextHop值即为默认网关的地址。然后检查默认网关的ipForwarding值。如果为1,则表明该默认网关确实是路由设备,否则不是。如何取得存在的子网列表呢?遍历路由