30000字硕士毕业论文基于SNMP的校园网络拓扑发现的探讨与实现
论文类型：硕士毕业论文
论文字数：30000字
论点：拓扑,网络,发现
论文概述：
21世纪的一个重要特征是数字化、网络化与信息化。计算机网络对信息化社会和科学技术的进步产生了不可估量的影响，成为支持现代社会整体运行的基础设施。随着网络规模的扩大以及人们对
论文正文：
第一章概述 21世纪的一个重要特征是数字化、网络化与信息化。计算机网络对信息化社会和科学技术的进步产生了不可估量的影响，成为支持现代社会整体运行的基础设施。随着网络规模的扩大以及人们对网络服务需求的增加，用户对网络的依赖程度越来越高，如何保证网络持续、有效、安全地运行已经成为现代网络技术中的重要研究课题。网络管理是指对网络的运行状态进行监测和控制，使其能够有效、可靠、安全、经济地为用户提供服务。网络管理「’]主要包含两个任务:一是对网络的运行状况进行监测，二是对网络的运行进行控制。网络的拓扑结构发现是完成这两个任务的必要前提。因此，网络拓扑发现成为网络管理的基础，也是本文讨论的重点。1.1研究背景本课题来源十某高校校园网。某高校校园网(AIAINet)始建十2000年7月，随着学院办学规模的扩大，AIAINet经过多次扩充和改造，现已形成覆盖学院南北校区所有建筑楼宇、信息点总数超过1万的校园园区网络。 某高校校园网采用百兆和千兆混合式二层交换以太网结构，网络主干采用二台核心路由交换机和九台汇聚交换设备。面对上百台设备，几千个用户，仅靠过去的经验和使用简单的Ping命令、Netstat等命令很难满足网络维护任务，必然导致不能够及时发现、排除故障，致使工作被动。因此通过网络管理软件辅助维护网络迫在眉睫。目前市场上流行的网络管理软件都比较昂贵，并目_不利十二次开发。因此，结合校园网的自身需求，自主设计与开发一个成本低、效率高的网络管理系统是十分必要的，一方面可以节省大量开支，另一方面可以提高网管人员的科研水平和技术水平，有利十随着口后网络的变化进行二次开发。本课题是紧密围绕校园网特点进行设计。校园网主要有二个特点:一是跨度大;二是主干设备是二层交换机;二是存在大量哑设备。因此，本文的研究以二层交换机为研究重点来实现主干拓扑发现和链路层拓扑发现，在此基础上发现哑设备。由十教师用户和学生用户使用动态地址分配，很多用户购买的哑设备具有DHCP功能，扰乱了网络的正常运行，因此发现管理哑设备对校园网管理具有重要的意义。 1.2国内外研究状况针对网络管理的需求，许多厂商开发了自己的网络管理产品，其中一些形成了一定的规模，占有大部分的市场。主要有:(1)HPOpenViewNetworkNodeManagerHPOpenView是第一个出现的网络管理系统，是一个广泛使用、获得大多数认可的网络管理系统。它主要给第二方网络管理应用程序开发人员提供开发平台，同时也可向用户提供最终的可安装产品。HPOpenView应用和系统管理解决方案是由套件解决方案组成的，其中包括:一体化网络和系统管理平台HPOpenViewOperations、功能强大的管理报告解决方案HPOpenViewReporter,端到端资源和性能管理解决方案HPOpenViewPerformance、具有实时诊断不II监抓‘功能的HPOpenViewGlancePlus以及提供全面管理系统可用性与性能的综合性产品GlancePlusPak2000，对HP9000服务器与数据库的性能不II可用性进行管理的HPOpenViewDatabasePak2000。HPOpenView为UNIX和Windows环境提供了统一的系统管理，为运行在不同的平台上的软件版本提供了统一、直观的界面，所以IT部门能够很容易地抓‘制并配置大量的多机种系统。HPOpenView的主要功能:自动发现网络拓扑结构;性能与吞吐量的分析;故障报警;历史数据分析。OpenView的网络拓扑自动发现功能很好，启动后能立即自动发现本网段的结点，网段中的路由器(或网关)、子网以图标的形式显示在图形上。为了进一步搜索子网，只需点亮响应的子网图标，并置其为被管。不能在运行时手工加入与本网段非直连的管理对象。 (2)IBMTivoliNetViewIBMTivoliNetView检测TCP/IP网络、显示网络拓扑结构、相关信息不II管理事件以及SNMP陷阱、监控网络运行状况并收集性能数据。TivoliNetView通过可扩展性和灵活性满足大型网络管理人员的使用需要，以管理关键任务。它还提供了强大的信息过滤能力，可通过设置阀值来减少部分兀余报警。IBMTivoliNetView的主要功能:管理TCP/IP环境;管理分布式LAN不IIUNIX系统;管理IPX不IINetBios;管理SNA网络;管理IBMHuboIBM的网络拓扑功能在同类产品中并不突出。(3)CiscoWorks:由Cisco公司开发。它使用Cisco的专门技术一一CDP(CiscoDiscoveryProtocol)对本公司的网络产品进行精确的搜索。但CDP只能搜索本公司的网络产品，对其它厂家的网络产品不具备兼容性。CiscoWorks主要功能:自动安装管理器;与NetView的接口;通用命令管理器;设备监控;路径工具(PathTool);实时图形。CDP支持对VLAN的拓扑发现，前提是网络设备必须是Cisco的产品。 参考文献[1]刘燕，郭学理等.简单网络管理协议SNMP的发展与研究「J}.计算机工程与设i}一，2001, 28 (3)周伟.基十SNMP的计算机网络性能管理系统研究与实现「D].太原:太原理工大学，2003,6,31一37[3l郭军.网络管理「M].北京:北京邮电大学出版社，2001 David Zeltserman. SNMPv3与网络管理[M].人民邮电出版社，2000 R.Presuhn,J.Case,K.McCloghrie,M.Rose,S.Waldbusser. Management Information Base(MIB) for the Simple Network Management Protocol(SNMP) [B], RFC 3418, 2002 Jeffrey D Case. Simple Network Management Protocol(SNMP)[B], RFC 1157, 1990 Mani Subramanian.网络管理[M].北京:清华大学出版社，2003 Kenneth D.Reed. -}办议分析[M].北京:电子工业出版社，2004 William Stallings. SNMP网络管理[M].中国电力出版社，2001RFC 1212,Concise MIB definitions金培权.IP地址映射到物理地址的若干问题田.计算机系统应用，1999 (3) :23-25鲁成茂.基十Web的网络管理中拓扑发现及显示算法的研究与实现[[D].同济大学，2006，学位论文刘杰，土清贤，罗军勇一种基十ICMP的逻辑层网络拓扑发现与分析方法[[J].计算机 应用，2008, 6:1498-1500[ 14]李子柱，倪春胜.网络拓扑发现系统的设计与实现[[J].计算机工程，2006 (1) :104-106向学哲一种基十SNMP办议的网络层拓扑自动发现方法田.河南教育学院学报(自然科学版)，2006, 9:47-49Moy J. RFC 2328, 1998, OSPF Version 2[S]徐大海，黄健强，吴克喜等.基十OSPF的网络拓扑搜索[[J].计算机工程与科学，1999,21(6):17-21郎波，占传杰.基十SNMP的网络拓扑算法的研究[[J].计算机与现代化，2007 (2)段文广，周晓军.基十SNMP分布式网络管理软件的开发[[J].成都信息工程学院学报，2007, 6: 719-722沈萍萍.基十协议的多种网络拓扑自动发现算法的分析[[J].电脑知识与技术(学术交流)，2007, 23李琳，李杰.基十SNMP的网络层拓扑发现[fJl.计算机系统应用，2007(8) 摘要 5-6 Abstract 6 致谢 7-12 第一章 概述 12-16 1.1 研究背景 12 1.2 国内外研究状况 12-14 1.3 本文的主要研究内容 14-15 1.4 论文的组织安排 15-16 第二章 网络管理 SNMP 协议 16-31 2.1 SNMP 的发展历史 16 2.2 SNMP 的体系结构 16-20 2.2.1 基本体系结构 16-18 2.2.2 三级体系结构 18-19 2.2.3 多 Manager 体系结构 19-20 2.3 SNMP 管理信息模型 20-21 2.3.1 管理信息结构 20 2.3.2 管理信息库 20-21 2.4 SNMP 通信模型 21-27 2.4.1 服务功能 22 2.4.2 对象访问策略 22-23 2.4.3 SNMP 消息 23-24 2.4.4 SNMP 的5 种简单数据单元 24-27 2.5 常用网络拓扑发现方法 27-31 2.5.1 基于 ARP 协议的网络拓扑发现 27 2.5.2 基于 ICMP 协议的网络拓扑发现 27-28 2.5.3 基于 OSPF 路由协议的网络拓扑发现 28-29 2.5.4 基于 SNMP 协议的网络拓扑发现[18]-[20] 29-31 第三章 网络拓扑发现系统的设计与实现 31-43 3.1 引言 31 3.2 网络主干拓扑发现 31-34 3.2.1 MIB 组 31-32 3.2.2 基于 SNMP 的网络主干拓扑发现 32 3.2.3 算法描述 32-34 3.2.4 算法中使用的数据结构 34 3.3 与交换机直接相连子网的发现 34-35 3.4 链路层设备发现算法 35-40 3.4.1 当前几种链路层设备的发现算法 35-37 3.4.2 算法的理论基础 37-38 3.4.3 算法中三层设备的讨论 38-40 3.5 哑设备的发现 40-41 3.6 通用链路层算法的具体描述 41-42 3.7 实现算法的主要数据结构 42-43 第四章 系统运行测试与结果分析 43-45 4.1 测试目标 43 4.2 测试环境 43 4.3 测试结果 43-44 4.4 结果分析 44-45 第五章 总结 45-46 5.1 总结 45 5.2 展望 45-46 参考文献 46-48