计算机学院毕业论文毕业设计(论文)题 目 基于SNMP的网络拓扑结构发现 学院名称 计算机科学与技术学院 指导教师 职 称 班 级 学 号 学生姓名 年 月 日第 b 页 共 4 页目 录摘 要iiiAbstractiv第一章 绪 论11.1 课题背景及意义11.2 本文的研究目标及文章组织21.2.1 研究目标21.2.2 文章组织3第二章 网络拓扑发现概述42.1网络拓扑发现概述42.1.1网络拓扑发现概念42.1.2网络拓扑发现对象42.1.3网络拓扑发现前的准备工作42.1.4常用的网络拓扑发现技术52.2 SNMP协议介绍82.2.1 SNMP的发展82.2.2 SNMP的协议层次92.2.3 SNMP管理模型92.2.4 SNMP协议报文和通信原语112.2.5 使用SNMP协议时所涉及的内容13第三章 网络拓扑发现算法的研究183.1 基本算法183.2 基于ARP和SNMP的拓扑发现算法193.3 使用DNS区域传输和广播Ping的拓扑发现算法193.4 使用DNS区域传输和Traceroute的拓扑发现算法203.5 使用Traceroute进行探测的拓扑发现算法223.6 基于OSPF和SNMP的拓扑发现算法243.7 骨干网拓扑发现算法25第四章 基于SNMP的网络拓扑发现算法的实现274.1算法的原理274.2 算法描述314.2.1 算法中用到的MIB组314.2.2 网络拓扑发现的流程334.2.3 网络拓扑发现算法的实现35第五章 基于Java技术的网络拓扑结构生成385.1 基于Web和Java可视化的研究385.1.1 层次型的可视化结构395.1.2 Java Applet在系统中的应用395.2 数据库的设计405.3 拓扑结构可视化的实现435.3.1 Java Applet的实现435.3.2 可视化模块的实现445.3.3 对数据库的访问475.3.4 结果展示48第六章 总结与展望506.1 总结506.2 展望50参考文献51致 谢53基于SNMP的网络拓扑结构生成刘 祺南华大学计算机学院2004级3班摘要：随着计算机网络技术的发展和INTERNET在全世界范围内的普及，计算机网络的规模变得日益庞大，网络结构也十分复杂，这使得人们对网络管理的需求越来越迫切。网络拓扑发现技术是网络管理中的一项基本功能。正确的网络拓扑信息和直观的网络拓扑图能够直接有效地为网络管理人员提供整体性的网络结构和状态。如何快速、准确地获取网络拓扑信息是当今各网络机构共同关注的问题。本文就是研究网络拓扑发现技术和构造网络拓扑图的技术。本文首先阐述网络拓扑发现的相关概念和原理，介绍了常用的可被用来进行网络拓扑发现的技术，并从负载、速度、准确性和使用范围等几个方面对各种技术进行了分析和比较，得出以基于SNMP协议的网络拓扑发现技术速度最快，使用范围也最广泛。利用SNMP协议分析MIB库中的路由表、接口表等有关变量,从而得到网络拓扑图的有关信息。最后，以JAVA为工具.构造网络拓扑图。关键词：SNMP；MIB；Java；网络拓扑发现；网络拓扑发现算法 Abstract: With the development of the technology of computer networks and the worldwide popularity of internet，the scale of computer networks is getting bulky and the structure of network is becoming more complex. Therefore clients demand of Network Management becomes more urgent. Topology discovery is a kind of important function of the network management. Correct topology information can provide the whole network structure and states to network administrator directly and effectively. It is a common issue for those net work institutes to discover and obtain network topology information quickly and accurately. The purpose of this thesis is to study the technique of topology discovery, then improve on the question of algorithms and implement an accurate and effective topology information discovery module.This paper introduces the related knowledge, concept and commonly-used technology about network topology discovery and makes an analysis and synthetic comparison among them from the subject of load, speed, accuracy and applied scope, the algorithm of network topology discovery based on SNMP is the most fast and widely applied. The method uses some M IB variables such as ipRouting table and interface table to analyze the network topology. At last, using java as tool construct network topology map.Key Words：SNMP; MIB; Java; Network Topology Discovery; Algorithm of Topology Discovery第 53 页第一章 绪 论1.1 课题背景及意义随着计算机及通讯技术的飞速发展，计算机网络已经渗透到社会经济生活的各个方面，对社会进步与经济发展起着越来越重要的作用，也使人们的工作甚至生活方式发生了巨大的变革。网络规模的激增，网络复杂性和异构性的焦点化，使得网络管理问题上升到了网络建设的战略性位置。网络管理，就是监视、组织和控制网络通信服务和信息处理所必需的各种活动的总称，确保网络长时间、正常的运行，并当其出现故障的时候尽快的发现、修复故障，使其最大限度的发挥其应有的效益1。在当今的信息化社会里，计算机网络的稳定和可靠运行可以说己经成为我们生活的一个基本保障。一个完善的网络管理系统是计算机网络能够可靠和稳定运行的保证，也是进行网络性能分析、网络配置和安全管理等的依据。网络故障是影响网络性能的重要因素，网管软件应能对发生问题的网络进行故障检测、定位和诊断分析，然后向系统网络管理员提交网络故障分析报告，以便解决问题，提高网络可用性及服务质量。早期的网管系统大多采用命令行方式，这严重影响网管软件的可操作性，而现代网管软件通常都采用图形用户界面进行操作。网络拓扑的自动发现是实现网络拓扑图形显示的技术关键，而路径搜索是故障定位的重要内容。所谓拓扑发现(Topology Discovery)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。拓扑发现作为配置管理和失效管理中的一项重要功能，是网络管理的一个重要组成部分。拓扑发现同时也是衡量一个商业网络管理系统成败的重要尺度，在整个网络管理系统的开发中占有相当重要的地位。本论文的重点之一就是研究适合于中小型网络(如:校园网)的拓扑自动发现算法。网络拓扑图(Network Topology Map)是拓扑结构的可视化表现形式，拓扑发现生成的网络拓扑图可以帮助网络管理员掌握网络拓扑结构，迅速定位失效地点，确定失效影响的范围，还可以成为拾取网络元素并调用其它管理功能模块的共同出发点。随着WWW的出现，基于Web技术的网络管理成为网络管理的一种新的趋势，它使网络管理不再需要地理位置、具体平台和专业技能等要求，从而给网络管理带来许多方便。目前，在网络管理标准中，主要有两大网络管理体系：ISO的CMIS/CMIP(公共管理信息服务及协议)和IETF的SNMP(简单网络管理协议)，它们从不同的技术观点来看待网络管理问题。其中CMIP庞大、复杂，是一个大而全的协议，难以理解、不易实现，且使用时CMIP的资源占用量是SNMP的数十倍，所以并没有得到工业界的广泛支持l;而IETF的SNMP设计简单、易于实现，所以一经提出就得到了工业界的广泛响应，许多公司相继推出了基于SNMP协议标准的网络管理系统和产品，如SUN公司的SunNetManager，HP的OpenView，IBM的NetView/6000等等。本文所研究实现的网络拓扑发现算法也是建立在SNMP协议基础上的。1.2 本文的研究目标及文章组织1.2.1 研究目标上面一节中已经说到在网络管理软件中,构造网络拓扑是一个重要功能,能否提供一个直观、全面的网络拓扑结构是网络管理的关键,在网络拓扑的构成过程中,会涉及这样几个问题: (1) 在实际网络系统中会涉及到不同的设备平台,彼此之间有不同的信息表示格式,如何通过一个较为通用的接口获取设备的拓扑信息; (2)需要哪些信息能够反映设备的连接状态; (3) 如何对获取到的拓扑信息进行进一步的处理,以直观的形式展现给用户。在目前网络运行中, SNMP (简单网络管理协议) 得到了极为广泛的应用,主要的设备都能够支持该协议,同时该协议提供了极为丰富的MIB (管理信息库) 变量供网络管理使用。因此SNMP 成为获取网络信息的重要方式。图1.1 设计框架如图1.1所示，本文的研究目标是开发一个通过基于SNMP协议的网络拓扑发现算法来获取路由信息，对采集后信息进行分析后，利用java技术在web的环境中进行网络拓扑结构（网络拓扑图）生成的系统。1.2.2 文章组织本文首先在第二章中对网络拓扑发现的一些常用技术进行了简介，并着重介绍了SNMP协议的相关内容，第三章研究了基于不同协议的网络拓扑发现算法，第四章中介绍本系统的拓扑发现算法和实现技术，第5章介绍了网络拓扑结构生成的实现。 第二章 网络拓扑发现概述确定个规模较大且经常变化的网络拓扑结构是很困难的，但准确的拓扑信息在网络管理方面起着很重