基于ospf的网络拓扑发现系统设计毕业设计（论文）

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1、哈尔滨工程大学本科生毕业论文第1章绪论1.1引言随着Internet技术在全球范围内的飞速发展，网络技术给人们的生活、工作方式带来了巨大的变化。各种单位越来越多地依赖网络与外界进行信息沟通。Internet极大的改变了人们的生活，并己经渗透到了社会生活的各个领域中。从军事、政治、医药卫生、金融、教育到新闻媒体等等，Internet的身影几乎无处不在。对每一个个体来说，互联网是重要的通讯和获取信息的手段。对于一个国家来说，互联网是关系到国计民生的国家的重要资源。为了适应越来越多的流量，新节点、新链路不断地被引进到网络中。路由器（Router）、

2、服务器（Server）、交换机（Switch）、集线器（Hub）等设备影响着网络运行，了解清楚网络的拓扑情况可以更方便的解决网络故障、更改网络配置和进行设备维护，对于网络维护和管理意义相当重大。与此同时，网络安全问题也变得越来越突出，蠕虫对网络的威胁日益增加：2001年红色代码[1]（CodeRed）和尼姆达[2]（Nimda）感染了数百万台计算机，2004年5月1日利用LSA服务远程缓冲区溢出漏洞的蠕虫Sasser[3]，至少感染了五百万台计算机。越来越多的黑客入侵事件，使人们充分认识到网络信息安全管理的重要性和紧迫性。了解清楚网络的拓扑结

3、构更有利于方便的隔离有害源头，对于网络安全也有着非常重要的意义。目前网络管理人员需要手工查看庞大的网络，网络的维护工作越来越复杂，给网络管理带来许多困难。于是有许多人研究自动网络拓扑发现，自动网络拓扑发现技术能及时发现工作在网络中的所有设备，再通过拓扑绘制技术将它们自动绘制出来，让管理人员能方便、直观、有效、及时地了解整个网络的运行情况。1.2课题研究现状从采集拓扑信息的方式上来看，当前常用的网络拓扑发现技术有：52哈尔滨工程大学本科生毕业论文（1）基于ICMP协议的拓扑发现。（2）基于SNMP技术的路由查询。1.1.1基于ICMP协议的拓扑

4、发现ICMP[4]协议是用于网关和主机传送控制信息或差错信息的协议。网关使用这一机制报告递交过程中的问题，主机使用这种机制测试目的主机的是否可达。ping和traceroute是两种基于ICMP的路由信息发现工具，通过ping可利用ICMP的echoreply消息来检测主机是否可达，通过traceroute可利用ICMP的timeexceed和portunreachable消息和IP协议中TTL字段来发现到目的主机的路由信息。在具体实现中，往往是利用ping依次检测IP地址区间的每一个IP地址，然后对ping得到的结果依次进行tracerou

5、te操作，记录其结果，得到到达该IP的路由。通过发送掩码请求报文得到子网掩码，将每个IP加入相应的子网。优点：使用ICMP协议实现较为简单，还可检测网络设备的活动情况，适合于小范围（如子网内）的拓扑发现。缺点：它是对一定范围的IP逐一测试，费时且增加网络的负担，同时不能得到网络接口的有关信息，而且当路由器禁用ICMP数据包时，这个方法就不能生效。1.1.2基于SNMP技术的路由查询简单网络管理协议（SNMP[5]）是一种实现网络设备间交换管理信息的应用层协议。它的管理结构可由四部分组成，分别是：管理的设备、代理、网络管理系统、管理信息库。（1

6、）网络管理设备是被管网络资源中含有SNMP代理的网络节点，这些设备的信息将被收集并存贮在管理信息库（MIB）中，通过SNMP协议被网络管理系统使用。52哈尔滨工程大学本科生毕业论文（2）代理是驻留在被管理设备中的管理模块，它负责收集被管设备的本地状态信息，并回应网络管理系统的请求，最后返回相应的操作结果。（3）网络管理系统负责监视和控制被管设备，它能够向被管网络资源发送SNMP请求，以便得到管理信息。（4）管理信息库是一个以树状层次组织的信息集合，其中每个节点代表一个信息子集合。这些集合由被管资源中的本地代理实现并维护，网络关系系统可以通过S

7、NMP协议来访问这些信息。总体来说，SNMP网络管理结构是分散的数据（分布在每个被管理设备的MIB中）、集中的管理（统一由管理系统管理）。优点：测量准确，速度较快，网络负载较小。缺点：此方法需要路由器上的SNMP权限，如果不能获得相关的权限，此方法就失效。1.1网络路由概述根据是否在一个自治域的内部使用，动态路由协议分为内部网关协议（IGP，InternalGatewayProtocol）和外部网关协议（EGP，ExternalGatewayProtocol）。开放式最短路优先路由信息协议（OSPF[6]，OpenShortestPathFi

8、rst）是目前IGP中应用最广、性能最优的一个协议。于1988年，网间工程任务组织（IETF，InternetEngineeringTaskFramework）成立