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计算机网络发展迅速,人们对计算机网络的高度依赖性使得网络运行的可靠性变得至关重要,因此也就对网络管理提出了更高的要求。在网络管理中,网络拓扑结构信息是网络管理其他所有管理功能的基础,只有掌握了网络正确、完整的拓扑结构,才能对其实施行之有效的管理措施。因此,如何快速、高效并完整地获取计算机网络的拓扑结构信息是当前网络管理领域关注的重要问题。网络拓扑是网络节点分布及其连接关系的快照。本文分层进行讨论,一是网络层拓扑结构,主要描述路由器、子网以及它们之间的连接关系;另一是数据链路层拓扑结构,主要描述交换机、主机以及它们之间的连接关系。
本文针对网络层拓扑,介绍了两类常用的算法,一是基于通用协议的算法,其优点是通用性强,缺点是实现复杂,发现速度慢;二是基于管理协议的算法,其优点是实现简单,发现速度快,缺点是通用性不太强。在此基础上提出了一种改进的基于SNMP协议的算法,该算法通过SNMP操作获取管理信息库信息,在获取过程中使用了规避思想提高了获取数据的速度,在处理信息时引入了合并的思想使得发现结果趋近于完整。改进算法还解决了发现过程中遇到的子网判定问题以及路由器多址问题。与其他算法比较,改进算法具备了有效、快速、完全、准确等特点,但其要求所有设备均支持SNMP协议。针对数据链路层拓扑,也介绍了两类常用的算法:基于交换机地址转发表的算法,要求转发表信息完备;基于交换机生成树协议的算法,要求交换机支持STP协议。其中,转发表信息和生成树信息的获取都需要利用SNMP操作,即同样要求设备支持SNMP协议。最后进行了系统设计与实现,并在实际的网络环境中进行了测试,通过对测试结果进行分析并与其它算法做比较,验证了改进算法的正确性和可行性。