开题报告-1

南京邮电大学毕业设计(论文)开题报告

题 目 学生姓名 基于SNMP的网络拓扑自动发现技术研究 沈可嘉 班级学号 B08022120 专业 网络工程 一、对指导教师下达的课题任务的学习与理解 随着网络技术的发展，网络管理系统对网络拓扑的依赖日益增加。一个好的网络管理系统首先要掌握的就是整个管理网络的拓扑结构。网络管理中的拓扑发现主要目的就是获取和维护网络中元素的信息以及它们之间的连接关系信息,最终实现对它们的有效管理。然而随着网络规模的不断扩大与网络结构的日益复杂, 拓扑配置信息的获取变得愈来愈困难。 目前国内外对于网络拓扑自动发现的研究中，有大量的研究工作着重于发现IP网络层 的拓扑结构，构建路由器与路由器以及路由器与子网之间的连接关系，并对此提出了相应 的方法： ◆Mercator算法 ◆Cornell大学的CNRG工作组 ◆CAIDA组织的Skitter 近期，国外在物理拓扑自动发现的研究工作已经开展了一些。Internet工程特别小组(Internet Engineering Task Force，IETF)在意识到物理拓扑发现的重要性后，指定了SNMP MIB(Management Information Base)库[1]。，但是并没有定义任何通用的协议和算法用于获得物理拓扑信息。国内有关网络拓扑发现的研究开始于本世纪初，比如，国家自然科学基金重点项目“基于网络探测的IP网络拓扑发现和性能分析”，国家重大基础研究发展规划项目“网络环境下海量信息组织与处理的理论与方法研究”中的“基于先进网络的大型网络管理示范系统”课题。但是这些研究主要集中于发现IP网络管理域内的逻辑拓扑。郑海等人的物理拓扑发现算法需要通过在网络中产生额外流量来保证网络中每一个节点地址转发表的完整。因此可以说，国内在网络拓扑发现方面的研究还刚刚起步。 本课题的主要研究内容为中小型局域网环境中的网络拓扑发现，包括二层拓扑发现和三层拓扑发现，采用SNMP协议，利用管理站和代理的交互来获取网络设备和终端设备的信息，并基于广度优先搜索算法实现网络节点发现，分别实现二层拓扑发现和三层拓扑发现，最终以视图的方式将网络的拓扑结构展示出来。针对于当前相关领域内的一些应用大都仅仅实现了三层拓扑发现，而二层拓扑发现实现起来相对复杂，而且通用性不强，本文使用SNMP[2]协议来获取被管设备信息，通过读取Bridge—MIB[3]来得到交换机设备信息，从而实现二层拓扑发现，力图准确，快速，完整的发现网络中各节点及其连接方式，在实际应用中能够将复杂网络连接以复杂的视图方式展现出来，使网络管理人员面对复杂的网络变更能够通过拓扑视图方便的进行网络维护。而且当设备发生故障时，有助于网络管理员及时定位故障位置，并隔离故障部分，使其余的网络不受干扰继续工作，从而大大提高了网络管理的智能性和可操作性。 二、阅读文献资料进行调研的综述 1.SNMP网络管理协议 简单网络管理协议（SNMP）是目前TCP/IP网络中应用最为广泛的网络管理协议。 SNMP采用管理者(manager)和代理(agent)模式. 通常一个标准的网管系统包括4个部分:网管站(NMS) 、代理、简单网管协议(SNMP)和管理信息库(MIB). 代理是常驻在网络节点设备(如路由器、服务器等)上的软件. 它通过接收来自网管站的指令和发送响应信息,操作MIB并对网络设备进行监控和配置. 网管站和代理通过发送SNMP消息进行通信, 网管站也可单向接收来自代理的未被请求的消息,了解网络中发生的异常事件(trap)。管理信息库MIB指明了网络元素所维持的变量（即能够被管理进程查询和设置的信息）[2,4]。MIB给出了一个网络中所有可能的被管理对象的集合的数据结构 2. 管理信息库(MIB) MIB(Management Information Base)是在不同层次上对被管资源的抽象信息描述的集合。一个管理系统的各种管理信息都存放在MIB中，其中也包括网络拓扑发现所需要的信息[2,5]。在管理者／代理模型中，管理者通过访问MIB，从而了解网络，得到网络设备的所有静态或动态内容，涵盖网络性能、配置、路由和故障等各个方面。而代理则响应管理者的请求并维护本地MIB，使它的信息准确、实时。 3. 拓扑发现原理 本算法使用广度优先搜索算法[6], 一.从图中某个顶点1出发，并访问此顶点； 二.从1出发，访问1的各个未曾访问的邻接点2，3，4„,;然后,依次从2,3,„,Wk出发访问各自未被访问的邻接点；三.重复步骤二，直到全部顶点都被访问为止。 将上述算法中的节点替换成路由器，该算法就实现了网络层拓扑结构的遍历。基于TCP/IP的互联网是有全世界成千上万的网络互联而成,其间的核心设备就是路由器,当今的主流路由设备都提供了对SNMP协议的支持,因此网络层的拓扑发现,主要是采用基于SNMP协议路由表的方式发现主干路由器,路由表是网络管理的重要信息,从路由表中提取网络拓扑的有关信息,而MIB提供了访问路由表的方法。 4 关键技术及实现 通过对文献的阅读和思考，我认为要完成此项课题，关键是要在几项关键技术上取得突破，第一是默认网关的发现，第二是子网的发现，第三是网络层的连接对象，第四是其他路由设备的发现。最后利用路由器和子网的连接关系及其他相关信息, 计算相关设备之间的连接关系生成网络拓扑。基本思路就是逐个完成对上述关键技术的研究，在编译算法之前，对MIB- II及其三个组包system, interfaces, 和ip所包含对象必须熟练地掌握，ipRouteTable对象类型，ipNetToMediaTable对象类型分别用来描述本设备的IP路由表和用于对物理地址和IP地址进行映射的地址转换表, 即ARP表 计划通过前期的学习和准备，对编程的语法，语句有较深刻的认识，为后期的编程打好扎实的基础。 [7]三、根据任务书的任务及文献调研结果，初步拟定的执行（实施）方案（含具体进度计划） 1-2周： 完成资料的收集，完成初步需求分析，完成开题报告。 3-4周： 学习SNMP协议，分析拓扑发现实现所需关键技术，给出分析报告。 4-7周： 给出代理服务器概要设计。给出的详细设计，搭建编程平台，准备进入编码阶段。 8-12周：完成编码和调试。 12-14周：完成论文、准备答辩。 四、参考文献： [1] 李明江．SNMP简单网络管理协议[M]．北京：电子工业出版社，2007: 45～60； [2] 李玉鹏，王换招，田海燕，赵青苹．基于SNMP和Java的网络拓扑发现[J]．计算机工程与应用2004（5）：152～154； [3] 朱畅华等．网络测量及其关键技术[J]．西安电子科技大学学报(自然科学版).2002， 29(12):220～222； [4] 郑海, 张国清. 物理网络拓扑发现算法的研究[J]. 计算机研究与发展.2002, 39(3): 264～268； [5] 尤澜涛, 朱巧明, 李培峰. 一种快速网络拓扑发现算法的设计与实现[J].计算机应用与软件.2007(9):12～16； [6] 李捷, 王汝传. SNMP原理及SNMP+ +编程技术的研究[ J]. 四川通信技术, 2002, (04): 53～56； [7] 邢国光. 简单网络管理协议的理论与实践[M]. 北京: 国防工业出版社, 1999:20～30 该同学在前一阶段对课题做了充分的调研，对课题有了一个初步的认识，提出的方指导 案安排切实可行，予以开题。 教师 批阅 意见 指导教师(签名)： 杨洁 2011年 12月15 日