摘 要：本文作為通過發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡拓撲方面的問題，概況研究了網(wǎng)絡拓撲的內(nèi)容與目標，介紹了幾種網(wǎng)絡拓撲發(fā)現(xiàn)技術(shù)的研究方法，將所有研究方法的運行機理做了詳細的論述，同時將網(wǎng)絡發(fā)現(xiàn)技術(shù)的評價方法進行了闡述，最后對于網(wǎng)絡拓撲發(fā)現(xiàn)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢進行了詳細的討論。

關(guān)鍵詞：計算機網(wǎng)絡；探測；發(fā)現(xiàn)技術(shù)；網(wǎng)絡拓撲；協(xié)議

中圖分類號：TP393.07

在當今社會，計算機網(wǎng)絡技術(shù)發(fā)展的越來越迅速，在商業(yè)、制造業(yè)、金融、服務業(yè)以及交通行業(yè)，計算機網(wǎng)絡都占有顯著的作用，在快速發(fā)展的社會中，要想滿足我們生活的基本要求，就必須要建設穩(wěn)定的計算機網(wǎng)絡并使其能夠可靠的運行。使計算機網(wǎng)絡得以穩(wěn)定、可靠運行的保證就是要建立一個完善、健全的網(wǎng)絡管理維護系統(tǒng)，同時也能夠促進網(wǎng)絡配置、網(wǎng)絡性能分析以及安全管理。拓撲發(fā)現(xiàn)就是指對于網(wǎng)絡元素的發(fā)現(xiàn)以及將各個網(wǎng)絡元素之間的關(guān)系確定出，主要為主機、子網(wǎng)以及互聯(lián)設備（網(wǎng)橋、交換機、路由器等）。

1 網(wǎng)絡拓撲在網(wǎng)絡管理中的地位

在當今社會中，定義了多種多樣的網(wǎng)絡管理，國際標準化組織（ISO）在ISO/IEC7498-4中定義并描述了開放系統(tǒng)互連參考模型（OSI/RM）管理的術(shù)語和概念，將OSI管理結(jié)構(gòu)提出來，同時對于所有OSI的行為進行了具體詳細的描述。網(wǎng)絡管理信息的表示、網(wǎng)絡資源的表示、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)的功能都是網(wǎng)絡管理系統(tǒng)所包含的內(nèi)容。因此，性能管理、配置管理、計費管理、故障管理以及安全管理都是網(wǎng)絡管理最主要的五個功能。要想確保網(wǎng)絡系統(tǒng)能夠正常順利的運行，就必須要確保網(wǎng)絡管理的這五大功能，這其中就包含了網(wǎng)絡拓撲。

要想將網(wǎng)絡拓撲圖形顯示實現(xiàn)，就必須要確保網(wǎng)絡拓撲的自動發(fā)現(xiàn)技術(shù)，故障定位最主要的內(nèi)容就是路徑搜索。對于故障管理與配置管理來說，十分重要的功能就是拓撲發(fā)現(xiàn)，同時也是構(gòu)成網(wǎng)絡管理最主要的內(nèi)容。本文對于幾種網(wǎng)絡拓撲自動發(fā)現(xiàn)的方法做了詳細的論述。將拓撲結(jié)構(gòu)的關(guān)系具體形象的展現(xiàn)出來，所利用的就是網(wǎng)絡拓撲圖，利用網(wǎng)絡拓撲圖有助于網(wǎng)絡管理員對于網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)更快更詳細的掌握，對于出現(xiàn)故障的地點也能夠盡快的將其定位，將故障所影響的范圍迅速確定。基于Web的網(wǎng)絡管理在Internet出現(xiàn)之后，也迅速發(fā)展成為一種新的發(fā)展模式，它的出現(xiàn)使得網(wǎng)絡管理不再受到地理位置、專業(yè)技能以及具體平臺的約束，而能夠單獨存在，進而使得網(wǎng)絡管理更加方便。

2 網(wǎng)絡拓撲發(fā)現(xiàn)技術(shù)分析

2.1 基于SNMP路由表的拓撲發(fā)現(xiàn)技術(shù)。對于當今社會來說，利用SNMP是拓撲發(fā)現(xiàn)方式之中最有效、最科學的，只有網(wǎng)絡設備支持SNMP協(xié)議，才能夠應用此技術(shù)，也就是說要具有SNMP的代理，對于拓撲發(fā)現(xiàn)，利用的就是MIB庫中路由表中的信息，該信息就是SNMP所定義的。因為路由表中下一跳的地址，都是網(wǎng)絡結(jié)點，且該結(jié)點都擁有路由功能，所以說，讀取路由器中的路由表就應當從管理工作站缺省路由器開始，也就可以慢慢的發(fā)現(xiàn)擁有功能的網(wǎng)絡結(jié)點。

MIB中的信息會隨著網(wǎng)絡的變化而變化，是SNMP最主要的優(yōu)點，同時具有相對較快的信息獲取速度，這也使得拓撲發(fā)現(xiàn)速度得到了進一步的加快。不是所有的網(wǎng)絡設備都可以為其提供SNMP服務，這就是利用SNMP進行拓撲發(fā)現(xiàn)最主要的原因，有時即使利用SNMP服務，也不能確保MIB中具有相當多的有用信息。還有一個解釋MIB值的問題，盡管已經(jīng)標準化的定義了MIB的某些信息，還有不少的生產(chǎn)商為了使得自己生產(chǎn)的產(chǎn)品的功能得到詳細具體的描述，擅自將私有信息加入到MIB之中。因此，只有及時的將這些內(nèi)容添加至拓撲發(fā)現(xiàn)之中，才能使得這些新的信息得以發(fā)揮利用。

2.2 基于ICMP Ping的拓撲發(fā)現(xiàn)技術(shù)。在IP網(wǎng)絡之中，最早應用也最廣泛應用的工具就是Ping，它的主要功能就是測試主機是否能夠收到ICMP ech reply信息，當然，也能夠根據(jù)對于往返延遲的計算，判斷我們距離結(jié)點有多遠。路由器或者主機就是這里所說的節(jié)點，Ping的開銷與分組的大小有關(guān)，分組越小，開銷越小。要想確定是否與可達的網(wǎng)絡節(jié)點相對應，可以利用Ping與任意一個IP地址進行判斷。如果發(fā)出Ping報文的是一個可達節(jié)點，那么大約幾十微妙就能能到響應；如果發(fā)出Ping報文的是一個不可達的節(jié)點，那么就可能間隔2秒才能得到響應，所以對于不可達節(jié)點來說，利用Ping不能得到很好的效果，特別是如果向很多待定的IP地址進行拓撲發(fā)現(xiàn)，其失效率會更低。只有將超時間隔降到最低，才能保證其效果，但是要保證其間隔高于網(wǎng)絡的正常延時。

2.3 基于OSPF的拓撲發(fā)現(xiàn)技術(shù)。對于OSPF中鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫存放的信息來說，能夠利用計算機網(wǎng)絡路由計算，主要過程是指從各種不同的鏈路狀態(tài)記錄之中，將代表網(wǎng)絡的節(jié)點圖描繪出來。中轉(zhuǎn)網(wǎng)絡以及OSPF路由器是節(jié)點圖之中的內(nèi)部節(jié)點，匯總網(wǎng)絡、外部目的、末梢網(wǎng)絡站點為外圍節(jié)點，各種鏈路所包含的就是具有不同度量制式的弧線。所以說，對于自治系統(tǒng)的各個區(qū)域來說，存在于任意一個路由器中的OSPF路由表信息能夠被網(wǎng)絡管理維護系統(tǒng)所訪問，進而能夠?qū)⒕W(wǎng)絡拓撲圖構(gòu)造出。

在企業(yè)網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的實際運行之中，都會處于自治系統(tǒng)的范圍之內(nèi)，所以說，具有很大的適用性是基于OSPF構(gòu)造網(wǎng)絡管理系統(tǒng)的一大特點，另外兩個特點就是具有較高的速度與效率。然而，該技術(shù)卻局限于不能支持OSPF協(xié)議的設備與網(wǎng)絡連接。除此之外，OSPF具有相對較復雜的路由計算，很難實現(xiàn)算法上的理解。

3 網(wǎng)絡拓撲發(fā)現(xiàn)技術(shù)的評價方法

3.1 速度。利用算法執(zhí)行花費的時間來衡量速度，通過采集信息而生成拓撲結(jié)構(gòu)的時間與利用圖形化的方式將所生成的拓撲關(guān)系表示出來的時間是組成算法執(zhí)行時間的兩大主要部分。

3.2 負載。在計算機網(wǎng)絡拓撲發(fā)現(xiàn)過程中，可能由很多原因造成算法對網(wǎng)絡所引起的負載，比如，在基于SNMP算法之中，判別該地址能否將ICMP報文成功的引入與拓撲信息SNMP數(shù)據(jù)包的有效獲取都是網(wǎng)絡引入負載的兩個主要方面。

3.3 完整性。網(wǎng)絡設備數(shù)量在實際網(wǎng)絡中設備數(shù)量所占的比例能夠利用算法來表示，換種說法就是說，在一個網(wǎng)絡之中，所能夠發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)絡設備的數(shù)量與不能夠發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)絡設備的數(shù)量所構(gòu)成的比例，該比例越小越不好。

3.4 準確性。對于多種可能選擇的拓撲結(jié)構(gòu)的可能性，能夠用算法來表示。在實際網(wǎng)絡管理過程中，對于拓撲結(jié)構(gòu)不能使其具有二義性，必須要對其進行優(yōu)化，也就是說，下一步工作就會把此作為重點。

3.5 成本。計算機網(wǎng)絡工程中，不單單只有設備成本，同樣效率成本與人員成本也包含其中。盡管利用一個拓撲發(fā)現(xiàn)技術(shù)，能夠?qū)⒕W(wǎng)絡之中的拓撲情況詳細具體的表達清楚，然而如果設備成本、人員成本過高，也不是一個正確的選擇。

4 結(jié)束語

通過觀察與研究可以發(fā)現(xiàn)拓撲結(jié)構(gòu)的實用性并不是十分的強，甚至于國內(nèi)還不具有成熟的網(wǎng)絡拓撲模型，僅僅在單一的拓撲發(fā)現(xiàn)策略上對其進行研究分析。對于未來網(wǎng)絡拓撲發(fā)現(xiàn)的研究方向主要歸納為以下幾點：第一，通過對Internet歷史進行分析，可以看出Internet自治域系統(tǒng)與骨干網(wǎng)的發(fā)展變化，提出Internet未來的發(fā)展方向，進而為網(wǎng)絡拓撲發(fā)現(xiàn)的研究做鋪墊。第二，面對如此龐大的Internet網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，將構(gòu)件網(wǎng)絡拓撲模型的順序，以及如何取舍節(jié)點把握清楚。第三，由于組播通信技術(shù)快速發(fā)展，可以利用概率統(tǒng)計方式研究網(wǎng)絡拓撲發(fā)現(xiàn)技術(shù)。

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作者簡介：魏景林（1977.10-），男，湖南永州人，本科，講師，從事計算機教學工作，研究方向：計算機網(wǎng)絡與計算機操作系統(tǒng)。

作者單位：湖南省永州工貿(mào)學校，湖南永州 425300