導(dǎo)語：基于SNMP的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)技術(shù)論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)是網(wǎng)絡(luò)工程的一個(gè)重要的研究子分支，是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)。由于大規(guī)模IP網(wǎng)絡(luò)本身所具有的大規(guī)模性、動態(tài)性、異構(gòu)性等特點(diǎn)，使得面向大規(guī)模IP網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)成為一項(xiàng)非常具有挑戰(zhàn)性的課題。為了提高IP網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的效率和真實(shí)性，人們發(fā)明了多種多樣的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)方法。本文介紹網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的分類，重點(diǎn)探討了基于snmp的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/a>發(fā)現(xiàn)技術(shù)。

關(guān)鍵詞:大規(guī)模IP網(wǎng)絡(luò)；拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)；SNMP

一、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)概述

(一)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的概念

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫侵妇W(wǎng)絡(luò)元素及其之間的連接關(guān)系。這里所講的網(wǎng)絡(luò)元素，既可以是路由器，也可以是交換機(jī)、網(wǎng)橋等，還可以是客戶端、服務(wù)器，甚至是子網(wǎng)、AS等。這里所講的網(wǎng)絡(luò)，既可以指局域網(wǎng)，也可以是互聯(lián)網(wǎng)，也可以是互聯(lián)網(wǎng)的一部分。而網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)，就是指發(fā)現(xiàn)并確定網(wǎng)絡(luò)元素及其之間的連接關(guān)系。

(二)互聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)抽象

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展到今天，除非為某種特殊應(yīng)用而專門設(shè)計(jì)的局部網(wǎng)絡(luò)，以太網(wǎng)(Ethemet)已經(jīng)成為事實(shí)上通用的網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式，TCP/IP協(xié)議簇已經(jīng)成為事實(shí)上的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。從概念上說，互聯(lián)網(wǎng)可以看作是一個(gè)個(gè)小的局域網(wǎng)絡(luò)通過互聯(lián)(互連)而成的。但一方面，組成互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的各個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)本身可能很不相同，另一方面，各個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)的之間的互聯(lián)(互連)關(guān)系也千差萬別。因此，互聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不可能用局域網(wǎng)三種基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行抽象。

二、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的分類

(一)按照網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的對象進(jìn)行分類

按照對象的不同對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)進(jìn)行分類，可分為面向域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)和跨域的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)。

面向域內(nèi)的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)，是指面向同一AS或者同一ISP、甚至更小規(guī)模的局部網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)技術(shù)?？缬虻木W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)則是指面向不同AS(或ISP)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)技術(shù)。二者的不同主要在于，面向域內(nèi)的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理員一般具有對網(wǎng)絡(luò)元素的管理和控制權(quán)，而跨域的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理員一般無法對域外的網(wǎng)絡(luò)元素進(jìn)行管理和控制。由于探測的對象不同，因此所適用的網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)方法以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的目的等均有很大的不同。由于網(wǎng)絡(luò)管理員不能對網(wǎng)絡(luò)元素進(jìn)行管理和控制，因此在一般情況下，跨域的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)比域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)困難得多。

(二)按照網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的方法進(jìn)行分類

按照發(fā)現(xiàn)方法對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)進(jìn)行分類，可分為主動式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)和被動式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)。

所謂主動式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)，是指將一組精心設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)報(bào)注入被探測的網(wǎng)絡(luò)，通過對網(wǎng)絡(luò)反饋信息進(jìn)行分析，得到網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)溥B接情況。例如，各種基于Traceroute的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)方法，就是典型的主動式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)?；赟NMP的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)，從原理上也應(yīng)該歸類為主動式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)方法。由于主動式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)可以根據(jù)探測需要，由探測發(fā)起者對探測數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，因此適用情形較廣，可以探測網(wǎng)絡(luò)范圍可以很大，并且可通過提高注入數(shù)據(jù)包的科學(xué)性和合理性，不斷提高網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮綔y的準(zhǔn)確度。主動式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮綔y的缺點(diǎn)主要是探測數(shù)據(jù)報(bào)將增大網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷。在大規(guī)模多點(diǎn)探測中，甚至有可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能的嚴(yán)重降低。在極端的情況下，由于注入數(shù)據(jù)報(bào)嚴(yán)重改變了網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，甚至使探測到的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c實(shí)際情況不相符。

而被動式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)，則是指對網(wǎng)絡(luò)元素間的數(shù)據(jù)進(jìn)行偵聽，通過對偵聽得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而得出網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)溥B接情況。例如，通過偵聽路由器間的OSPF交換數(shù)據(jù)包來探測網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞姆椒?，就是一種被動式的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)方法。被動式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)方法不向網(wǎng)絡(luò)注入數(shù)據(jù)包，因此對網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的影響較小。但由于被偵聽的只是局部網(wǎng)絡(luò)，因此往往通過分析也只能得到局部網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淝闆r。另外，偵聽得到的數(shù)據(jù)可能存在很多不真實(shí)的數(shù)據(jù)，如不能對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析處理，有可能得到不真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。

(三)按照網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的粒度分類

根據(jù)粒度的不同，網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)大致可以分為粗粒度、中間粒度、細(xì)粒度三個(gè)級別。

粗粒度是一般指AS級別的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)。在粗粒度的拓?fù)鋱D中，節(jié)點(diǎn)代表一個(gè)域，而邊則代表域間的連接。中間粒度是指集群(路由器集簇)間的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)。在中間粒度的拓?fù)鋱D中，節(jié)點(diǎn)代表單路由器或主機(jī)的特定集群，邊則代表路由器或集群主機(jī)之間的連接。細(xì)粒度是指路由器級的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)。在細(xì)粒度的拓?fù)鋱D中，節(jié)點(diǎn)代表路由器(子網(wǎng)或主機(jī))，邊代表路由器的連結(jié)。目前，面向Internet的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的研究主要集中在AS級和路由器級兩個(gè)方面。三、基于SNMP的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)分析

(一)SNMP協(xié)議簡介

SNMPCSimpleNetworkManagementProtocol)即簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，目前有SNMPvI、SNMPv2兩個(gè)版本。SNMPvl于1990年開始，其規(guī)范文為RFC1157等。SNMPv2于1993年開始，RFC1441對SNMPv2進(jìn)行了系統(tǒng)地介紹。目前，最新版本SNMPv3的規(guī)范文本為RFC2571。SNMP采用“管理者一”的模式，實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的監(jiān)視和控制。采用“輪詢”與“陷阱”兩種方式，實(shí)現(xiàn)管理進(jìn)程與進(jìn)程之間的信息交互，共定義了基本的5種報(bào)文:get-request操作:從進(jìn)程處提取一個(gè)或多個(gè)參數(shù)值；get-next-request操作；從進(jìn)程處提取一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的下一個(gè)參數(shù)值；set-request操作:設(shè)置進(jìn)程的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)值；get-response操作:返回的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)值。這個(gè)操作是由進(jìn)程發(fā)出的。它是前面3種操作的響應(yīng)操作；trap操作:進(jìn)程主動發(fā)出的報(bào)文，通知管理進(jìn)程有某些事情發(fā)生。

SNMP是一個(gè)應(yīng)用層協(xié)議，盡管可以在傳輸層采用各種各樣的協(xié)議，但是在SNMP中，用得最多的傳輸層協(xié)議還是UDP。另外，為了實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)的管理，SNMP又對其它兩個(gè)必需的部分進(jìn)行了定義。一個(gè)是管理信息庫MIB(ManagementInformationBase)，管理信息庫包含所有進(jìn)程的所有可被查詢和修改的參數(shù)。RFC1213定義了第二版的MIB，叫做MIB-II。另外一部分是關(guān)于MIB的一套公用的結(jié)構(gòu)和表示符號，叫做管理信息結(jié)構(gòu)SIB(StructureofManagementInformation)，由RFC1155定義。

(二)基于SNMP的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的基本原理

所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備維護(hù)一個(gè)MIB(管理信息庫)，保存該設(shè)備上與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行相關(guān)的全部信息，并對管理工作站的SMMP查詢進(jìn)行響應(yīng)。管理工作站通過發(fā)送請求信息，查詢儲存于網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)備中的管理信息庫MIB中的相關(guān)信息，從中解析出網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎嚓P(guān)的信息，就可以構(gòu)畫出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。從原理上看，基于SNMP的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)類似于圖的廣度優(yōu)先搜索。公務(wù)員之家

MIB中的路由表ipRouteTable定義了該設(shè)備的路由信息，其中與拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)相關(guān)的表項(xiàng)有:ipRouteDest、ipRouteMask、ipRoutelfIndex，ipRouteNextHop、ipRouteType等。ipRouteDest記錄以該設(shè)備為起點(diǎn)可以到達(dá)的目的地址范圍，ipRouteMask記錄的是目的網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼，ipRouteIfIndex記錄ipRouteDest所對應(yīng)的接口索引號，ipRouteNextHop記錄本接口所對應(yīng)的下一跳網(wǎng)關(guān)地址或者直連子網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)地址，ipRoute升pe記錄ipRouteNextHop所表示的地址與該設(shè)備的連接關(guān)系。

(三)基于SNMP的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍

基于srrnrn的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)現(xiàn)過程和算法簡單，目標(biāo)明確，發(fā)現(xiàn)效率高，系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)開銷小。由于入nB的信息可以自動隨著網(wǎng)絡(luò)的狀況更新，這樣通過srrNrn獲取的拓?fù)湫畔⒕涂偸欠从尘W(wǎng)絡(luò)最新的狀況。另外，此方法除了可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層拓?fù)涮綔y外，經(jīng)過對入心B數(shù)據(jù)進(jìn)行精心分析，還可以實(shí)現(xiàn)對鏈路層的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)?；赟NMP的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的主要缺點(diǎn)是方法受到路由設(shè)備訪問權(quán)限的限制。隨著網(wǎng)絡(luò)安全問題越來越受的人們的重視，因此采用此方法開展跨管理域的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)變得越來越困難。另外，除了標(biāo)準(zhǔn)的MIB信息外，有的廠家為自己的設(shè)備開發(fā)了專門的MIB，如果在拓?fù)渥詣影l(fā)現(xiàn)程序中使用了這些MIB，其處理上就需要隨廠家的不同而作特殊的處理。

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