淺談?dòng)?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)技術(shù)

摘 要：本文作為通過發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞矫娴膯栴}，概況研究了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膬?nèi)容與目標(biāo)，介紹了幾種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)技術(shù)的研究方法，將所有研究方法的運(yùn)行機(jī)理做了詳細(xì)的論述，同時(shí)將網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)技術(shù)的評價(jià)方法進(jìn)行了闡述，最后對于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)技術(shù)的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行了詳細(xì)的討論。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；探測；發(fā)現(xiàn)技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；協(xié)議

中圖分類號：TP393.07

在當(dāng)今社會(huì)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的越來越迅速，在商業(yè)、制造業(yè)、金融、服務(wù)業(yè)以及交通行業(yè)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都占有顯著的作用，在快速發(fā)展的社會(huì)中，要想滿足我們生活的基本要求，就必須要建設(shè)穩(wěn)定的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)并使其能夠可靠的運(yùn)行。使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)得以穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的保證就是要建立一個(gè)完善、健全的網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)系統(tǒng)，同時(shí)也能夠促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)性能分析以及安全管理。拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)就是指對于網(wǎng)絡(luò)元素的發(fā)現(xiàn)以及將各個(gè)網(wǎng)絡(luò)元素之間的關(guān)系確定出，主要為主機(jī)、子網(wǎng)以及互聯(lián)設(shè)備（網(wǎng)橋、交換機(jī)、路由器等）。

1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓诰W(wǎng)絡(luò)管理中的地位

在當(dāng)今社會(huì)中，定義了多種多樣的網(wǎng)絡(luò)管理，國際標(biāo)準(zhǔn)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(shí)對于所有OSI的行為進(jìn)行了具體詳細(xì)的描述。網(wǎng)絡(luò)管理信息的表示、網(wǎng)絡(luò)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(luò)管理系統(tǒng)所包含的內(nèi)容。因此，性能管理、配置管理、計(jì)費(fèi)管理、故障管理以及安全管理都是網(wǎng)絡(luò)管理最主要的五個(gè)功能。要想確保網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠正常順利的運(yùn)行，就必須要確保網(wǎng)絡(luò)管理的這五大功能，這其中就包含了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

要想將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D形顯示實(shí)現(xiàn)，就必須要確保網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖詣?dòng)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?fù)浒l(fā)現(xiàn)，同時(shí)也是構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)管理最主要的內(nèi)容。本文對于幾種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥詣?dòng)發(fā)現(xiàn)的方法做了詳細(xì)的論述。將拓?fù)浣Y(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(luò)拓?fù)鋱D，利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D有助于網(wǎng)絡(luò)管理員對于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更快更詳細(xì)的掌握，對于出現(xiàn)故障的地點(diǎn)也能夠盡快的將其定位，將故障所影響的范圍迅速確定?；赪eb的網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(dú)存在，進(jìn)而使得網(wǎng)絡(luò)管理更加方便。

2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)技術(shù)分析

2.1 基于SNMP路由表的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)技術(shù)。對于當(dāng)今社會(huì)來說，利用SNMP是拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)方式之中最有效、最科學(xué)的，只有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持SNMP協(xié)議，才能夠應(yīng)用此技術(shù)，也就是說要具有SNMP的代理，對于拓?fù)浒l(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?yàn)槁酚杀碇邢乱惶牡刂罚际蔷W(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)，且該結(jié)點(diǎn)都擁有路由功能，所以說，讀取路由器中的路由表就應(yīng)當(dāng)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(luò)結(jié)點(diǎn)。

MIB中的信息會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)的變化而變化，是SNMP最主要的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有相對較快的信息獲取速度，這也使得拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)速度得到了進(jìn)一步的加快。不是所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都可以為其提供SNMP服務(wù)，這就是利用SNMP進(jìn)行拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)最主要的原因，有時(shí)即使利用SNMP服務(wù)，也不能確保MIB中具有相當(dāng)多的有用信息。還有一個(gè)解釋MIB值的問題，盡管已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)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(xì)具體的描述，擅自將私有信息加入到MIB之中。因此，只有及時(shí)的將這些內(nèi)容添加至拓?fù)浒l(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?fù)浒l(fā)現(xiàn)技術(shù)。在IP網(wǎng)絡(luò)之中，最早應(yīng)用也最廣泛應(yīng)用的工具就是Ping，它的主要功能就是測試主機(jī)是否能夠收到ICMP ech reply信息，當(dāng)然，也能夠根據(jù)對于往返延遲的計(jì)算，判斷我們距離結(jié)點(diǎn)有多遠(yuǎn)。路由器或者主機(jī)就是這里所說的節(jié)點(diǎn)，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(dá)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相對應(yīng)，可以利用Ping與任意一個(gè)IP地址進(jìn)行判斷。如果發(fā)出Ping報(bào)文的是一個(gè)可達(dá)節(jié)點(diǎn)，那么大約幾十微妙就能能到響應(yīng)；如果發(fā)出Ping報(bào)文的是一個(gè)不可達(dá)的節(jié)點(diǎn)，那么就可能間隔2秒才能得到響應(yīng)，所以對于不可達(dá)節(jié)點(diǎn)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(jìn)行拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)，其失效率會(huì)更低。只有將超時(shí)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(luò)的正常延時(shí)。

2.3 基于OSPF的拓?fù)浒l(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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)路由計(jì)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(luò)的節(jié)點(diǎn)圖描繪出來。中轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)以及OSPF路由器是節(jié)點(diǎn)圖之中的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，匯總網(wǎng)絡(luò)、外部目的、末梢網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)為外圍節(jié)點(diǎn)，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(gè)區(qū)域來說，存在于任意一個(gè)路由器中的OSPF路由表信息能夠被網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)系統(tǒng)所訪問，進(jìn)而能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D構(gòu)造出。

在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行之中，都會(huì)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(luò)管理系統(tǒng)的一大特點(diǎn)，另外兩個(gè)特點(diǎn)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(shè)備與網(wǎng)絡(luò)連接。除此之外，OSPF具有相對較復(fù)雜的路由計(jì)算，很難實(shí)現(xiàn)算法上的理解。

3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)技術(shù)的評價(jià)方法

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

3.2 負(fù)載。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)過程中，可能由很多原因造成算法對網(wǎng)絡(luò)所引起的負(fù)載，比如，在基于SNMP算法之中，判別該地址能否將ICMP報(bào)文成功的引入與拓?fù)湫畔NMP數(shù)據(jù)包的有效獲取都是網(wǎng)絡(luò)引入負(fù)載的兩個(gè)主要方面。

3.3 完整性。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中設(shè)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(gè)網(wǎng)絡(luò)之中，所能夠發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量與不能夠發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量所構(gòu)成的比例，該比例越小越不好。

3.4 準(zhǔn)確性。對于多種可能選擇的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的可能性，能夠用算法來表示。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)管理過程中，對于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不能使其具有二義性，必須要對其進(jìn)行優(yōu)化，也就是說，下一步工作就會(huì)把此作為重點(diǎn)。

3.5 成本。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程中，不單單只有設(shè)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(gè)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)技術(shù)，能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)之中的拓?fù)淝闆r詳細(xì)具體的表達(dá)清楚，然而如果設(shè)備成本、人員成本過高，也不是一個(gè)正確的選擇。

4 結(jié)束語

通過觀察與研究可以發(fā)現(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的實(shí)用性并不是十分的強(qiáng)，甚至于國內(nèi)還不具有成熟的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ停瑑H僅在單一的拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)策略上對其進(jìn)行研究分析。對于未來網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的研究方向主要?dú)w納為以下幾點(diǎn)：第一，通過對Internet歷史進(jìn)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(jìn)而為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)的研究做鋪墊。第二，面對如此龐大的Internet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將構(gòu)件網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ偷捻樞?，以及如何取舍?jié)點(diǎn)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(jì)方式研究網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(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(jì)算機(jī)教學(xué)工作，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。

作者單位：湖南省永州工貿(mào)學(xué)校，湖南永州 425300