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随着信息时代的到来,互联网已然成为人们社会生产活动、家庭生活娱乐的一个重要组成部分。作为一个覆盖全球的庞大系统,计算机网络本身运行的可靠性变得尤为重要,这一现状也对网络管理提出了更高的要求。获取网络的拓扑信息能够帮助人们了解网络结点分布,相互连接关系等,在网络发生故障时得以定位故障源结点并分析相关信息。同时在了解了拓扑结构的基础上,人们更容易完成对网络的性能、安全和计费等方面的管理和优化。目前网络拓扑发现技术主要依靠简单网络管理协议(Simple Network Management Protocol,SNMP),针对网络层、数据链路层甚至物理层进行拓扑发现。现如今,网络结构多种多样,多子网交换域网络和虚拟局域网(Virtual LAN,VLAN)也越来越多地被用到各企业机构内部网络中,尤其是VLAN通过将局域网设备从逻辑上划分为多个子网段,能够为网络提供更多的安全性和灵活性,因此得到了广泛的应用。但是由于此时网络的物理连接已经不等同于逻辑连接,这一类网络结构给传统的链路层拓扑发现造成了一定困难。另一方面,网络层拓扑发现中的匿名路由器也是一个较难解决的问题,尤其随着IPv6的正式启用,网络中很容易出现没有配置聚合全球单播地址的匿名路由器,增加了拓扑发现的难度。
本文针对以上两个拓扑发现难点进行了相关研究,完成了一种利用源路由traceroute来确定匿名路由器连接情况的方法,该方法依靠源路由traceroute探测结果来合并初步拓扑发现中遇到多个匿名路由器,从而得出网络中真实路由器的拓扑连接和分布情况。另外还介绍了一种改进的基于交换机MAC(Media AccessControl)地址转发表的链路层拓扑发现算法,能够满足一些特殊网络结构的拓扑发现需求;算法利用与交换机直接相连的主机MAC地址来标识交换机,并根据端口地址转发表与标识交换机的集合关系推导出网络的拓扑结构,论文最后根据该算法初步实现了链路层发现的软件原型系统。