网络拓扑发现算法及其在综合网络管理系统中的应用研究

论文摘要

随着信息化技术的发展,计算机网络管理已成为企事业单位管理中不可或缺的一部分。针对远程电力和智能楼宇等环境监控任务,为了实现对目标网络的监控和管理,本文提出了网络拓扑发现新算法,开发了一套综合网络管理系统。为了正确发现网络设备的拓扑结构,提出了一种基于广度优先遍历的探索式拓扑发现算法。该算法将底层的设备发现与顶层的拓扑关系分析分离开来,在顶层利用图的相关理论,完成了网络层拓扑与物理网络拓扑的完整发现。测试表明,该算法具有较好的拓扑发现速度和发现完整度,能够满足工程实际需要。同时,为了使综合网络管理系统适应不同的网络环境,分析比较了当前常用的集中式、分布式及分层式网络管理模型。根据环境监控网络的特点,选用集中式和分层式相结合的SNMP网络管理模型作为综合网络管理系统的结构模型。研究表明,该模型容易实现,并能适应多种复杂网络环境。在此基础上,采用面向对象设计方法和模块化设计理念,开发了一个综合网络管理系统,该系统由协议层、设备数据层、逻辑控制层和用户接口层四个层次模块组成,实现了对网络设备、服务器、数据库和应用系统的监控管理。在电力网络远程监控中的应用表明,该系统运行稳定,且可扩展性好。最后,根据物联网络设备的接入需求,研究探讨了基于BACnet协议的智能楼宇网络管理问题,设计并实现了一套SNMP代理服务器和OPC代理服务器,从而增强了网络管理系统的设备接入功能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 术语缩略对照表
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.1.1 计算机网络的发展
• 1.1.2 课题研究意义
• 1.2 国内外研究现状及进展
• 1.2.1 计算机网络管理系统研究现状
• 1.2.2 拓扑发现算法研究现状
• 1.3 论文工作及章节安排
• 第二章 网络拓扑发现技术与算法研究
• 2.1 计算机网络拓扑发现的概念
• 2.2 计算机网络拓扑发现技术
• 2.2.1 ARP拓扑发现技术
• 2.2.2 PING拓扑发现技术
• 2.2.3 Traceroute拓扑发现技术
• 2.2.4 DNS拓扑发现技术
• 2.2.5 SNMP拓扑发现技术
• 2.2.6 基于RIP和OSPF的拓扑发现技术
• 2.2.7 拓扑发现技术的比较
• 2.3 计算机网络拓扑发现算法基本理论
• 2.4 基于广度优先遍历的拓扑发现算法研究
• 2.4.1 算法原理与证明
• 2.4.2 算法中涉及的数据结构
• 2.4.3 拓扑发现算法的设计与实现
• 2.4.4 拓扑发现算法的性能分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 网络管理系统结构与协议研究
• 3.1 计算机网络管理模型
• 3.1.1 集中式网络管理模式
• 3.1.2 分布式网络管理模式
• 3.1.3 分层式网络管理模式
• 3.1.4 网络管理模式的比较
• 3.2 简单网络管理协议SNMP
• 3.2.1 SNMP网络管理体系结构
• 3.2.2 SNMP的管理信息结构（SMI）与管理信息库（MIB）
• 3.2.3 SNMP协议操作
• 3.3 本章小结
• 第四章 综合网络管理系统的设计与实现
• 4.1 系统总体框架
• 4.1.1 网络管理系统的管理任务
• 4.1.2 网络管理系统的层次模型
• 4.1.3 网络管理系统数据流图
• 4.2 综合网络管理系统的数据结构与存储模型设计
• 4.2.1 数据结构与类的设计
• 4.2.2 数据存储模型设计
• 4.3 综合网络管理系统的开发
• 4.3.1 协议层实现
• 4.3.2 设备数据层实现
• 4.3.3 拓扑发现与展示层实现
• 4.4 工程应用与性能分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 异构网络及接入设备管理方法研究
• 5.1 智能楼宇与BACnet网络管理
• 5.1.1 BACnet网络体系结构
• 5.1.2 BACnet网络管理方法研究
• 5.2 网络设备接入与SNMP代理服务器开发
• 5.3 OPC接口设计与智能设备管理
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果