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基于IPv4-v6混合网络环境下拓扑生成方法的研究

作　者: 梁俊华
导　师: 欧阳
学　校: 重庆理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: IPv6 SNMP 混合环境网络拓扑发现驻地网
分类号: TP393.02
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着计算机网络应用的蓬勃发展,以IPv4为主的互联网取了巨大的成就。但是,随着互联网技术的飞速发展,网络规模急剧扩大,基于IPv4协议的Internet网络逐渐暴露出严重的缺陷,特别是IP地址的严重不足。这直接导致了急需一种新的技术从根本上解决当前所面临的困难局面,于是IPv6应运而生。由于两种协议互不兼容,由IPv4向IPv6过渡决不是一种简单的升级,两者必将长期共存,这使原本复杂的网络变得更加复杂。这样,在IPv4与IPv6混合的环境对网络进行有效地管理将面临巨大的挑战,而网络拓扑结构又是网络管理的前提,对其研究具有重要的意义。因此,在混合网络环境下,对网络拓扑生成方法的研究与实现成为本文研究的核心。本文首先介绍了IPv6的特点及其网络过渡时所用到的技术,通过研究校园驻地网的拓扑结构特点,参照过渡原则,设计了驻地网的过渡方案。然后,在研究和分析现有网络拓扑发现方法的基础上,结合混合环境下网络拓扑的特点,提出一种基于IPv4和IPv6混合环境下对管理域内的网络进行拓扑自动发现的算法。此算法用SNMP协议从两个方面对目标网络进行拓扑发现,即网络层和物理层。网络层拓扑发现算法主要针对网络层中的路由器、子网以及混合环境下的过渡元素(双栈设备和隧道)进行研究。同时,通过深入研究拓扑发现过程中出的问题(如路由残缺问题、算法效率问题、算法兼容等问题)对算法进行了改进。物理层拓扑发现算法主要针对子网内工作在OSI网络模型中的链路层元素进行研究。同时,通过研究拓扑发现过程中出的问题(如网络中的哑设备问题,虚拟交换机问题)对算法进行改进。最后,在以上研究的基础上,提出混合环境下网络拓扑发现的原型系统,通过网络层拓扑发现模块、物理层拓扑发现模块、隧道发现模块以及拓扑显示模块四个部分对其功能进行实现,并在我校校园网上对其进行验证,取得了较好的发现效果。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 本文的研究背景  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-10
  1.3 研究目标和研究内容  10-11
  1.4 本文的组织结构  11-12
2 IPv6 技术及其网络拓扑  12-26
  2.1 IPv6 概述  12-15
    2.1.1 IPv6 诞生背景  12
    2.1.2 IPv6 寻址  12-14
    2.1.3 IPv6 特点  14-15
  2.2 过渡技术  15-20
    2.2.1 双栈技术  15-16
    2.2.2 隧道技术  16-18
    2.2.3 翻译技术  18-20
  2.3 驻地网  20-24
    2.3.1 驻地网概述  20
    2.3.2 CNGI 高校驻地网技术方案  20-22
    2.3.3 高校驻地网过渡举例  22-24
  2.4 小结  24-26
3 网络拓扑发现技术概述  26-35
  3.1 网络拓扑发现的分类  26-28
  3.2 常用的网络拓扑发现方法  28-34
    3.2.1 基于SNMP 的拓扑发现方法  28-31
    3.2.2 基于ICMP 的拓扑发现方法  31-33
    3.2.3 基于UDP 的拓扑发现方法  33
    3.2.4 基于DNS 的拓扑发现方法  33-34
  3.3 小结  34-35
4 混合环境下网络拓扑发现算法的研究  35-55
  4.1 混合环境下的网络拓扑模型  35-37
  4.2 网络拓扑发现的准备工作  37-38
  4.3 混合环境下网络层拓扑发现  38-47
    4.3.1 路由器的工作原理  38-40
    4.3.2 网络层拓扑发现算法  40-43
    4.3.3 出现的问题与改进  43-47
  4.4 混合环境下物理层拓扑发现  47-54
    4.4.1 交换机的工作原理  47-48
    4.4.2 物理层拓扑发现算法  48-52
    4.4.3 出现的问题与改进  52-54
  4.5 小结  54-55
5 网络拓扑发现原型系统的设计与实现  55-67
  5.1 系统需求与功能分析  55
  5.2 设计方案的选择  55-57
  5.3 模块的设计与实现  57-64
    5.3.1 网络层拓扑发现模块的实现  57-60
    5.3.2 物理层拓扑发现模块实现  60-62
    5.3.3 隧道模块的实现  62-63
    5.3.4 拓扑显示模块的实现  63-64
  5.4 算法验证  64-65
  5.5 小结  65-67
6 结束语  67-69
  6.1 总结  67
  6.2 后续工作方向  67-69
致谢  69-70
参考文献  70-72
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果  72

基于IPv4-v6混合网络环境下拓扑生成方法的研究

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