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网络拓扑结构的测量协议与技术

2014/3/21 21:35:07

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  • 关键词: 计算机网络拓扑结构;测量;技术;应用。
  • 摘要:随着网络技术的发展和网络结构的日益复杂,计算机网络的可靠性成为网络设计和分析必需要考虑的重要因素之一通过对网络的可靠性研究现状的分析,本文以网络拓扑探测和网络性能测量为主要研究手段,基于主被动测量方式设计并实现了一个对未知网络进行拓扑探测和可靠性分析的系统本文完成的主要工作包括以下几个方面 实现了网络拓扑发现,实现了对网络中的连接关系和活动主机的实时查询在阐述对网络拓扑发现相关技术的基础上通过SNMP协议对MIB库相关信息进行提取,并依据MIB库中的路由表信息进行子网和网络设备的分类,然后通过ICMP异步探测活动主机的方法实现网络拓扑的测量 实现了网络性能参数测量和可靠性的分析通过对网络性能参数测量的基本方法和基本概念的分析,采用变长包的方法对连通性、带宽利用率、丢包率、时延和网络吞吐率五个网络性能指标进行测量,并且对网络性能参数的变化情况进行了分析在得到测量结果后利用数据采样和数理统计的方法基于性能参数进行网络可靠性的统计计算,并进行可靠性分析 实现了网络流量相关信息的监测当网络可靠性超过设定的阀值时,通过对网络设备流量信息的统计,实现网络流量监测功能,并对网络进行分析 通过实际的网络测量实验,该系统能够较为准确地反映网络拓扑结构和网络性能的变化,并较好地进行了可靠性分析。

一、 网络拓扑的一些基本概念

  

     计算机网络的拓扑结构,即是指网上计算机或设备与传输媒介形成的结点与线的物理构成模式。网络的结点有两类:一类是转换和交换信息的转接结点,包括结点交换机、集线器和终端控制器等;另一类是访问结点,包括计算机主机和终端等。线则代表各种传输媒介,包括有形的和无形的。

    网络拓扑结构是指用传输媒体互联各种设备的物理布局。将参与LAN工作的各种设备用媒体互联在一起有多种方法,实际上只有几种方式能适合LAN的工作。
  如果一个网络只连接几台设备,最简单的方法是将它们都直接相连在一起,这种连接称为点对点连接。用这种方式形成的网络称为全互联网络,如下图1所示。

1全互联网络

    计算机网络的拓扑结构主要有:总线型拓扑、星型拓扑、环型拓扑、树型拓扑和混合型拓扑。

1.1、总线型拓扑

    总线型结构由一条高速公用主干电缆即总线连接若干个结点构成网络。网络中所有的结点通过总线进行信息的传输。这种结构的特点是结构简单灵活,建网容易,使用方便,性能好。其缺点是主干总线对网络起决定性作用,总线故障将影响整个网络。

  总线型拓扑是使用最普遍的一种网络。

1.2、星型拓扑

星型拓扑由中央结点集线器与各个结点连接组成。这种网络各结点必须通过中央结点才能实现通信。星型结构的特点是结构简单、建网容易,便于控制和管理。其缺点是中央结点负担较重,容易形成系统的“瓶颈”,线路的利用率也不高。

1.3、环型拓扑

环型拓扑由各结点首尾相连形成一个闭合环型线路。环型网络中的信息传送是单向的,即沿一个方向从一个结点传到另一个结点;每个结点需安装中继器,以接收、放大、发送信号。这种结构的特点是结构简单,建网容易,便于管理。其缺点是当结点过多时,将影响传输效率,不利于扩充。

1.4、树型拓扑

树型拓扑是一种分级结构。在树型结构的网络中,任意两个结点之间不产生回路,每条通路都支持双向传输。这种结构的特点是扩充方便、灵活,成本低,易推广,适合于分主次或分等级的层次型管理系统。  

1.5、网型拓扑

    主要用于广域网,由于结点之间有多条线路相连,所以网络的可靠性较搞高。由于结构比较复杂,建设成本较高。

1.6、混合型拓扑

混合型拓扑可以是不规则型的网络,也可以是点-点相连结构的网络。

1.7、蜂窝拓扑结构

    蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构。它以无线传输介质(微波、卫星、红外等)点到点和多点传输为特征,是一种无线网,适用于城市网、校园网、企业网。

 

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