【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和服務(wù)的普及,網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為社會生活中必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。然而日益增長的網(wǎng)絡(luò)需求使得網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷增長和結(jié)構(gòu)的越發(fā)復(fù)雜。作為網(wǎng)絡(luò)的“骨骼”,網(wǎng)絡(luò)拓撲對于網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、管理和安全都具有重要的意義。為了獲取網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu),國內(nèi)外進行了大量的研究,在網(wǎng)絡(luò)的探測方法和網(wǎng)絡(luò)拓撲識別方面存在有大量有效和新穎的研究成果。但是在探測節(jié)點部署方面少有研究,并且在網(wǎng)絡(luò)拓撲識別方面存在比較突出的難點問題,導(dǎo)致其探測和恢復(fù)出的網(wǎng)絡(luò)拓撲效果不盡人意。在一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,探測節(jié)點的部署方法是影響探測所獲數(shù)據(jù)的有效性和探測成本的重要因素,網(wǎng)絡(luò)拓撲識別方法則是將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)拓撲的關(guān)鍵因素。因此本論文的研究工作將圍繞著這兩方面展開,并提出了以下三種相關(guān)方法:1.提出基于拓撲特征約束的的拓撲探測節(jié)點部署方法。針對實際中全局拓撲未知、部分拓撲已知的拓撲探測節(jié)點部署情況,先使用部分拓撲生成相似的全局拓撲,再進行全局拓撲下的節(jié)點部署,最終根據(jù)大量全局拓撲下的部署結(jié)果來選出最終部署方案。為了實現(xiàn)上述思路,首先對部分和全局網(wǎng)絡(luò)拓撲之間的相似特征進行分析,并提出了基于層次性、冪率性和自相似性的全局拓撲生成模型。其次,還對Traceroute下節(jié)點的探測特點進行分析,提出了基于混合權(quán)重的全局拓撲部署方法。與其他部署方法比較,本方法能夠顯著的減少探測節(jié)點的數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)探測的成本,并且降低對被測量網(wǎng)絡(luò)的性能影響。2.提出基于多源信息融合的匿名路由器識別方法。利用網(wǎng)絡(luò)層析成像不受中間節(jié)點協(xié)作影響的特點,將網(wǎng)絡(luò)層析成像結(jié)果與Traceroute信息進行融合,用于識別Traceroute中的匿名IP。首先對兩種探測方式結(jié)果之間存在的映射關(guān)系進行分析,其次通過尋找約束將兩者的映射關(guān)系轉(zhuǎn)化為整數(shù)規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型,最后通過數(shù)學(xué)求解的結(jié)果來將Traceroute中的匿名IP進行合并,從而解決了匿名路由器問題。此方法通過融合兩種探測方法的數(shù)據(jù)信息,在繼承了兩者的的優(yōu)點的同時并克服了各自的缺點,且最終的結(jié)果具有較高的正確率,在一定程度上解決了匿名路由器的識別問題。3.提出基于多源信息融合的路由器別名解析方法。首先對傳統(tǒng)的別名解析算法APAR進行分析,發(fā)現(xiàn)其存在信息單一且嚴重依賴正確IP子網(wǎng)信息的缺點。為此添加路由報文中的拓撲信息作為數(shù)據(jù)來源,并針對OSPF、RIP和EIGRP三種路由協(xié)議總結(jié)出提取其報文中IP地址、IP子網(wǎng)和IP別名的規(guī)則。最后將這些信息融入到APAR算法的每個步驟,用于增強其別名解析的效果。與傳統(tǒng)的方法比較,此方法克服了原有缺點并大大提高了別名解析的正確率。為了驗證算法的有效性,在對這些算法進行研究的同時還分別對其做了對比實驗或仿真實驗。對于提出的節(jié)點部署算法,使用生成大量隨機拓撲作為測試環(huán)境,與其他幾種節(jié)點部署方法在部署節(jié)點數(shù)量、探測范圍和探測成本方面進行結(jié)果對比。對于提出的匿名路由器識別算法和別名解析算法,本文使用NS-3網(wǎng)絡(luò)模擬器,對這兩種方法進行網(wǎng)絡(luò)拓撲探測和識別的仿真實驗,并對可能影響算法效果的影響因素進行了分析和研究。上述的實驗驗證了本文提出的幾種算法都具有很高的有效性,能夠在一定程度上解決網(wǎng)絡(luò)拓撲探測中的相關(guān)問題。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP393.02

【參考文獻】

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本文編號：2620330