【摘要】：本文主要研究網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錅y量中末跳路由器探測和子網(wǎng)發(fā)現(xiàn)技術(shù)。末跳路由器探測技術(shù),旨在用較小的測量負(fù)載,發(fā)現(xiàn)到目標(biāo)的最后一跳路由器,為進(jìn)一步對目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)實(shí)施高效拓?fù)涮綔y提供依據(jù)。傳統(tǒng)traceroute方法由于存在較多冗余測量不適合專門用于末跳發(fā)現(xiàn)。本文結(jié)合網(wǎng)絡(luò)距離預(yù)測技術(shù),提出并實(shí)現(xiàn)了三種高效發(fā)現(xiàn)末跳路由的方法:基于網(wǎng)絡(luò)偵查包獲取精確網(wǎng)絡(luò)距離的探測方法,基于TTL指紋估計(jì)網(wǎng)絡(luò)距離的步進(jìn)探測法,基于二分策略的二分探測法。綜合使用三種方法進(jìn)行大規(guī)模末跳路由器探測,并對其發(fā)現(xiàn)率,單目標(biāo)平均發(fā)包量進(jìn)行評估后發(fā)現(xiàn),精準(zhǔn)探測法雖然只能用于20%左右的目標(biāo),但該方法的平均發(fā)包量僅為2,步進(jìn)探測法和二分法適用于所有存活目標(biāo),二分法平均發(fā)包量為5,步進(jìn)法平均發(fā)包量最小為3。但步進(jìn)探測法的性能依賴于預(yù)測距離偏差的分布情況�；谏鲜鼋Y(jié)果,本文的另一個(gè)貢獻(xiàn)是,提出了一種動(dòng)態(tài)調(diào)整測量方式的適應(yīng)性末跳發(fā)現(xiàn)方法,能夠在測量過程中,根據(jù)中間結(jié)果和三種測量方法的性能表現(xiàn),選擇最優(yōu)方法,以獲得最高的發(fā)現(xiàn)率和探測效率。實(shí)驗(yàn)表明最優(yōu)組合法的平均發(fā)包量不超過5,效果優(yōu)于三種方法單獨(dú)使用時(shí)的表現(xiàn)。Traceroute測量是發(fā)現(xiàn)拓?fù)渎窂降闹饕侄?然而在用其進(jìn)行大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錅y量時(shí),會(huì)產(chǎn)生測量冗余,尤其在對子網(wǎng)進(jìn)行拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)時(shí),會(huì)在網(wǎng)絡(luò)核心處產(chǎn)生大量重復(fù)探測。對此,本文利用子網(wǎng)地址劃分機(jī)制等外部信息,和目標(biāo)子網(wǎng)拓?fù)渚哂薪茦湫谓Y(jié)構(gòu)等經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí),提出了三種子網(wǎng)發(fā)現(xiàn)技術(shù):子網(wǎng)分支生長探測技術(shù)、正向反向探測技術(shù)以及多類型探測包探測技術(shù)。子網(wǎng)分支生長技術(shù)在探測過程中使用深度優(yōu)先搜索的思想,不斷將目標(biāo)網(wǎng)段劃分成更小的子網(wǎng),對不同子網(wǎng)的起止目標(biāo)進(jìn)行遞歸探測;正向反向探測技術(shù),重復(fù)遇到已測IP時(shí),根據(jù)到同一子網(wǎng)的路徑相同的假設(shè),會(huì)提前停止逐跳探測的過程,降低測量冗余;多類型探測包探測技術(shù),在超時(shí)后更換探測包類型,以提高回復(fù)的幾率。綜合這三種技術(shù),本文基于NSE實(shí)現(xiàn)了一個(gè)高效子網(wǎng)發(fā)現(xiàn)工具fastrace。在150個(gè)虛擬專用服務(wù)器上對fastrace進(jìn)行測量實(shí)驗(yàn),并與traceroute工具的結(jié)果在拓?fù)湟?guī)模,發(fā)包量等方面進(jìn)行對比后發(fā)現(xiàn),fastrace能在不損失發(fā)現(xiàn)拓?fù)渫暾缘那疤嵯?顯著地降低測量冗余。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP393.02
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文但是，此方法存在一個(gè)問題：并非所有的目標(biāo)主機(jī)都響應(yīng)源發(fā)送的 口探測包。經(jīng)過對大量存活主機(jī)進(jìn)行 UDP 大端口發(fā)包實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果僅有 20%~30%左右的目標(biāo)主機(jī)對 UDP 大端口探測包進(jìn)行響應(yīng)，互聯(lián)中存活主機(jī)對 UDP 大端口報(bào)文不做響應(yīng)，也就是說網(wǎng)絡(luò)偵查包技術(shù)只0%目標(biāo)主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)距離，因此末跳獲取率也不會(huì)超過 20%。該方案雖但是不具有普適性。

使用從 Caida 一天的 traceroute 數(shù)據(jù)選取 10 萬個(gè)目標(biāo)主機(jī)，對目標(biāo)使進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)距離計(jì)算及末跳路由獲取實(shí)驗(yàn)，同樣對比 traceroute。統(tǒng)計(jì)發(fā)并對結(jié)果進(jìn)行分析。(1)平均發(fā)包量分析對能夠成功獲取網(wǎng)絡(luò)距離的目標(biāo)發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出獲取網(wǎng)的平均發(fā)包量，如圖 2-7 所示。從圖中可以看出，二分法的平均發(fā)包4，traceroute 獲取網(wǎng)絡(luò)距離平均發(fā)包量為 13.9。理論上，二分法每次將一半，因此發(fā)包的數(shù)量為區(qū)間的 2 的指數(shù)。用公式表示為：D-1 D2 < SL <= 2 ，SL 為區(qū)間長度加 1，D 為理論需要發(fā)包的數(shù)量。根據(jù)區(qū)間長度 30 結(jié)2-2)得出理論發(fā)包數(shù)量為 5，與實(shí)驗(yàn)平均發(fā)包量 5.14 基本相符。實(shí)驗(yàn)中量略大是因?yàn)槎诌^程中存在中間路由器未響應(yīng)的情況，需要重復(fù)發(fā) 2.3.2 中步驟 5。traceroute 平均發(fā)包量 13.9 說明探測源到目標(biāo)的平均為 13.9，符合真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。相對于 traceroute 獲取網(wǎng)絡(luò)距離，二分降低了 63%，發(fā)包量有了顯著的改善。

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1 穆強(qiáng);裴楠;郭堅(jiān);程慧霞;;一種航天器上多子網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[J];航天器工程;2015年06期

2 溫巣平,王小\

本文編號(hào)：2727944