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網絡拓撲結構的測量協議與技術

2014/3/21 21:35:07

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  • 關鍵詞: 計算機網絡拓撲結構;測量;技術;應用。
  • 摘要:隨著網絡技術的發展和網絡結構的日益復雜,計算機網絡的可靠性成為網絡設計和分析必需要考慮的重要因素之一通過對網絡的可靠性研究現狀的分析,本文以網絡拓撲探測和網絡性能測量為主要研究手段,基于主被動測量方式設計并實現了一個對未知網絡進行拓撲探測和可靠性分析的系統本文完成的主要工作包括以下幾個方面 實現了網絡拓撲發現,實現了對網絡中的連接關系和活動主機的實時查詢在闡述對網絡拓撲發現相關技術的基礎上通過SNMP協議對MIB庫相關信息進行提取,并依據MIB庫中的路由表信息進行子網和網絡設備的分類,然后通過ICMP異步探測活動主機的方法實現網絡拓撲的測量 實現了網絡性能參數測量和可靠性的分析通過對網絡性能參數測量的基本方法和基本概念的分析,采用變長包的方法對連通性、帶寬利用率、丟包率、時延和網絡吞吐率五個網絡性能指標進行測量,并且對網絡性能參數的變化情況進行了分析在得到測量結果后利用數據采樣和數理統計的方法基于性能參數進行網絡可靠性的統計計算,并進行可靠性分析 實現了網絡流量相關信息的監測當網絡可靠性超過設定的閥值時,通過對網絡設備流量信息的統計,實現網絡流量監測功能,并對網絡進行分析 通過實際的網絡測量實驗,該系統能夠較為準確地反映網絡拓撲結構和網絡性能的變化,并較好地進行了可靠性分析。

一、 網絡拓撲的一些基本概念

  

     計算機網絡的拓撲結構,即是指網上計算機或設備與傳輸媒介形成的結點與線的物理構成模式。網絡的結點有兩類:一類是轉換和交換信息的轉接結點,包括結點交換機、集線器和終端控制器等;另一類是訪問結點,包括計算機主機和終端等。線則代表各種傳輸媒介,包括有形的和無形的。

    網絡拓撲結構是指用傳輸媒體互聯各種設備的物理布局。將參與LAN工作的各種設備用媒體互聯在一起有多種方法,實際上只有幾種方式能適合LAN的工作。
  如果一個網絡只連接幾臺設備,最簡單的方法是將它們都直接相連在一起,這種連接稱為點對點連接。用這種方式形成的網絡稱為全互聯網絡,如下圖1所示。

1全互聯網絡

    計算機網絡的拓撲結構主要有:總線型拓撲、星型拓撲、環型拓撲、樹型拓撲和混合型拓撲。

1.1、總線型拓撲

    總線型結構由一條高速公用主干電纜即總線連接若干個結點構成網絡。網絡中所有的結點通過總線進行信息的傳輸。這種結構的特點是結構簡單靈活,建網容易,使用方便,性能好。其缺點是主干總線對網絡起決定性作用,總線故障將影響整個網絡。

  總線型拓撲是使用最普遍的一種網絡。

1.2、星型拓撲

星型拓撲由中央結點集線器與各個結點連接組成。這種網絡各結點必須通過中央結點才能實現通信。星型結構的特點是結構簡單、建網容易,便于控制和管理。其缺點是中央結點負擔較重,容易形成系統的“瓶頸”,線路的利用率也不高。

1.3、環型拓撲

環型拓撲由各結點首尾相連形成一個閉合環型線路。環型網絡中的信息傳送是單向的,即沿一個方向從一個結點傳到另一個結點;每個結點需安裝中繼器,以接收、放大、發送信號。這種結構的特點是結構簡單,建網容易,便于管理。其缺點是當結點過多時,將影響傳輸效率,不利于擴充。

1.4、樹型拓撲

樹型拓撲是一種分級結構。在樹型結構的網絡中,任意兩個結點之間不產生回路,每條通路都支持雙向傳輸。這種結構的特點是擴充方便、靈活,成本低,易推廣,適合于分主次或分等級的層次型管理系統。  

1.5、網型拓撲

    主要用于廣域網,由于結點之間有多條線路相連,所以網絡的可靠性較搞高。由于結構比較復雜,建設成本較高。

1.6、混合型拓撲

混合型拓撲可以是不規則型的網絡,也可以是點-點相連結構的網絡。

1.7、蜂窩拓撲結構

    蜂窩拓撲結構是無線局域網中常用的結構。它以無線傳輸介質(微波、衛星、紅外等)點到點和多點傳輸為特征,是一種無線網,適用于城市網、校園網、企業網。

 

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