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摘要：通过对IPv 网络拓扑存在的问题发现以及IPv 网络自身特点，通过本地节点发现以及双栈节点信息获取技术相结合方式，设计出了Ipv 的网络拓扑结构，同时实现了IPv 的网络拓扑发现的应用，从而实现了符合应用实际的网络拓扑结构体系。
关键词：IPv 网络；拓扑发现；现状；新特点
中图分类号：TP393.02 文献标识码：A 文章编号：1001-9599 (2011) 23-0000-01
IPv Network Topology Discovery and Topology Discovery Research Status of the New Features
Wu Gaoping
(School of Electrical Engineering,Northwest University for Nationalities,Lanzhou 130030,China)
Abstract:Problems IPv network topology discovery and IPv network to its own characteristics,through the local node and dual-stack nodes that access to information technology integration in the design of the Ipv network topology,while achieving the IPv network topology discovery applications,enabling application in line with the actual network topology system.
Keywords:IPv network;Topology discovery;Status;New features
一、网络拓扑发现研究现状
网络拓扑发现是网络管理功能体系的基本构成部分，同时也是对商业网络管理系统成功与否的衡量尺度和标准。网络拓扑发现在网络瓶颈的搜索、网络传输拥塞以及网络潜在弱点的排除以及提高网络连接性以及网络升级等方面有着重要的作用。拓扑发现还能用于实时网络仿真以及帮助新用户决定从何处切入网络以获得最大带宽。当前国外的一些网管产品已具有网络自动拓扑发现的功能，国内的网管软件也得到了一定的发展，网络拓扑发现在局域网以及小型网络发现应用较好，而大型网络则应用实例较少。
当前，网络拓扑发现的研究取得了一定的进展，提出了启发式发现算法、可搜索交换机端口连接的链路层发现算法等。国内的网络拓扑发现也实现了相应的算法研究，并且应用到了商业的网络管理软件中。然而到目前为止，现代大型异构IP网络的自动拓扑发现的研究和应用依旧存在较大的挑战。
二、IPv 网络拓扑发现系统
当前，IPv 网络依旧处于起步阶段，互联网上IPv4网络与IPv 网络在并存，其网络结构如下。
图1：IPv 网络结构图
IPv 网络拓扑发现系统分为三个部分：子网发现、隧道发现以及双栈识别以及骨干网发现模块，此外还包括辅助的拓扑信息融合、拓扑数据存储、拓扑现实模块等部分。IPv 网络拓扑发现系统结构如下。
（一）子网发现模块。子网发现模块主要是发现本地链路内部存在的路由器以及主机信息，从而进行本地地址以及路由地址之间的相互转换，并通过相对应的形式存储转发到其对应的控制节点。在RFC3513中预先定义一组多播地址能有效解决子网节点之间的探测问题。目标地址为FF02：：1的数据包，本地链路都将进行接收并返回响应，而目标地址为FF02：：2的数据包，本地链路器都将接受并处理，实现主机与路由器的区分。通过相应算法所得到的地址一般为本地链路地址，而IPv 中的一个节点往往需要与其他网络通信的IPv 通信的全局地址，由此应子网模块还应实现两种地址之间的转换。
（二）隧道发现及双栈识别模块。隧道发现模块以骨干网络发现模块为基础，对于骨干网络的路径，首先应对路径中每节点是否为双栈节点进行判断，若是存在双栈节点，则还应判断是否存在隧道，从而获得隧道两端的端口信息。对于一条路径，当两端节点为双栈路由器时，才有必要进行隧道的判断。隧道是否存在的判断应通过注入大的IPv 包，从而在数据的传送过程中经过隧道时产生分片，从而获取路径中的MTU值实现。若是隧道存在，则在通过隧道时必须经过IPv4报头的封装作为IPv4包进行传输，由此，路径上的最大MTU值是IPv4的MTU减去IPv4报头的值。当前使用的IPv4报文的MTU值一般为1500B，而IPv 隧道加上20B的IPv4报头值，再加上IPv 中最小MIU值1280，如获得的MTU值为1480，141 ，1412，1280其中的值时，则可判断隧道存在。
（三）骨干网发现模块。骨干网发现模块主要能发现骨干网络层拓扑结构，发现路由器以及它们之间的连接关系，而后对网络路径中存在从匿名路由器状况进行拓扑信息的合并，从而构建形成接近实际的骨干网络结构。虽然RFC24 5和RFC24 等文档定义了IPv 系统中扩展的MIB标准，但当前主流操作系统并不完全支持所制定的标准，由此，IPv 骨干网络的探测还应采用ICMPv 通用协议完成。IPv 报文中，由于要求使用源路由机制，由此在使用trace route程序实现拓扑探测时提高了路径发现的概率。IPv 网络的有效管理成为了网络迅速发展的切实需要，通过对IPv 网络结构的分析，明确了IPv 的结构特点，实现了对网络系统的结构设计和主要组成部分的设计和实现。
参考文献：
[1]柴炜.基于IPv 网络拓扑发现方法技术的探讨[J].自动化技术与应用,2009,
[2]李元臣,刘维群,匡国防,薛雷.基于traceroute 的IPv 网络拓扑发现技术[J].计算机应用,2008,3
[3]周苗,杨家海,吴建平.基于滑动地址序列的IPv 网络拓扑发现引擎[J].清华大学学报(自然科学版),网络预览,2009,8
[作者简介]吴高平（1990-），男，浙江义乌，西北民族大学电气工程学院，通信工程专业。
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发表于 2020-5-31 08:41:44
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