一、             论计题目:基于SNMP的网络拓扑结构生成

二、           设计目标:

利用SNMP协议分析MIB库中的路由表、接口表等有关变量,从而得到网络拓扑图的有关信息。最后，以VC为工具.构造网络拓扑图。

三、           要解决的主要问题:

在网络拓扑的构成过程中,会涉及这样几个问题:

(1) 在实际网络系统中会涉及到不同的设备平台,彼此之间有不同的信息表示格式,如何通过一个较为通用的接口获取设备的拓扑信息;

(2) 需要哪些信息能够反映设备的连接状态;

(3) 如何对获取到的拓扑信息进行进一步的处理,以直观的形式展现给用户。

四、           系统架构:

五、           层次型的可视化结构

在一个页面上将整个网络的拓扑结构都显示出来是不合理的，为了使拓扑结构清晰且易于理解，本系统将把网络拓扑结构分成几个层次来显示。本系统实验的环境是大学校园网络，校园网络中路由设备数量较少，但子网数量众多，子网内的主机数量也不少。根据这样的特点，拓扑结构的层次备划分成三个。

l        第一层

当网络管理员或浏览者打开显示网络拓扑结构的网页时，首先希望看到的应该是一个网络的整体结构图。因此，第一层的拓扑图我们将设计为网络的主干结构图。这个层次的图形不需要将所有拓扑信息都显示出来，而只需要描绘出网络的路由器以及路由器之间的连接关系，这些路由器清晰简洁的描绘出整个网络的骨干结构。我们选用特殊的图标来表示路由器，并用特定的信息来对每一个路由器标识，比如路由器的机器名称，标志IP地址等。

l        第二层

第一层的拓扑图虽然给人总体印象，但是却无法给浏览者更精确更详细的信息。第二层的拓扑图显示的就是单个路由器的具体信息，主要包括每个接口的IP地址，子网连接情况，子网的网络标识。这一层将第一层的信息放大后，便于浏览者对拓扑结构进一步的了解。我们选用特殊的图标来表示子网，用子网的网络地址来唯一的标识这些子网。

l        第三层

第三层的拓扑图显示的是子网中的主机。由于子网中主机的数目有可能比较多，所以我们有必要将每个子网的信息单独用一层来表示。但由于大多数的主机不支持SNMP协议，我们只能获得它们的IP地址，有一些主机还有可能知道它们的机器名称，所以我们只能用IP地址来对主机标识，附加上机器名称。

六、           可视化模块的实现

本系统提出的可视化方案是一种层次型的可视化结构，对应于不同的层次，采用不同的实现机制。

l        第一层

第一层显示的是路由器之间的拓扑结构，笔者用一个红色方块的jpg图像来表示路由器。为了使整个界面看上去整齐有序，所有的路由器分布在一个页面，路由器之间的连接通过连线来实现。用户可以通过拖动路由器的图标来对页面进行重新布局。

这个类用于存储路由器之间的连线的位置信息，并随时更新这些信息。

l        第二层

第二层显示的是单个路由器的具体信息图。代表路由器的图标放置在浏览器的中心，和路由器直接相连的子网均匀分布在路由器的周围。用户可以拖动代表子网的图标来对页面重新布局。笔者定义了类Interface来实现功能。

这个类存储了路由器接口信息和子网信息，并随时对这些信息进行更新。

l        第三层

这一层主要显示子网中的主机信息。笔者用列表的形式将主机的信息罗列在浏览器上。

注：由于本次设计的要求为发现第一层和第二层的拓扑信息，笔者这里只给出了第三层拓扑发现的概念和方法，真正实现有困难。

七、           基本算法:

1、确定一个IP地址的“临时”集合，这些IP地址对应着存在或不存在的主机和路由器。

2、对集合里的每一个元素，作如下处理:

a、验证这个IP地址是否可达;

b、如果可达，将此地址不重复的加入到“永久”集合中;

c、一用这个地址产生更多的IP地址，并把这些新产生的地址加入到临时集合中。

对基本算法的一些说明:

1、算法中存在两个集合，分别为临时集合和永久集合。临时集合中存放着等待被访问的IP地址，这些地址也许并不存在。永久集合中存放着实际存在并可达的IP地址。在下面具体算法的初始状态下，临时集合被设置成不同的初始值(详见具体算法)，而永久集合通常为空集。

2、拓扑发现算法的一个重要思想是通过某个己知的IP地址来获取更多的IP地址，以此不断的扩大拓扑发现的地址范围。在具体的各种算法中，利用临时集合中的某个可达地址产生更多IP地址的方法各不相同，下面儿个小节将详细介绍这些方法，这里只是做一个笼统的概括。

3、当算法完成以后，拓扑发现的结果由路由器连接关系、路由器和子网连接关系、子网、主机四个队列表示出来。队列中的每一项都含有一些附加的信息，如:主机名称、路由器的接口、数量和类型等等。这些信息被存储在文件或数据库中。接下来将讨论在这个算法基础上产生的一系列具体算法。