第18章 基于SNMP协议的网络拓扑发现程序

基于SNMP和Java的网络拓扑发现作者：王义峰来源：《学习周报·教与学》2020年第13期摘 ;要：随着现代化的逐渐发展，我国迎来了信息化时代，网络的功能也变得日益强大。

网络服务变得越来越丰富的同时，在网络管理方面上也产生了很大的挑战。

如果想更方便地管理网络设备和相关服务，就一定要精确网络管理软件。

与此同时，也要将网络设备和显示设备拓扑图的运行代价大大降低，也就是要求在一个合理的时间段内将网络设备的拓扑结构给发掘并制作出来。

为了能够满足上诉的要求，很多网络设备供应商在其网络设备中都支持SNMP 协议，这种方法借助Java语言对网络拓扑进行描述并且使之实现，完全發挥了Java语言的可移植和跨平台的特点。

关键词：网络拓扑;SNMP;Java语言一、网络拓朴的相关协议和规范（一）对SNMP协议的介绍简单网络管理协议（SNMP）是一种实现网络设备之间交换管理信息的应用层协议。

它由管理的设备、代理、网络管理系统和管理信息库四个部分来共同组成它的管理结构。

SNMP他的询问方式包括轮询和时间驱动这两种，并且它所拥有的协议数据单元最少支持五种类型。

（二）MIB-II规范该发现算法对于MIB-II的相关规范给出了很详细的定义。

在所定义的每一个管理组当中，IP组对实现网络拓扑发现来说起着很大的积极推动作用。

它所分出来的定义包括以下几种，路由表-ipRouteTable（IP-21）、地址表-ipAddrTable（IP-20）。

（三）Bridge-MIB规范这种规范实际上是属于上一个规范的相关扩展，它将数据链路层设备桥接器的各种状态信息都给定义。

因为交换机能够看得出是多端口透明网桥，所以它也支持Bridge-MIB。

二、网络拓扑发现算法的分析网络拓扑发现算法大概可以分为三个步骤来进行。

（一）首先先建立一个可供访问的临时带验证的地址集合区，例如主机地址。

（二）然后ping这些被集中起来的地址，查看它们是否允许被访问，一旦确定这些地址可以访问，就把它们归纳进被发现设备的永久集合当中。

大规模IP网络中基于SNMP的网络拓扑发现方法分析(2) 大规模IP网络中基于SNMP的网络拓扑发现方法分析根据粒度的不同,网络网拓扑发现大致可以分为粗粒度、中间粒度、细粒度三个级别。

粗粒度是一般指AS级别的拓扑发现。

在粗粒度的拓扑图中,节点代表一个域,而边则代表域间的连接。

中间粒度是指集群(路由器集簇)间的拓扑发现。

在中间粒度的拓扑图中,节点代表单路由器或主机的特定集群,边则代表路由器或集群主机之间的连接。

细粒度是指路由器级的拓扑发现。

在细粒度的拓扑图中,节点代表路由器(子网或主机),边代表路由器的连结。

目前,面向Inter的拓扑发现的研究主要集中在AS级和路由器级两个方面。

三、基于SNMP的网络拓扑发现分析(一)SNMP协议简介SNMP C Simple Network Management Protocol)即简单网络管理协议,目前有SNMPvI、SNMPv2两个版本。

SNMPvl于1990年开始发布,其规范文为RFC1157等。

SNMPv2于1993年开始发布,RFC1441对SNMPv2进行了系统地介绍。

目前,最新版本SNMPv3的规范文本为RFC2571。

SNMP采用“管理者一代理”的模式,实现对网络设备的监视和控制。

采用“轮询”与“陷阱”两种方式,实现管理进程与代理进程之间的信息交互,共定义了基本的5种报文:get-request操作:从代理进程处提取一个或多个参数值;get-next-request操作;从代理进程处提取一个或多个参数的下一个参数值;set-request操作:设置代理进程的一个或多个参数值;get-response操作:返回的一个或多个参数值。

这个操作是由代理进程发出的。

它是前面3种操作的响应操作;trap操作:代理进程主动发出的报文,通知管理进程有某些事情发生。

SNMP是一个应用层协议,尽管可以在传输层采用各种各样的协议,但是在SNMP中,用得最多的传输层协议还是UDP。

中图分类号：TP319密级： 公开UDC：本校编号：工程硕士学位论文论文题目： 基于SNMP的校园网拓扑发现系统的 设计与实现研究生姓名：刘家乐学号：G07084学校指导教师姓名：吴辰文职称：教授企业指导教师姓名：陈贻品职称：副教授申请学位工程领域名称：计算机技术论文提交日期：论文答辩日期：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰州交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。

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（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日工程硕士学位论文基于SNMP的校园网拓扑发现系统的设计与实现Design and Implementation of Campus Network Topology Discovery System Based on SNMP作者姓名：刘家乐工程领域：计算机技术学号： G07084校内导师：吴辰文企业导师：陈贻品完成日期： 2010年10月10日兰州交通大学Lanzhou Jiaotong University摘 要随着校园网络规模的不断扩大和网络技术的不断发展，依靠传统的手工管理方式对大型校园网进行管理几乎已经是一个不可能的任务。

迫切需要功能强大的网络管理软件对校园网进行自动化管理。

而网络拓扑信息的自动发现正是网络管理软件中非常基础和重要的功能。

基于SNMP的网络拓扑发现摘要随着计算机网络的高速发展，网络管理变的日趋复杂，为了提高网络设备和服务管理的智能性和可操作性，对网络拓扑高效而准确地发现成为网络管理中重要的环节。

关键词网络拓扑；简单网络管理协议；管理信息库；网络管理；三层拓扑发现；二层拓扑发现1引言现代计算机网络迅猛发展，网络管理的任务也日趋复杂，而保证网络管理系统高效运行的基础正是网络拓扑发现。

网络拓扑表现为计算机网络中各设备之间的连接关系。

网络拓扑发现更能提高网络故障管理、计量管理、配置和名称管理、性能管理和安全管理的性能，其原理是利用协议收集网络中各设备的信息，通过某种算法生成完整的拓扑结构显示出来。

本文介绍的就是基于snp协议的网络拓扑发现。

2简单网络管理协议snp及ib信息库概述2.1snp概述snp名为“简单网络管理协议”，snp基于tp/ip协议工作，对网络中支持snp协议的设备进行管理，通过snp 协议，管理员可以与各种类型支持snp协议的设备进行通信，从而进行网络管理。

在具体实现上，snp为管理员提供了一个网管平台(ns)，又称为管理站或管理器，负责网管命令发出，数据存储及数据分析等。

被监管的设备上则运行一个snp代理(agent)，又称为代理器，代理实现设备与管理站的snp通信，图1描述了snp协议的逻辑结构[1]。

图1snp协议的逻辑结构1990年5月，rf1157定义了snp的第一个版本snpv1。

rf1157和另一个关于管理信息的文件rf1155一起提供了一种监控和管理计算机网络的系统方法。

因此，snp得到了广泛应用，并成为网络管理的事实上的标准。

90年代初snp得到了迅猛发展，同时也暴露出了明显的不足，例如难以实现大量的数据传输，缺少身份验证和加密机制。

因此，1993年发布了snpv2，提高效率和性能，同时还支持分布式网络的管理等，但是，snpv2并没有完全实现预期的目标，尤其是安全性能没有得到提高，如：身份验证(如用户初始接入时的身份验证、信息完整性的分析、重复操作的预防)、加密、授权和访问控制、适当的远程安全配置和管理能力等都没有实现。

【关键字】网络毕业设计(论文) 题目基于SNMP的网络拓扑结构发现学院名称计算机科学与技术学院指导教师谭敏生职称教授班级2004级3班学号335学生姓名刘祺目录摘要 (iii)Abstract (iv)第一章绪论 (1)1.1 课题背景及意义 (1)1.2 本文的研究目标及文章组织 (2)1.2.1 研究目标 (2)1.2.2 文章组织 (3)第二章网络拓扑发现概述 (4)2.1网络拓扑发现概述 (4)2.1.1网络拓扑发现概念 (4)2.1.2网络拓扑发现东西 (4)2.1.3网络拓扑发现前的准备工作 (4)2.1.4常用的网络拓扑发现技术 (5)2.2 SNMP协议介绍 (8)2.2.1 SNMP的发展 (8)2.2.2 SNMP的协议层次 (9)2.2.3 SNMP管理模型 (9)2.2.4 SNMP协议报文和通信原语 (11)2.2.5 使用SNMP协议时所涉及的内容 (13)第三章网络拓扑发现算法的研究 (18)3.1 基本算法 (18)3.2 基于ARP和SNMP的拓扑发现算法 (19)3.3 使用DNS区域传输和广播Ping的拓扑发现算法 (19)3.4 使用DNS区域传输和Traceroute的拓扑发现算法 (20)3.5 使用Traceroute进行探测的拓扑发现算法 (22)3.6 基于OSPF和SNMP的拓扑发现算法 (24)3.7 骨干网拓扑发现算法 (25)第四章基于SNMP的网络拓扑发现算法的实现 (27)4.1算法的原理 (27)4.2 算法描述 (31)4.2.1 算法中用到的MIB组 (31)4.2.2 网络拓扑发现的流程 (33)4.2.3 网络拓扑发现算法的实现 (35)第五章基于Java技术的网络拓扑结构生成 (38)5.1 基于Web和Java可视化的研究 (38)5.1.1 层次型的可视化结构 (39)5.1.2 Java Applet在系统中的应用 (39)5.2 数据库的设计 (40)5.3 拓扑结构可视化的实现 (43)5.3.1 Java Applet的实现 (43)5.3.2 可视化模块的实现 (44)5.3.3 对数据库的访问 (47)5.3.4 结果展示........................... 错误!未定义书签。

基于SNMP的网络拓扑发现一、SNMP简介SNMP（Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议）是一种基于TCP/IP协议的互连网管理协议。

SNMP诞生于1988年，当时只想把它作为一个短期的网络管理框架，临时用于管理连接到Internet上的设备。

但随着SNMP的发展和大量应用，其使用范围已大为扩展，超出了Internet的范围。

SNMP逐渐作为一种标准的协议在网络管理领域得到了普遍的接受和支持，成为了事实上的国际标准。

SNMP采用“管理进程/代理进程”模型来监视和控制各种可管理网络设备。

其核心思想是在每个网络节点上设置一个管理信息库MIB（Manage Information Base），由节点上的代理负责维护，管理进程通过应用层协议对这些信息库进行访问。

图3.1说明了SNMP网络管理框架的一般体系结构，它由四个主要部件构成，分别是：通信网络、网络协议、网络管理进程和被管网络实体。

网络管理进程被管网络实体图3.1 简单网络管理协议（SNMP ）体系结构二、 基于SNMP 协议的网络层拓扑发现SNMP 已经成为网络管理的标准，为网络拓扑自动发现带来了巨大的方便，同时也大大提高了网络拓扑发现的速度。

路由器子网图3.2 网络拓扑结构模型网络层拓扑发现算法的任务就是发现被管网络中的子网、路由器以及它们之间的连接关系。

图3.2是网络拓扑结构的一个模型。

其中，各子网通过各自的路由器与其他子网通信，它们都连接到路由器的一个端口上。

路由器的一个端口可以连接一个子网，也可以同其他路由器相连。

当子网内的某一机器向别的子网发送数据时，数据包首先到达本子网的缺省路由器，缺省路由器检测数据包中的目的地址，根据其路由表确定该目的地址是否在与自己相连的子网中。

如果是，则把数据包直接发往目的地，否则转发给路由表中规定的下一个路由器，下一个路由器再进行类似处理，依次类推，数据包将最终到达目的地。