基于網(wǎng)絡層析成像的IP網(wǎng)絡路由器級拓撲識別方法研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展,網(wǎng)絡成為了現(xiàn)代社會中最重要的基礎設施之一,已經(jīng)滲透到了人們生活的各個方面。網(wǎng)絡路由器級拓撲表征了網(wǎng)絡中路由器之間的連接關系,可為網(wǎng)絡規(guī)劃、優(yōu)化、管理提供有用基礎數(shù)據(jù),也是構(gòu)建可信、安全網(wǎng)絡環(huán)境的前提。
　　現(xiàn)有路由器級拓撲識別方法主要依靠traceroute等測量工具收集原始數(shù)據(jù),通過對數(shù)據(jù)進行分析構(gòu)建路由器級拓撲。但在實際中,網(wǎng)絡中很多節(jié)點出于安全等因素的考慮,不會響應traceroute等測量工具發(fā)送的探測

2、包,導致測量結(jié)果存在大量匿名理由器,故無法準確識別出路由器級拓撲。針對該問題,國際上有學者提出基于網(wǎng)絡層析成像的拓撲估計方法,該方法通過在網(wǎng)絡邊緣節(jié)點之間發(fā)送探測包,然后利用統(tǒng)計學的方法推斷出路由器級拓撲結(jié)構(gòu)。該方法最大的優(yōu)點是不需要內(nèi)部節(jié)點協(xié)作,因此不受網(wǎng)絡存在大量匿名路由器的限制。但是目前網(wǎng)絡層析成像的方法只能識別出樹狀拓撲結(jié)構(gòu),而無法獲得網(wǎng)狀的路由器級拓撲結(jié)構(gòu)。
　　針對現(xiàn)有方法存在的缺陷,本文采用傳統(tǒng)匿名路由器識別和網(wǎng)絡層

3、析成像相結(jié)合的研究思路,把網(wǎng)絡層析成像估計所得的樹狀拓撲作為約束進行匿名路由器識別,進而構(gòu)建較為完善的路由器級拓撲結(jié)構(gòu)。本文主要貢獻可以概括為以下兩個方面:
　　(1)提出基于圖模式的匿名路由器聚類方法:匿名路由器聚類的目的是將在拓撲圖上位置相近的匿名路由器聚集到一起,從而有利于設計合理的探測包發(fā)送方案,使發(fā)送的探測包能覆蓋需要識別的匿名路由器。本文提出基于圖模式的匿名路由器聚類方法,通過對測量得到原始數(shù)據(jù)的總結(jié)分析,歸納出了三種

4、匿名路由器位置相近時,測量結(jié)果的圖模式,根據(jù)起始節(jié)點、目的節(jié)點間的聯(lián)系,確定匿名路由器的分布位置,對匿名路由器進行聚類。
　　(2)提出基于網(wǎng)絡層析成像的匿名路由器識別方法:網(wǎng)絡層析成像利用這些已知路由器設計發(fā)包方法,并利用時間延遲的協(xié)方差構(gòu)建樹狀拓撲。本文將樹狀拓撲作為約束條件,根據(jù)網(wǎng)絡層析成像的特點提出匿名路由器識別準則,逐一分析樹狀拓撲中每條鏈路的匿名路由器分布情況。根據(jù)樹狀拓撲的約束和識別準則,得到每條路徑的匿名路由器分布