网络拓扑发现
网络拓扑发现与绘制工具推荐
网络拓扑发现与绘制工具推荐网络拓扑发现与绘制是网络管理和设计中的重要环节，它可以帮助管理员或工程师了解网络结构、拓扑关系以及设备之间的连接情况。
在网络规划、故障排查以及性能优化等方面，拓扑图的生成和维护是必不可少的。
本文将介绍几种常用的网络拓扑发现与绘制工具，并推荐适合不同需求的工具。
1. SolarWinds Network Topology MapperSolarWinds Network Topology Mapper是一款强大而易于使用的拓扑发现和绘制工具，它可以自动扫描网络并生成准确的拓扑图。
该工具支持多种网络设备和技术，包括路由器、交换机、防火墙等，并提供了直观的图形界面用于图形化显示网络拓扑。
此外，SolarWinds Network Topology Mapper还提供了自定义报告、导出功能，方便用户进行后续分析和文档编制。
2. Cisco Network AssistantCisco Network Assistant是思科公司推出的一款免费拓扑发现和绘制工具，它特别适用于使用思科网络设备的环境。
该工具可以自动发现连接在思科设备上的其他设备，并通过图形化界面展示网络拓扑。
Cisco Network Assistant功能齐全，支持拓扑图的定制和编辑，并提供了详细的设备信息和性能监控。
此外，它还可以与其他思科网络管理工具进行集成，提供更全面的网络管理能力。
3. Microsoft VisioMicrosoft Visio是一款专业的图形化绘图工具，它提供了丰富的绘图模板和工具，包括网络拓扑图。
虽然Visio并非专门用于网络拓扑发现，但通过手动创建和编辑的方式，用户可以灵活地绘制出准确的拓扑图。
Visio支持多种网络设备符号库，用户可以根据自己的需求进行定制。
此外，Visio还支持与其他Office应用的无缝集成，方便用户进行更进一步的数据分析和共享。
4. OpenNMSOpenNMS是一个开源的网络管理系统，它提供了丰富的网络监控和拓扑发现功能。
网络拓扑自动发现与管理技术
网络拓扑自动发现与管理技术随着云计算、物联网等技术的快速发展，现代网络规模越来越大，复杂性也与日俱增。
为了更好地管理和维护网络，网络拓扑自动发现与管理技术应运而生。
本文将介绍网络拓扑自动发现与管理技术的定义、功能以及应用，并探讨其未来发展趋势。
一、定义与功能1.定义网络拓扑自动发现与管理技术是指通过软件或硬件工具，自动识别和维护网络的拓扑结构，实现对网络节点和链路的实时监测、配置、优化和故障排除等管理操作的一种技术。
2.功能网络拓扑自动发现与管理技术具有以下主要功能：（1）拓扑发现：通过扫描网络中的节点和链路，自动绘制出网络的拓扑结构，包括设备、连接关系和路径等。
（2）连通性检测：实时监测和检测网络中节点之间的连通性，及时发现链路故障或断开问题。
（3）配置管理：支持对网络设备的配置信息进行统一管理，包括端口配置、设备参数设置等。
（4）性能优化：根据拓扑信息和网络流量，提供优化建议，改善网络性能和可用性。
（5）故障排除：自动发现网络中的故障节点或链路，并提供故障诊断和排除指导。
二、应用案例1.数据中心网络管理在大型数据中心中，网络规模庞大、实时性要求高。
网络拓扑自动发现与管理技术能够帮助管理员实时了解数据中心网络的拓扑结构、流量分布以及设备状态，更好地实现网络监测、配置管理和故障排除等管理功能。
2.企业内部网络管理对于企业内部网络来说，拓扑自动发现与管理技术能够帮助企业快速准确地掌握网络拓扑结构，及时进行故障排除和优化配置，确保网络的可靠运行和高效传输。
3.物联网网络管理随着物联网的兴起，物联网网络变得异常复杂，节点众多，传感器数据庞大。
网络拓扑自动发现与管理技术能够在这种复杂环境下，自动发现和管理物联网中的节点和链路，深度理解整个网络拓扑结构，提供可靠的网络管理和维护手段。
三、未来发展趋势1.智能化管理未来的网络拓扑自动发现与管理技术将更加智能化，通过深度学习和人工智能等技术，能够自动学习和适应网络拓扑变化，提供更加智能化的网络管理和优化方案。
计算机网络中的网络拓扑发现算法研究
计算机网络中的网络拓扑发现算法研究随着计算机网络规模和复杂性的不断增加，网络拓扑的准确发现变得至关重要。
网络拓扑是指网络中各个节点之间的连接关系，这对于网络管理、故障排除和性能优化等方面至关重要。
因此，研究并实现高效的网络拓扑发现算法成为了计算机网络领域的一个重要课题。
网络拓扑发现算法旨在通过网络流量的分析和节点的信息交换，建立网络节点之间的连接关系。
这样的算法通常基于分布式计算和数据收集，旨在提供准确性、实时性和可扩展性。
以下介绍几种常见的网络拓扑发现算法。
1. 链路状态协议（Link-State Protocol）链路状态协议是一种基于分布式计算的网络拓扑发现算法。
该算法的核心思想是每个节点收集和维护来自相邻节点的链路信息，并将这些信息传递给其他节点。
通过链路状态协议，网络中的每个节点都可以构建全局的网络图，从而实现准确的拓扑发现。
2. 路由器发现协议（Router Discovery Protocol）路由器发现协议是一种主动式的网络拓扑发现算法。
该算法通过路由器主动发送广播消息，以探测网络中的其他路由器。
当其他路由器接收到广播消息后，它们会回复自己的信息，从而建立网络中路由器之间的连接关系。
通过路由器发现协议，网络拓扑可以快速而准确地被发现。
3. 邻居发现协议（Neighbor Discovery Protocol）邻居发现协议是一种被动式的网络拓扑发现算法。
它通过监听网络中的数据流量，并检测从其他节点发送而来的消息，从而识别并记录与之相连的节点。
邻居发现协议通常适用于小型网络，其优势在于无需主动发起广播消息，在一定程度上减少了网络负载和资源消耗。
4. 混合型拓扑发现算法（Hybrid Topology Discovery Algorithm）混合型拓扑发现算法是一种结合了链路状态和路由器发现两种算法的综合型方法。
在该算法中，节点首先通过链路状态协议建立一个初步的局部拓扑，并同时使用路由器发现协议主动发现网络中的其他节点。
网络拓扑发现与分析的方法与工具
网络拓扑发现与分析的方法与工具概述：在当今高度互联的网络环境中，了解和分析网络拓扑结构是至关重要的。
网络拓扑指的是网络中各个节点及其之间的连接关系。
本文将介绍一些常用的网络拓扑发现与分析的方法与工具，以帮助读者更好地理解和管理网络拓扑。
一、网络拓扑发现的方法1. 基于网络扫描的方法：网络扫描是一种常用的网络拓扑发现方法，它通过向网络中的各个节点发送探测包，从而获取节点的信息。
常用的网络扫描工具有Nmap、Angry IP Scanner等。
这些工具能够主动探测网络中的设备，并提供各种有用的信息，如IP地址、MAC地址、开放的端口等。
2. 基于路由协议的方法：在大型网络中，路由协议被广泛使用来实现网络节点之间的通信。
通过收集路由协议的信息，可以得到网络拓扑的信息。
常用的路由协议有BGP、OSPF等。
这些协议可以提供有关节点之间路径的信息，包括节点的IP地址、子网掩码、下一跳等。
3. 基于网络流量的方法：网络流量分析是一种被动的网络拓扑发现方法，它通过监控网络中的数据流动，获取网络拓扑的信息。
常用的网络流量分析工具有Wireshark、tcpdump等。
这些工具可以捕获网络中的数据包，并提供有关源和目的IP地址、端口号等信息。
二、网络拓扑分析的方法1. 图论方法：图论是研究图和网络结构的数学分支。
在网络拓扑分析中，图论常用于分析网络中节点和连接之间的关系。
通过使用图论的相关算法，如最短路径算法、连通性算法等，可以计算出网络中的关键节点、网络的直径等指标，从而更好地理解网络的结构和性能。
2. 社交网络分析方法：社交网络分析是一种用于分析社交关系网络的方法。
在网络拓扑分析中，社交网络分析方法可以帮助我们理解和预测网络中节点之间的影响力和传播能力。
常用的社交网络分析工具有Gephi、Cytoscape等。
这些工具可以可视化网络拓扑，并提供各种分析指标，如中心性、聚类系数等。
三、常用的网络拓扑分析工具1. Cytoscape：Cytoscape是一款功能强大的开源网络拓扑分析工具，它提供了丰富的插件和算法，用于可视化和分析各种类型的网络。
网络拓扑发现与拓扑感知技术在SDN中的应用研究
网络拓扑发现与拓扑感知技术在SDN中的应用研究随着云计算和大数据时代的到来，网络的规模和复杂性也随之增加。
传统的网络架构已经无法满足对网络管理和控制的需求，因此，软件定义网络（SDN）应运而生。
SDN通过将网络的数据平面和控制平面分离，使得网络的管理和控制更加灵活和可编程。
而网络拓扑发现与拓扑感知技术则是SDN中的重要组成部分，它们能够帮助SDN控制器了解网络的拓扑结构和实时状态，从而实现更加智能和高效的网络管理和控制。
一、网络拓扑发现技术网络拓扑发现技术是指通过网络中的数据流量或者网络设备之间的通信信息，自动地获取网络的拓扑结构和连接关系。
目前，常用的网络拓扑发现技术有两种：基于主动探测和基于被动监听。
基于主动探测的网络拓扑发现技术通过发送特定的探测数据包来获取网络设备之间的连接关系。
例如，常用的探测技术有ICMP Echo Request、ARP Request等。
这种方法的优点是探测结果准确，但是需要占用一定的网络带宽和计算资源。
基于被动监听的网络拓扑发现技术则通过监听网络中的数据流量来获取网络设备之间的连接关系。
例如，通过分析网络中的数据包头部信息，可以获得源IP地址和目的IP地址，从而推断出网络设备之间的连接关系。
这种方法的优点是不需要发送额外的探测数据包，但是对网络的带宽和计算资源要求较低。
二、拓扑感知技术拓扑感知技术是指通过对网络拓扑的实时监测和分析，获取网络的实时状态信息，从而实现对网络的智能感知和管理。
拓扑感知技术可以帮助SDN控制器实时了解网络中的链路负载、拥塞情况、故障等信息，从而进行智能的路由选择和流量调度。
拓扑感知技术主要包括链路负载感知、链路拥塞感知和链路故障感知等。
链路负载感知通过监测网络中的流量信息，实时计算链路的负载情况。
链路拥塞感知则通过监测网络中的流量和延迟等信息，判断链路是否处于拥塞状态。
链路故障感知则通过监测网络中的链路状态信息，判断链路是否发生故障。
三、网络拓扑发现与拓扑感知技术在SDN中的应用网络拓扑发现与拓扑感知技术在SDN中有着广泛的应用。
网络拓扑快速发现方法分析
网络拓扑快速发现方法分析网络拓扑结构研究对自治域协议安全分析、网络提供商（ISP）优化网络性能和网络安全管理意义重大。
网络拓扑发现根据路由等网络元素存储的转发路径信息或网络主动测量获取的逐跳路径信息,对网络拓扑结构进行获取和分析。
网络拓扑发现方法分为基于路由转发表、基于简单网络管理协议（SNMP）和管理信息库（MIB）信息以及基于因特网控制报文协议（ICMP）3种路径探测分析方法。
基于路由转发表的方法利用边界网关协议（BGP）和开放式最短路径优先协议（OSPF）等路由协议,对自治域间和自治域内进行网络拓扑发现。
该方法优点是速度快以及网络负载小,缺点是发现范围有限,范围仅取决于获取路由转发表的网络范围；基于SNMP和MIB信息的方法是通过SNMP访问路由器、交换机或网桥中的MIB库,通过MIB库中的IP 路由表、接口表及其他信息分析网络拓扑结构。
该方法优点是实现简单、速度快且准确率高,缺点是MIB库的访问权限难以获取,无法对整个互联网进行网络拓扑发现。
基于ICMP的路径探测分析方法一般使用回送请求和回送应答,通过存活时间（TTL）设置,对互联网拓扑路径进行发现,通常包含地址集构造探测、存活主机探测、路径和时延信息探测以及拓扑结构生成与显示4个阶段。
该方法优点是探测地址可灵活选择以及不依赖路由器或交换机的访问权限,缺点是网络负载大且速度慢。
上述3种网络拓扑发现方法各有优缺点。
由于互联网地址规模庞大、自治域间和自治域内路由协议不同以及众多网络元素访问权限获取难度大,因此对互联网网络拓扑发现主要采用基于ICMP 的网络拓扑发现方法。
随着互联网网络拓扑结构研究的不断深入,发现了互联网网络拓扑结构的各种特性,如幂率特性、鲁棒且脆弱性和聚集特性［4］等,以及网络拓扑结构的不同度量指标（节点度分布、聚集系数、介数、核数和平均路径长度）等其他特性。
利用上述网络拓扑结构特性可优化拓扑结构发现方法,提高拓扑结构发现效率,降低正常网络流量的扰动。
宽带通信技术第七章网络拓扑发现
21
网络拓扑发现的难点
发现网络拓扑是一项挑战性的工作，因为互联网是各种网络的 集合体，这些网络不但设备、软件差异很大，而且可能被不同 的组织所管理，他们的组织、运营、安全等措施互不相同。
网络规模越来越大，而且变化非常快（特别是无线网络），更 增加了拓扑发现的难度。
大多数网络管理工具都具有拓扑发现的功能
如HP Openview，IBM’s Tivoli等，它们大都依赖于简单网络管理 协议（SNMP）这一标准协议。而SNMP并不是一种通用的协议， 基于SNMP的拓扑发现受到权限的限制，没有权限便不能访问其支 持的MIBII信息，也便无法进行拓扑发现。
12
NLANR(应用网络研究国家实验室)
9
拓扑发现的重要意义（续）
研究拓扑敏感算法
一些新的协议和算法可以在得到网络拓扑信息的基础上改善网络 性能。
确定镜像服务器的位置
根据拓扑信息合理配置镜像服务器的位置以最大可能减少时延， 解决瓶颈问题。
实行网络服务管理
例如：mail，ftp，web，snmp，dns。
10
拓扑发现的重要意义（续）
令a（b）为交换机a到节点b的转发端口。 相互连接的交换机网络中的两种情况
1. 各交换机属于同一子网 2. 各交换机属于不同子网（留给大家思考）
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基于完全表交换信息的拓扑发现-算法
1 发现节点：由ipAddrTable发现子网，由
ipRouteTable发现路由器，由ipForwarding及有无 Bridge MIB判断交换机。
National Laboratory for Applied Network Research
网络拓扑自动发现与管理工具
网络拓扑自动发现与管理工具在当今的网络环境中，网络拓扑的自动发现与管理是保持网络稳定和高效运行的关键步骤。
为了更好地组织和管理网络，许多网络拓扑自动发现与管理工具应运而生。
本文将介绍网络拓扑自动发现与管理工具的概念、作用以及常见的应用。
一、概述网络拓扑自动发现与管理工具是指能够自动发现网络中的拓扑结构，并对网络中的设备和连接进行监控和管理的软件工具。
通过这些工具，网络管理员可以实时了解网络拓扑的结构和变化，并对网络中的故障和问题进行及时处理和修复。
二、作用1. 拓扑发现：网络拓扑自动发现与管理工具可以通过扫描网络中的设备和连接，自动创建网络的拓扑图。
这有助于网络管理员快速了解网络中的设备数量、位置和连接关系，提高网络管理的效率。
2. 拓扑监控：通过网络拓扑自动发现与管理工具，网络管理员可以实时监控网络中设备的状态和连接情况。
一旦发现故障或异常，工具就会立即向管理员发送警报，以便及时采取措施解决问题，降低网络故障对业务造成的影响。
3. 性能管理：网络拓扑自动发现与管理工具还可以监控网络设备和链路的性能指标，如带宽利用率、延迟等。
管理员可以根据这些指标来评估网络的性能状况，并进行优化和调整，以提高网络的运行效率和质量。
4. 安全管理：网络拓扑自动发现与管理工具可以进行设备的漏洞扫描和安全审计，帮助管理员及时发现并修复网络中的安全漏洞，提高网络的安全性和可靠性。
三、常见应用1. Cisco PrimeCisco Prime是思科公司推出的网络拓扑自动发现与管理工具。
它可以自动发现和监控网络中的设备和链路，提供实时的拓扑图和性能报告，帮助管理员快速定位和解决网络问题。
2. SolarWinds Network Topology MapperSolarWinds Network Topology Mapper是SolarWinds公司开发的网络拓扑自动发现与管理工具。
它支持多种网络设备，并能够自动生成网络的拓扑图和设备清单。
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在所有观测的网络都加入一个探测器，由它来采集信息，并发送 到网络管理主机来形成网络的拓扑结构。
优点：除了向管理主机递交各个网络的拓扑信息，不产生额外的 流量。
缺点：探测器被动收集信息，形成网络拓扑时间较长。放置探测 器困难
主动探测技术
通过网络管理主机主动向所有管理网络发送探测包，并采集返回 的信息，进行分析最终形成网络的拓扑。
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(4)确定网络拓扑发现的目标及发现程度
网络拓扑发现的最终目标是得到一个快速、完整、正确和高效 的网络拓扑发现算法或拓扑发现工具。
快速：能够实时地发现网络拓扑的结构和变化情况，且保持数据 的内部一致性；
完整性：在出现最少错误概率的情况下尽可能多地发现一个特定 网络内的大部分主机和路由器；
正确性：算法应尽力保证拓扑发现结果正确，尽量不出或少出错 误；
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拓扑发现的重要意义
模拟网络
为模拟实际网络，分析网络性能、合理扩容和优化网络，必须先 得到该网络的拓扑结构。
网络优化
网络拓扑信息可以帮助网络管理者确定是否需要增加新的路由器， 当前硬件是否配置正确，并发现网络中的瓶颈所在和失败的链路， 进行网络优化。
用户接入方式选择
网络拓扑信息可以帮助用户确定自身处于网络中的位置，从而决 定服务器的位置以及选择哪一个网络服务提供商可以将网络时延 最小化、可用带宽最大化。
统计数据的采集及关联分析 网络战
对于信息作战而言，获得敌方的网络拓扑及与拓扑相关的信息可 以灵活有效地组织攻击。
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拓扑发现的研究现状
有许多研究机构和公司着力于发现网络拓扑结构的研究
如CAIDA，NLANR，Jaspvi，GeoBoy，otter，skitter，MINC， HP的Internet Mapping项目。
第七章 网络拓扑发现
1
7.1 拓扑发现概述
拓扑发现(Topology Discovery)是指发现网元（Network Element）并确定网元之间的互连关系，包括互连设备(如路由 器、网桥、交换机等)、主机和子网。
拓扑发现作为配置管理和故障管理中的一项重要功能，是网络 管理的一个重要组成部分。
2
涉及到的5个问题
(1)确定拓扑构造的网络层次及协议 (2)确定网络拓扑信息的采集方法 (3)确定收集信息方式 (4)确定网络拓扑发现的目标及发现程度 (5)确定拓扑发现算法的运行方式
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(1)确定拓扑构造的网络层次及协议
只有确定了网络的层次和协议，才能明确到底需要采集什么样 的信息，才能使这项技术具有比较好的适应。
拓扑发现生成的网络拓扑图(Network Topology Map)可以帮助网 络管理员掌握网络拓扑结构，迅速定位故障发生地点，确定故障 影响的范围，还可以成为发现网元并调用其它管理功能模块的共 同出发点。
拓扑发现同时也是衡量一个商业网络管理系统成败的重要尺度， 在整个网络管理系统的开发中占有相当重要的地位。
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拓扑发现的重要意义（续）
研究拓扑敏感算法
一些新的协议和算法可以在得到网络拓扑信息的基础上改善网络 性能。
确定镜像服务器的位置
根据拓扑信息合理配置镜像服务器的位置以最大可能减少时延， 解决瓶颈问题。
实行网络服务管理
例如：mail，ftp，web，snmp，dns。
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拓扑发现的重要意义（续）
第二层（MAC）物理拓扑发现和第三层拓扑发现。 第二层的拓扑发现方法着重于发现网络设备端口间的物理连接。 第三层的网络拓扑发现方法着重于发现路由设备间的逻辑连接
关系。它发现的拓扑结构并不表示网络中设备的真正连接关系， 而是“IP数据报转发”意义上的连接关系。
4
(2)确定网络拓扑信息的采集方法
The work is being commercially developed by Lumeta.
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CAIDA（2）
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A graph visualisation showing the topology of the core of the Internet from mid-January 2000.
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This large graph shows the router level connectivity of the Internet as measured by Hal Burch and Bill Cheswick's Internet Mapping Project.
优点：能够比较快的形成整个网络的拓扑。 缺点：需要产生的流量比较大，并且对于一个十分慢的网络不太
适合。
5
(3)确定收集信息方式
采用网络管理信息协议(如SNMP)
网络上的设备十分繁杂，不是所有的设备都支持这些管理协议，而 且需要对涉及到的网络逐个进行配置。
采用通用的协议
局限性较小，如基于ICMP等协议来实现的。一般来说所有的IP网 络和设备都支持，可靠性比较高，且省去了大量的手工配置。
高效性：算法不应消耗过多的网络资源。
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(5)确定拓扑发现算法的运行方式
分布式拓扑发现
通过建立服务器和客户机之间的连接，在服务器端起动拓扑发现 过程，将各个探测点处收集到的拓扑信息发送到服务器（？）， 然后在服务器（？）端对这些信息进行收集和分析，最后得到整 个网络完整的拓扑结构。
单点发现
在一个位置发起并完成拓扑探测。
大多数网络管理工具都具有拓扑发现的功能
如HP Openview，IBM’s Tivoli等，它们大都依赖于简单网络管理 协议（SNMP）这一标准协议。而SNMP并不是一种通用的协议， 基于SNMP的拓扑发现受到权限的限制，没有权限便不能访问其支 持的MIBII信息，也便无法进行拓扑发现。
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NLANR(应用网络研究国家实验室)
National Laboratory for Applied Network Research
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CAIDA (国际Internet数据分析合作组织)
cooperative association for internet data analysis
Using the Walrus visualisation tool