分布式互联网拓扑测量系统的设计与实现

发布时间：2017-05-12 05:11

  本文关键词：分布式互联网拓扑测量系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代社会的科技和经济发展,互联网已经成为世界上绝大多数国家的公共信息基础设施。互联网拓扑结构是计算机网络的重要基础信息,它是网络管理、数据模拟和信息收集的基础,同时也是网络安全评估的前提。因此,互联网拓扑测量是伴随互联网的发展而必然经历的一个过程,因为这样才能掌握互联网的内在机制和规律,才能为上层利用互联网进行其他应用开发提供科学的研究依据。在这种背景下,网络客观拓扑结构的发现就越来越引起了人们的关注和重视。互联网拓扑测量是一项系统工程,需要收集大量拓扑信息以完成拓扑恢复。拓扑信息的收集通过布置在全球范围内的测量节点完成,而全球互联网的拓扑信息则通过收集和汇总各测量节点所得的测量数据得到。本文针对全球互联网拓扑测量的实际需求,设计实现了一个分布式互联网拓扑测量系统,该系统能够完成对全球互联网拓扑信息的测量和汇总,同时为更好了解分析互联网运行状态,融入了多个重要网络性能测量的功能,具体工作可概括为如下三个方面:(1)设计和实现了单节点网络测量工具。功能强大的单节点拓扑测量工具能为恢复互联网拓扑提供更多有效数据,是整个互联网拓扑测量系统的基础。本文在对互联网拓扑恢复方法研究的基础上,确定了恢复和分析互联网拓扑结构所需收集的信息,进一步明确了单节点网络拓扑测量工具应具备的功能(包括:拓扑测量、负载均衡路径发现、丢包率以及延迟测量),并设计实现了具备上述功能的单节点网络测量工具。(2)设计和实现了互联网拓扑测量系统。架构设计合理的互联网拓扑测量系统能为使用者提供好的使用性,同时能够高效的实现对拓扑信息的测量和汇总。本文在对网络拓扑测量系统模型研究的基础上,确定了该网络拓扑测量系统的架构基础,进一步明确了该网络拓扑测量系统的模块构成(包括:测量节点、控制中心、测量节点和控制中心之间的通信模块、数据存储模块),并设计实现了由上述模块构成的网络拓扑测量系统。(3)对该网络拓扑测量系统进行了实际应用与结果分析。一共进行了四项不同的测量工作,对PlanetLab平台上两对节点之间进行了丢包率测量、时延测量、负载均衡路径测量以及对中国教育和科研计算机网进行了拓扑测量。丢包率测量和时延测量都是在24小时区间之内每一个小时测量一次,每次又连续进行10000小次测量来得到测量结果。中国教育和科研计算机网的拓扑测量结果和实际拓扑结构大部分吻合,负载均衡路径测量结果和商用软件测量结果一致,同时得出了丢包率和时延在24小时之内随时间变化的曲线。
【关键词】：网络测量 网络拓扑测量系统 网络拓扑测量
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.06
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 研究背景及研究意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-20
• 1.2.1 拓扑测量研究现状15-16
• 1.2.2 网络拓扑测量系统模型介绍16-19
• 1.2.3 性能测量研究现状19-20
• 1.3 本文的主要研究内容与章节安排20-22
• 1.3.1 本文的主要研究内容20-21
• 1.3.2 本文的章节安排21-22
• 第二章 网络拓扑测量系统的需求22-38
• 2.1 单节点网络测量工具的需求22-28
• 2.1.1 拓扑测量的需求23-26
• 2.1.2 网络性能测量的需求26-28
• 2.2 网络拓扑测量系统的需求28-37
• 2.2.1 测量节点的需求30-32
• 2.2.2 控制中心的需求32-33
• 2.2.3 控制中心与测量节点通信的需求33-36
• 2.2.4 测量结果数据存储的需求36-37
• 2.3 本章总结37-38
• 第三章 单节点网络测量工具设计与实现38-52
• 3.1 单节点网络测量工具功能模块介绍38-39
• 3.2 拓扑测量功能模块设计与实现39-46
• 3.3 负载均衡路径发现功能模块设计与实现46-48
• 3.4 丢包率测量功能模块设计与实现48-51
• 3.5 本章总结51-52
• 第四章 网络拓扑测量系统设计与实现52-64
• 4.1 网络拓扑测量系统总体架构设计52-53
• 4.2 测量节点的设计与实现53-58
• 4.3 控制中心的设计与实现58-60
• 4.4 通信模块的设计与实现60-62
• 4.5 数据储存模块的设计与实现62-63
• 4.6 本章总结63-64
• 第五章 网络拓扑测量系统实际应用与结果分析64-85
• 5.1 PlanetLab介绍64-65
• 5.2 丢包率测量65-68
• 5.2.1 测量方案65
• 5.2.2 测量结果65-68
• 5.3 时延测量68-71
• 5.3.1 测量方案68-69
• 5.3.2 测量结果69-71
• 5.4 负载均衡路径测量71-77
• 5.4.1 测量方案72
• 5.4.2 测量结果72-77
• 5.5 拓扑测量77-85
• 5.5.1 中国教育和科研计算机网介绍77
• 5.5.2 测量目的节点选择和目的地址选择77-79
• 5.5.3 测量过程79-81
• 5.5.4 测量结果81-85
• 第六章 总结与展望85-87
• 6.1 总结85
• 6.2 展望85-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-90
• 个人简历90-91
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果91-92
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目92-93

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 罗龙;虞红芳;罗寿西;;基于多拓扑路由的无拥塞快速业务迁移算法[J];计算机应用;2015年07期

2 刘福泉;;HAHA:基于命名数据网络的即时通信系统设计[J];计算机时代;2015年09期

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 朱世佳;一体化标识网络绿色节能关键技术研究[D];北京交通大学;2013年

2 商云飞;数据中心网络节能路由研究[D];清华大学;2013年

3 王凯;内容中心网络兴趣包泛洪攻击对策研究[D];北京交通大学;2014年

4 卢波;虚拟网络映射策略与算法研究[D];北京邮电大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 马吴迪;二分网络链路预测方法研究[D];合肥工业大学;2013年

2 王洪敏;网络拓扑属性关联分析模型研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

3 谭兴丽;支持IPv6的综合网管研究与实现[D];重庆大学;2013年

4 朱凯;基于SNMP和OSPF的网络拓扑发现分析方法研究[D];哈尔滨工程大学;2013年

5 翁启政;基于控制论和博弈论的动态服务布置问题解决方案研究[D];华中科技大学;2013年

6 潭静;源地址过滤的软硬件方法优化[D];复旦大学;2012年

7 刘金明;Internet路由级拓扑发现系统设计与实现[D];南京邮电大学;2014年

  本文关键词：分布式互联网拓扑测量系统的设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：358849