傳統(tǒng)測(cè)量與層析成像結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥R(shí)別方法研究.pdf

1、傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥R(shí)別方法主要是基于各種協(xié)議的協(xié)作和中間節(jié)點(diǎn)反饋的信息來推測(cè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?，但是隨著對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全性的要求越來越高，得到協(xié)議的協(xié)作和中間節(jié)點(diǎn)反饋的信息變得越來越困難?；趯游龀上窦夹g(shù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥R(shí)別可以在不借助路由協(xié)議或者中間節(jié)點(diǎn)協(xié)作的條件下，完成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥R(shí)別，但需要發(fā)送大量的探測(cè)包以計(jì)算鏈路的統(tǒng)計(jì)特性，計(jì)算過程也過于復(fù)雜。我們認(rèn)為：傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥R(shí)別方法要求大量的中間路由器配合，這在實(shí)際的大型網(wǎng)絡(luò)中往往是難以辦到的；基于網(wǎng)絡(luò)層析成像的

2、拓?fù)渥R(shí)別方法假設(shè)所有中間路由器均不協(xié)作，增大了測(cè)量工作的難度。在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中必然存在一些不協(xié)作節(jié)點(diǎn)，也必然存在一些可協(xié)作節(jié)點(diǎn)。因此本文提出了一類傳統(tǒng)測(cè)量和層析成像結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥R(shí)別方法，能夠根據(jù)待測(cè)網(wǎng)絡(luò)中協(xié)作的中間節(jié)點(diǎn)反饋的拓?fù)湫畔ⅲ涌熳R(shí)別速度和減少發(fā)包量；對(duì)于不協(xié)作的部分，也能夠動(dòng)態(tài)的利用層析成像技術(shù)進(jìn)行拓?fù)渥R(shí)別。 本文研究了基于協(xié)作的傳統(tǒng)拓?fù)渥R(shí)別方法以及基于層析成像的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥R(shí)別方法，做了三個(gè)方面的研究工作： (1

3、)在拓?fù)渥R(shí)別的算法方面，改進(jìn)并提出了一套新的基于層析成像的拓?fù)渥R(shí)別方法。該方法利用“三明治”包作為探測(cè)手段，通過測(cè)量“三明治”包中兩個(gè)小包到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)的時(shí)間差作為節(jié)點(diǎn)對(duì)的相似度以推測(cè)共享路徑長(zhǎng)度。該方法包括基于最小相似度的分層聚類算法以及葉節(jié)點(diǎn)的劃分算法，葉節(jié)點(diǎn)的劃分算法又根據(jù)所測(cè)拓?fù)涞念愋筒煌譃橐话銟銟涞娜~節(jié)點(diǎn)劃分算法和二叉拓?fù)錁涞娜~節(jié)點(diǎn)劃分算法。該方法使得拓?fù)渥R(shí)別的計(jì)算復(fù)雜度大為降低，精確度也有所提升。 (2)在拓?fù)渥R(shí)別的

4、測(cè)量方法方面，針對(duì)拓?fù)渥R(shí)別中普通“三明治”包測(cè)量方法存在的問題，提出了TTL可變的“三明治”包測(cè)量方法。普通“三明治”包測(cè)量方法只能得到節(jié)點(diǎn)對(duì)的相似度，然后再利用這些相似度數(shù)據(jù)去推測(cè)節(jié)點(diǎn)對(duì)的共享路徑長(zhǎng)度，這樣測(cè)得的共享路徑長(zhǎng)度的精度會(huì)受到相似度誤差的影響。TTL可變的“三明治”包測(cè)量方法基于對(duì)同一拓?fù)錁浒l(fā)送不同TTL值的“三明治”包所得相似度的比較，能夠直接獲得節(jié)點(diǎn)對(duì)共享路徑準(zhǔn)確的長(zhǎng)度。該方法使得發(fā)包量減少到只有原來的10％，拓?fù)渥R(shí)別精

5、確度也得到了很大的提高。 (3)結(jié)合算法和測(cè)量方法的改進(jìn)，提出一個(gè)綜合的解決方案，即傳統(tǒng)traceroute探測(cè)方法和層析成像結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥R(shí)別方法。該方法利用traceroute從被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作節(jié)點(diǎn)得到網(wǎng)絡(luò)的部分拓?fù)湫畔?，并利用初始拓?fù)錁?gòu)造算法得到不完整的初始拓?fù)?，然后結(jié)合相應(yīng)的層析成像方法，利用匿名節(jié)點(diǎn)處理算法對(duì)初始拓?fù)渲胁徽_或不完整的部分進(jìn)行識(shí)別，以得到最終拓?fù)?。該方法不僅可以識(shí)別包含不協(xié)作節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌疫M(jìn)一步減少