[发明专利]一种并行网络拓扑发现方法

说明书

本发明公开了一种一种并行网络拓扑发现方法，主要涉及网络拓扑发现领域。其中主要包括并行拓扑发现和动态轮转模式两部分；并行拓扑发现主要是由预处理模块和路由探测模块组成。在预处理模块和路由探测模块之间通过循环队列进行共享数据。预处理模块和路由探测模块是并行执行的。本发明通过改变共享全局停止集的方式来减少探测源间通信量，并在拓扑发现过程中加入随机验证算法和并行探测机制来提高拓扑发现完整度和探测效率。在不同的网络拓扑环境下的实验结果表明，改进的拓扑发现方法比Doubletree方法提高了探测效率和完整性，同时减少了探测源间共享全局停止集产生的通信量。因此，改进的拓扑发现方法在网络拓扑发现上有较高的性能。

技术领域

本实发明涉及涉及的是一种网络拓扑发现领域，具体涉及一种并行网络拓扑发现方法。

背景技术

随着网络拓扑规模的日益扩大和结构的日益复杂，给高效的网络管理带来了极大的挑战。网络管理员对网络进行高效管理的前提是掌握网络的拓扑结构。因此，如何在提高网络拓扑发现效率的同时保证完整性是高效的网络拓扑发现方法的主要关注点，同时这也关系到拓扑发现方法的可用性。因此亟需对网络拓扑发现方法进行研究。

传统的Traceroute方法在进行网络拓扑发现时会产生大量的冗余探测，无法高效的获得网络拓扑结构。为了减少冗余探测，Doubletree方法通过设置两个停止集分别是本地停止集和全局停止集来减少网络拓扑发现过程中的探测点内冗余和探测点间冗余。虽然Doubletree方法减少了冗余探测，提高了探测效率，但是Doubletree方法也存在着一些不足之处：一是探测源将全局停止集发送给总控节点，总控节点汇总后再分发给各个探测源，探测源间通信量大；二是探测源在探测目的节点的每一跳路由时，必须等待发送探测数据包的反馈信息，然后才能进行下一跳路由的探测，降低了探测效率；三是由于网络负载均衡和路由器的多址问题使得某些路由器接口无法被发现，从而导致网络拓扑发现的完整性不足。

乔宏等人提出一种基于Doubletree方法的改进拓扑发现方法，针对Doubletree方法在通信量上存在的不足之处进行优化，将Doubletree方法的全局停止集的一维存储式改为二维存储方式。并且为每个BloomFilter增加一个是否修改过的标志，这样探测源间每次交换数据时，只需要交换修改过的数据量。该方法在一定程度上降低了通信量，但是仍然需要总控节点机处理全局停止集，并没有减少总控节点机的通信负担。此外，该方法也并未解决Doubletree算法在网络拓扑探测中完整性不足的问题。

杨旭提出了一种基于回转探测的渐进式拓扑探测策略，对Doubletree方法在通信量的不足之处进行了改进，具体做法是将探测源平均分成若干个分组，在分组之间进行交换全局停止集。虽然该方法减少了通信次数和总的通信量，不需要总控节点机归并全局停止集，然后将新的全局停止集再传输给所有的探测源。但该方法中每个探测源分组在同一时刻中只有一个探测节点机进行探测，另外每个探测源分组对前一个分组的依懒性太强，使得灵活性不强。

发明内容

本发明是一种并行网络拓扑发现方法，目的是减少探测源间通信量同时提高拓扑发现完整度和探测效率。

一种并行网络拓扑发现方法包括并行拓扑发现和动态轮转模式，其中动态轮转模式是用来实施并行拓扑发现的；拓扑发现其中是通过如下步骤实现的：

所述的并行拓扑发现由预处理模块和路由探测模块组成。在预处理模块和路由探测模块之间通过循环队列进行共享数据。预处理模块和路由探测模块是并行执行的。

步骤一：在预处理模块从探测目的集中选取一个探测目的节点；

步骤二：进行主机探测，计算出探测源节点机到探测目的节点的总跳数；

步骤三：将目的节点、TTL值、探测标志以结构体的形式保存到循环队列中；并进入由初始探测模块、交换探测模块和任务调度模块组成的路由探测模块；