【摘要】：本文主要研究網(wǎng)絡拓撲測量中末跳路由器探測和子網(wǎng)發(fā)現(xiàn)技術。末跳路由器探測技術,旨在用較小的測量負載,發(fā)現(xiàn)到目標的最后一跳路由器,為進一步對目標網(wǎng)絡實施高效拓撲探測提供依據(jù)。傳統(tǒng)traceroute方法由于存在較多冗余測量不適合專門用于末跳發(fā)現(xiàn)。本文結合網(wǎng)絡距離預測技術,提出并實現(xiàn)了三種高效發(fā)現(xiàn)末跳路由的方法:基于網(wǎng)絡偵查包獲取精確網(wǎng)絡距離的探測方法,基于TTL指紋估計網(wǎng)絡距離的步進探測法,基于二分策略的二分探測法。綜合使用三種方法進行大規(guī)模末跳路由器探測,并對其發(fā)現(xiàn)率,單目標平均發(fā)包量進行評估后發(fā)現(xiàn),精準探測法雖然只能用于20%左右的目標,但該方法的平均發(fā)包量僅為2,步進探測法和二分法適用于所有存活目標,二分法平均發(fā)包量為5,步進法平均發(fā)包量最小為3。但步進探測法的性能依賴于預測距離偏差的分布情況�；谏鲜鼋Y果,本文的另一個貢獻是,提出了一種動態(tài)調整測量方式的適應性末跳發(fā)現(xiàn)方法,能夠在測量過程中,根據(jù)中間結果和三種測量方法的性能表現(xiàn),選擇最優(yōu)方法,以獲得最高的發(fā)現(xiàn)率和探測效率。實驗表明最優(yōu)組合法的平均發(fā)包量不超過5,效果優(yōu)于三種方法單獨使用時的表現(xiàn)。Traceroute測量是發(fā)現(xiàn)拓撲路徑的主要手段,然而在用其進行大規(guī)模網(wǎng)絡拓撲測量時,會產生測量冗余,尤其在對子網(wǎng)進行拓撲發(fā)現(xiàn)時,會在網(wǎng)絡核心處產生大量重復探測。對此,本文利用子網(wǎng)地址劃分機制等外部信息,和目標子網(wǎng)拓撲具有近似樹形結構等經驗認識,提出了三種子網(wǎng)發(fā)現(xiàn)技術:子網(wǎng)分支生長探測技術、正向反向探測技術以及多類型探測包探測技術。子網(wǎng)分支生長技術在探測過程中使用深度優(yōu)先搜索的思想,不斷將目標網(wǎng)段劃分成更小的子網(wǎng),對不同子網(wǎng)的起止目標進行遞歸探測;正向反向探測技術,重復遇到已測IP時,根據(jù)到同一子網(wǎng)的路徑相同的假設,會提前停止逐跳探測的過程,降低測量冗余;多類型探測包探測技術,在超時后更換探測包類型,以提高回復的幾率。綜合這三種技術,本文基于NSE實現(xiàn)了一個高效子網(wǎng)發(fā)現(xiàn)工具fastrace。在150個虛擬專用服務器上對fastrace進行測量實驗,并與traceroute工具的結果在拓撲規(guī)模,發(fā)包量等方面進行對比后發(fā)現(xiàn),fastrace能在不損失發(fā)現(xiàn)拓撲完整性的前提下,顯著地降低測量冗余。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP393.02
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學碩士學位論文但是，此方法存在一個問題：并非所有的目標主機都響應源發(fā)送的 口探測包。經過對大量存活主機進行 UDP 大端口發(fā)包實驗，統(tǒng)計結果僅有 20%~30%左右的目標主機對 UDP 大端口探測包進行響應，互聯(lián)中存活主機對 UDP 大端口報文不做響應，也就是說網(wǎng)絡偵查包技術只0%目標主機的網(wǎng)絡距離，因此末跳獲取率也不會超過 20%。該方案雖但是不具有普適性。

使用從 Caida 一天的 traceroute 數(shù)據(jù)選取 10 萬個目標主機，對目標使進行網(wǎng)絡距離計算及末跳路由獲取實驗，同樣對比 traceroute。統(tǒng)計發(fā)并對結果進行分析。(1)平均發(fā)包量分析對能夠成功獲取網(wǎng)絡距離的目標發(fā)送的數(shù)據(jù)報進行統(tǒng)計，得出獲取網(wǎng)的平均發(fā)包量，如圖 2-7 所示。從圖中可以看出，二分法的平均發(fā)包4，traceroute 獲取網(wǎng)絡距離平均發(fā)包量為 13.9。理論上，二分法每次將一半，因此發(fā)包的數(shù)量為區(qū)間的 2 的指數(shù)。用公式表示為：D-1 D2 < SL <= 2 ，SL 為區(qū)間長度加 1，D 為理論需要發(fā)包的數(shù)量。根據(jù)區(qū)間長度 30 結2-2)得出理論發(fā)包數(shù)量為 5，與實驗平均發(fā)包量 5.14 基本相符。實驗中量略大是因為二分過程中存在中間路由器未響應的情況，需要重復發(fā) 2.3.2 中步驟 5。traceroute 平均發(fā)包量 13.9 說明探測源到目標的平均為 13.9，符合真實的網(wǎng)絡環(huán)境。相對于 traceroute 獲取網(wǎng)絡距離，二分降低了 63%，發(fā)包量有了顯著的改善。

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1 穆強;裴楠;郭堅;程慧霞;;一種航天器上多子網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡設計[J];航天器工程;2015年06期

2 溫巣平,王小\

本文編號：2727944