[发明专利]一种路由器级网络拓扑推断方法

摘要

本发明提出了一种路由器级网络拓扑推断方法，用于解决现有技术存在的推断效率与准确性不能兼顾的问题。实现步骤为：获取网络测量数据文件或公开的路由器级网络数据文件，并从该文件中提取节点集合、链路集合和监测集合；确定节点集合中各节点的类型；根据链路集合，创建邻接矩阵；将节点集合中的两两节点组成节点对，进行合并条件的判断，将满足条件的节点对加入可合并节点对集合；对可合并节点对集合中的节点对依次进行合并，得到最终邻接矩阵；根据最终邻接矩阵，画出网络拓扑结构图。本发明在保证了推断效率的前提下，提高推断准确性，可用于网络管理、流量分析和网络协议分析。

主权项

1.一种路由器级网络拓扑推断方法，其特征在于包括如下步骤：/n(1)对待测网络进行traceroute测量，将测量数据存入数据文件，并从该数据文件中提取链路集合Links、节点集合Nodes和监测集合Monitors；/n(2)确定节点集合Nodes中各节点的类型，实现步骤为：/n2a)将网络测量时对探测包正常响应的节点，作为响应节点；/n2b)将网络测量时不返回响应信息但继续传递请求的节点，作为匿名节点；/n2c)将网络测量时丢弃探测包的节点，作为阻塞节点；/n2d)将网络测量时阻塞节点之间的节点，作为未知节点；/n(3)根据链路集合Links中的路径信息，构建邻接矩阵D_N×N，其中，N代表节点信息集合Nodes中节点总数；/n(4)获取可合并节点对集合MergeList，实现步骤为：/n4a)创建可合并节点对集合MergeList，并将其初始化为空集；/n4b)从节点集合Nodes中随机选取两个节点node1和node2，组成节点对(node1，node2)；/n4c)判断节点node1和node2的邻居节点：若节点node1和node2均为非合作节点，或者一个为非合作节点另一个为响应节点，且该两个节点的邻居节点为相同的响应节点，则将节点对(node1，node2)加入到可合并节点对集合MergeList中，并执行步骤4g)，否则执行步骤4d)；/n4d)遍历链路集合Links中的路径信息，若某一条路径上同时包含节点node1和节点node2，则执行步骤4g)，否则，执行步骤4e)；/n4e)更新邻接矩阵D_N×N，并计算监测集合Monitors中的两两检测节点间的最短距离，若所有检测节点间的最短距离均不小于邻接矩阵D_N×N更新前的最短距离，则恢复邻接矩阵D_N×N，并执行步骤4f)，否则恢复邻接矩阵D_N×N，并执行步骤4g)；/n4f)判断节点node1和节点node2是否满足节点类型判断条件，若是，则将节点对(node1，node2)加入到可合并节点对集合MergeList中，否则执行步骤4g)；/n4g)判断节点集合Nodes中的每个节点是否都与其他节点完成对比，若是，实现合并节点对集合MergeList的获取，并执行步骤(5)，否则执行步骤4b)；/n(5)对可合并节点对集合MergeList中的节点对依次进行合并，得到最终的邻接矩阵D′_N×N，实现步骤为：/n5a)从可合并节点对集合MergeList中提取可合并节点对(node X，nodeY)；/n5b)判断可合并节点对(nodeX，nodeY)是否满足合并条件，若是，则执行步骤5c)，否则执行步骤5f)；/n5c)更新链路集合Links：遍历链路集合Links集合中所有的路径信息，若路径中包含节点nodeY，则将该路径上的nodeY更新为node X；/n5d)更新邻接矩阵D_N×N：若邻接矩阵D_N×N中有D_nodeY，x＝1的情况，则D_nodeX，x＝D_x，nodeX＝1，且D_nodeY，y＝D_y，nodeY＝-1，其中，x∈[1，N]，1≤y≤N；/n5e)更新可合并节点对集合MergeList：将可合并节点对(node X，nodeY)从可合并节点对集合MergeList中删除，并遍历可合并节点对集合MergeList中所有的节点对，若节点对中包含节点node X，则将其更新为nodeY；/n5f)判断可合并节点对集合MergeList是否为空集，若是，则邻接矩阵D_N×N就是最终的邻接矩阵D′_N×N，并执行步骤(6)，否则执行步骤5a)；/n(6)根据最终的邻接矩阵D′_N×N，画出网络拓扑结构图。/n