网络设计智能分析系统文献综述

 2023-08-14 09:08

选题背景:随着信息技术的飞速发展,网络工程与组网技术对学生理解实践网络技术显得尤为重要,倘若采取大型实验室实验的方式,可能一台交换机都需要独立的设备模拟,对于学生的动手连接等操作要求过于繁琐,浪费时间的同时学生很有可能无法真正学习并理解网络工程与组网技术,因此对于每个学生独立进行网络拓扑设计的模拟就显得格外重要。东南大学正在准备将EVE-NG软件引入本科生短学期学习,但EVE-NG软件相比于实验室操作设备,仍有诸多不足之处,虽然比较完备,但在网络搭建完成后,只能测试是否连通,至于两个节点之间的实时数据测试,则无法方便导出结果。同样的,当一个网络拓扑完成后,如何将整个网络拓扑信息导出也是问题,各个节点只可以单独查看配置信息,但想整体查询配置信息问题,则无法做到。

选题意义:本次毕业设计主题为网络设计智能分析系统,旨在学习并熟练使用EVE-NG软件,并在此基础上理解EVE-NG的开源代码设计,分析其中的不足之处,将自己的改进方案添加到EVE-NG软件中,如果成功实现网络拓扑图的整体分析导出,将会对EVE-NG软件开发产生重要作用。

选课问题的关键问题主要有以下三点:

其中最困难的部分在于第三点,由于自己现在的能力比较有限,要想实现EVE开源代码完善并实现功能改进非常困难,因此需要不断像老师及学长交流请教,努力学习技巧的同时,尽量实现网络拓扑图的服务器端导出及分析。

沈鑫剡教授在《网络技术基础与计算思维实验教程》一书中指出网络是一门实验性很强的课程,大量理论知识需要通过实验验证,也只有通过实验,才能更深刻地了解协议实现过程和各种协议之间的相互作用过程,并且在书中详细分析了网络设计实验的设计方法以及网络实验过程中会遇到的各种问题并进行手把手教学,这些令我受益匪浅,对网络设计实验的意义以及实验过程有了较为详细的了解。

在此基础上,我进一步通对《计算机网络概率》以及《网络技术基础与运算思维》两篇文献的研究,透彻了解了一个网络拓扑结构的分析研究方法,进而理解了拓扑搭建时的关键步骤,其中确定所需关键节点的设备配置以及网络拓扑结构间各节点的连接关系与节点位置至关重要。各种类型的网络拓扑结构都离不开对节点间具体连接关系的分析与把握。在理解了网络拓扑结构的基础上,我进而研究EVE开源平台设计,根据其功能使用说明书,研究了该网络设计平台各种功能的实现方法,并且能够运用此平台熟练搭建网络拓扑结构进而模拟网络间的发包抓包。Uldis Dzerkals研究发布的eve网络平台使用说明书对网络设计功能的实现以及网络拓扑结构分析功能的实现已经相当完备,但如果作为一款教学类网络设计开发软件,用户在完成相关拓扑结构的搭建后,无法进行当前拓扑设计准确度检测就成了非常棘手的问题,管理员也因此无法得知用户拓扑设计过程中的节点配置,拓扑连接配置是否与目标相符合,倘若用户此处设计出现错误,那么后续的网络拓扑结构分析将变得没有意义。因此,在此开源平台中添加节点配置检测功能以及网络拓扑结构实时检测功能就变得非常重要,此功能的成功实现,将会对EVE-NG开源平台开发完善乃至所有教学类网络设计平台开发完善产生重要作用。

  1. 选题背景和意义:
    1. 课题关键问题及难点:
    1. 深入研究EVE-NG当前已有功能实现,并且在此基础上能够熟练设计网络拓扑图并进行相应节点配置,抓包等分析,在此基础上发现不足并为自己的设计找到思路。
    2. 深入研究分析EVE-NG开源代码,理解EVE-NG服务器各功能实现原理方法,各镜像开源代码实现,其中要着重理解将EVE功能嵌套到LINNUX系统中的本地控制台实现。
    3. 将自己的EVE-NG改进设计方案用代码实现,并添加到EVE-NG中实现功能完善。
    1. 文献综述(或调研报告):
  2. 方案(设计方案、或研究方案、研制方案)论证:

首先掌握EVE-NG网络拓扑图搭建分析方法,在此基础上理解EVE功能开源代码,对其进行深入分析学习,最后根据已有功能进行改进。由于我所完善的功能需要实现节点配置文件的比较,实验拓扑结构的比较,因此该系统的前端界面我着重研究了主界面和进入lab后的主界面,系统功能首先分析研究了添加新实验功能,以及打开实验文件的功能。进入lab主界面后,又着重研究了添加节点和添加节点间拓扑连接的功能,其中重点分析研究了后端的api.php对应实现的函数功能。这些为我实现网络节点配置信息的比较以及网络拓扑结构的比较提供了良好基础。具体设计方案如下:

由于我比较节点的后端功能实现主要涉及到xml文本文件的截取和比较,因此要实现node节点配置的读取和network信息的读取,实现方法为设置一个foreach循环读取的数组,每次读取一个node节点配置信息,读取后与前端传送的$p数组相比较,如果数组内容相同,则说明节点配置信息与要求一致,准确度为百分百,如果数组内容不同,则说明节点的配置信息存在与要求不一致情况,此时会弹出节点配置错误提示框,并根据后端结果不一致的数组位置,返回给前端错误具体信息,提示学生应该在哪里修改。学生根据提示编辑节点,保存实验文件并登出到主界面后,重新点击上传文件按钮,上传标准节点配置信息到后端,此时若修改正确,则会显示节点配置正确提示。而关于实验拓扑结构topology结构的分析,需要进行比较的信息为节点接口信息以及network配置信息,如果两个均相同,则可以说明网络拓扑结构相同,值得注意的是,在进行network信息比较时,网络创建的先后顺序会影响到拓扑结构的比较,因此需要排除顺序对比较产生的干扰,即网络的节点连接顺序以及节点的创建顺序不得对比较结果产生误差影响,因此我利用到了实验拓扑结构的计数器,用来记录network的数量,每当有一项内容完全匹配时,则将计数器的值减一,计数器最后剩余的数量就是拓扑结构中错误network的数量,由此也可以计算出拓扑结构的准确度并返回给前端,前端会弹出拓扑结构准确度图像框,提示用户当前拓扑结构的准确度以及拓扑结构的错误发生位置,用户修改完成后即可显示准确度百分百的提示。

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