工學碩士論文開題報告

　　工學碩士的論編寫之前應該要制定好相關的開題報告。下面是小編想跟大家分享的工學碩士論文開題報告，歡迎大家瀏覽。

　　論文題目：仿真虛擬化網(wǎng)絡的拓撲、配置生成與故障模擬

　　一、立題依據(jù)(包括研究目的、意義、國內外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，需結合科學研究發(fā)展趨勢來論述科學意義;或結合國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中迫切需要解決的關鍵科技問題來論述其應用前景。附主要參考文獻目錄)(不少于800字)

　　研究目的

　　網(wǎng)絡通信在當今迅速發(fā)展的信息技術中占有重要的地位，而使網(wǎng)路的正常運行和網(wǎng)絡的服務質量得到保證，需要強大的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)作為支持。網(wǎng)絡管理在網(wǎng)絡通信中發(fā)揮越來越重要的作用。與此同時，伴隨當前虛擬化技術的成熟以及現(xiàn)代網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴大，面向虛擬網(wǎng)絡的管理變得日益普遍。虛擬化的網(wǎng)絡與傳統(tǒng)計算機網(wǎng)絡相比管理起來更為復雜，而兩者的一個重要區(qū)別就是，網(wǎng)絡節(jié)點有更為頻繁的變更。要確保虛擬化網(wǎng)絡的運行和服務質量，就要求一個能夠滿足對虛擬化網(wǎng)絡進行管理的網(wǎng)絡管理方法。論文的研究目的就是對虛擬化網(wǎng)絡的管理的部分內容進行探究和分析。

　　研究意義

　　對于網(wǎng)絡管理來說，構造網(wǎng)絡的拓撲和生成網(wǎng)絡的基本配置信息，呈現(xiàn)到圖形界面中無疑是最直觀地反映網(wǎng)絡的布局情況和其他一些必要基本信息的方法。而對于網(wǎng)絡節(jié)點變化比較頻繁的虛擬化網(wǎng)絡來說，能夠不斷獲取其最新、最準確的拓撲信息是非常重要的，也是要比傳統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲獲取更為困難的。解決虛擬化網(wǎng)絡的準確拓撲呈現(xiàn)問題，能夠完成對按需的虛擬化網(wǎng)絡提供拓撲呈現(xiàn)和網(wǎng)絡配置信息的生成，這將會極大地方便對虛擬化網(wǎng)絡的管理和分析。而對網(wǎng)絡故障的模擬研究，會對網(wǎng)絡可能面臨的問題進行仿真預測，從而為進一步的故障處理提供參考。

　　國內外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

　　網(wǎng)絡管理由純粹的人工維護到計算機輔助的自動化管理，人們對網(wǎng)絡管理的需求逐漸明晰和深入，網(wǎng)絡管理系統(tǒng)向復雜化、專業(yè)化和綜合化方向發(fā)展。管理功能是提供給用戶使用的，隨著用戶對網(wǎng)絡管理認識的深化，網(wǎng)絡管理經(jīng)驗的增強，以及為適應現(xiàn)代網(wǎng)絡管理新業(yè)務的需求，新的管理功能不斷涌現(xiàn)，原有的管理功能也在不斷深化，管理內容越來越細致，不論是基本管理功能，還是輔助管理功能，其管理精細化程度都將越來越高�？傊�，網(wǎng)絡管理系統(tǒng)正向著綜合化和精細化的方向發(fā)展，網(wǎng)絡管理系統(tǒng)將是一個越來越復雜的系統(tǒng)工程。

　　伴隨虛擬化技術的成熟及應用，許多企業(yè)和單位開始嘗試使用虛擬化技術，因此對虛擬化網(wǎng)絡進行高效的管理的需求變得尤為突出。面對這一問題，一些研究單位和個人對虛擬化網(wǎng)絡的管理中的拓撲分析等方面也做出了一些研究。

　　主要參考文獻

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　　二、研究內容和目標(說明課題的具體研究內容，研究目標和效果，以及擬解決的關鍵科學問題。此部分為重點闡述內容)(不少于2500字)

　　論文擬研究的方向，主要是為了解決在虛擬化網(wǎng)絡管理中網(wǎng)絡拓撲的構建問題、網(wǎng)絡配置信息的生成問題，以及對虛擬網(wǎng)絡可能出現(xiàn)故障及其引起的告警信息效果的模擬。以Web技術為基礎，對上述問題進行研究和編程測試，以期其用于對虛擬化網(wǎng)絡的管理，使管理人員對目標網(wǎng)絡有更為直觀和具象的認識，方便對目標虛擬網(wǎng)絡的管理。

　　研究內容

　　1、按需的虛擬化網(wǎng)絡拓撲自動生成的分析與研究。

　　網(wǎng)絡拓撲生成是通過對現(xiàn)實網(wǎng)絡建立模型，然后利用模型生成網(wǎng)絡拓撲的方法。它與網(wǎng)絡拓撲發(fā)現(xiàn)是不同的，后者是從一點出發(fā)，探測周圍網(wǎng)絡拓撲的方法。在對計算機網(wǎng)絡的管理研究中，基于真實網(wǎng)絡的進行網(wǎng)絡模擬是計算機網(wǎng)絡研究的一種重要方法。由于網(wǎng)絡存在多樣性和復雜性，影響網(wǎng)絡模擬穩(wěn)定性的重要因素就是所使用的網(wǎng)絡拓撲模型。用盡量能反映真實網(wǎng)絡的模型作為對真實網(wǎng)絡環(huán)境的一種抽象，使之作為網(wǎng)絡模擬的基本輸入，是取得正確結果的必要條件。這部分的主要研究內容，就是建立一個能夠盡可能準確反映真是網(wǎng)絡的虛擬網(wǎng)絡拓撲，為下一步的研究做好準備。

　　首先，需要獲取一些信息(諸如網(wǎng)絡包含的路由器數(shù)量或交換機數(shù)量、路由器包含端口數(shù)量、網(wǎng)絡包含的鏈路的數(shù)量、以及網(wǎng)絡節(jié)點的最大的出度)，來作為真實網(wǎng)絡的關鍵信息。根據(jù)這些給定的網(wǎng)絡的基本信息，進行分析，制定一套可行的拓撲生成算法，來模擬網(wǎng)絡可能的網(wǎng)絡拓撲，構建一個符合給定網(wǎng)絡信息的虛擬網(wǎng)絡。這里應該注意構建的虛擬網(wǎng)絡的拓撲應該滿足：1)具有代表性，即生成的拓撲圖要能夠準確反映網(wǎng)絡的各個方面，符合按需給定的條件;2)詳細的網(wǎng)絡內實體節(jié)點的關聯(lián)關系，這對下一步的研究非常重要。

　　2、虛擬化網(wǎng)絡的配置信息的生成。

　　這一部分的研究內容主要是將上一步的拓撲結構的實體信息實例化。首先根據(jù)第一部分的研究分析結果，可以得到一個對給定信息的虛擬網(wǎng)絡的初步構建的一個網(wǎng)絡節(jié)點的連接關系。通過進一步分析可以得出，在此虛擬網(wǎng)絡中一種可能的網(wǎng)絡結構，及其網(wǎng)絡結構中各節(jié)點和連接的關聯(lián)關系。

　　同時，建立各網(wǎng)絡實體的信息模型，建立其對應的xsd文件。在xsd文件中，包含對虛擬網(wǎng)絡建立的模擬實體的數(shù)據(jù)結構，能夠描述每一類網(wǎng)絡實體的配置信息的名稱和類型。構建一段?擴展樣式表轉換語言(xslt)。作為可擴展樣式表語言(xls)規(guī)范的一部分，其可以對XML (標準通用標記語言 的子集)文檔 進行轉化。利用這一段擴展樣式語言將包含基本類型的xml文件豐富擴展為包含所有實例詳細配置信息的xml文檔。

　　然后，基于web service的理論和編程方法，讀取獲得實例配置文檔，并對其進行進一步的編程分析處理，建立一種合理的數(shù)據(jù)結構用于保存這些實例信息，作為進一步呈現(xiàn)拓撲圖的數(shù)據(jù)來源。最后，根據(jù)實例信息畫出虛擬網(wǎng)絡的拓撲圖進行呈現(xiàn)。定義WSDL接口，定義相關操作，編程實現(xiàn)網(wǎng)絡拓撲圖的呈現(xiàn)。需要注意的是網(wǎng)絡是處于不斷的發(fā)展變化之中，網(wǎng)絡結構和配置也會隨之進行不斷的更新。網(wǎng)絡拓撲的管理要求管理系統(tǒng)能夠根據(jù)網(wǎng)絡的變化自動更新網(wǎng)絡拓撲信息，動態(tài)的監(jiān)視網(wǎng)絡設備的運行情況。

　　3、被管計算機網(wǎng)絡的故障模擬。

　　網(wǎng)絡管理的一個重要功能就是使網(wǎng)絡穩(wěn)定、可靠的運行;利用網(wǎng)絡運行信息分析網(wǎng)絡運行狀態(tài)，監(jiān)控網(wǎng)絡異常情況，譬如某個設備突然出現(xiàn)異常流量，某個節(jié)點出現(xiàn)大量丟包等，從而對網(wǎng)絡故障做出預警;在網(wǎng)絡發(fā)生故障時，利用網(wǎng)管系統(tǒng)收集信息，對故障點進行定位，對網(wǎng)絡告警產生的可能故障做出一定程度上的判斷，為故障排除提供支持。而計算機網(wǎng)絡故障是紛繁復雜的，硬件的問題、軟件 的漏洞 、病毒 的侵入等都有可能引起網(wǎng)絡的故障。本課題主要是對被管網(wǎng)絡可能出現(xiàn)的部分網(wǎng)絡故障進行建模，制定檢測標準，設計告警形式，使模擬的網(wǎng)絡故障能夠以告警的形式體現(xiàn)出來，能夠在網(wǎng)絡拓撲圖上呈現(xiàn)出來。

　　首先，設計出諸如鏈路斷開、鏈路或端口負荷過大、路由或交換節(jié)點損壞等故障模型。然后建立合理的網(wǎng)絡故障仿真模型，通過設定端口傳輸數(shù)據(jù)量、鏈路傳輸數(shù)據(jù)量、網(wǎng)絡節(jié)點up/down、鏈路鏈接通斷等信息作為模型參數(shù)，并給這些作為衡量標準的參數(shù)設定標準閾值。對于某種故障類型，改變此類相關參數(shù)的值，來影響網(wǎng)絡的性能標準。然后進一步將在網(wǎng)絡上產生負面的效果體現(xiàn)出來，作為網(wǎng)絡管理的參考。

　　研究目標和效果

　　本課題的研究目標對應研究內容分為三部分：

　　首先，根據(jù)給定網(wǎng)絡的一些基本信息，構建生成出一個符合標準的虛擬網(wǎng)絡，表現(xiàn)出其基本的一種節(jié)點關聯(lián)關系，建立一個簡單的對應的虛擬網(wǎng)絡的拓撲結構。

　　然后，根據(jù)上一步建立的簡單拓撲結構，以及寫定的網(wǎng)絡中實體的信息模型，并根據(jù)寫定的映射關系，隨機產生出一個包含有網(wǎng)絡實體詳細配置信息的實例文檔。最后，以實例文檔作為數(shù)據(jù)源，編程實現(xiàn)包含詳細配置信息的虛擬網(wǎng)絡的拓撲圖，并呈現(xiàn)出來。保證能夠產生一個包含虛擬網(wǎng)絡完備的拓撲結構圖，并可以體現(xiàn)出網(wǎng)絡中實體的詳細配置信息

　　另外，還要模擬被管計算機網(wǎng)絡的的網(wǎng)絡故障，通過仿真模型產生出相對應的可能引起的網(wǎng)絡告警效果。制定出幾種可能的網(wǎng)絡故障，通過建立一個仿真模型，仿真出這些故障可能引起的網(wǎng)絡狀況，及體現(xiàn)在網(wǎng)絡中產生的負面效果。并將這些效果在上述建立的網(wǎng)絡拓撲圖中呈現(xiàn)出來。

　　擬解決問題

　　1、首先，解決的問題是對目標網(wǎng)絡進行虛擬化的建模問題。這里主要需要研究制定一個網(wǎng)絡拓撲生成算法。要求該算法能夠根據(jù)給定網(wǎng)絡的少量基本信息，如網(wǎng)絡中節(jié)點數(shù)量(n)、網(wǎng)絡中連接數(shù)量(m)、網(wǎng)絡中節(jié)點的最大出度(p)，成功地構建一個具有一定代表性，能夠正確表示此網(wǎng)絡的虛擬網(wǎng)絡，并生成其網(wǎng)絡拓撲結構。

　　2、生成虛擬網(wǎng)絡的配置信息。這部分主要是能夠編寫一段?擴展樣式表轉換語言，利用虛擬網(wǎng)絡的信息模型，自動、隨機的生成一組信息模型的實例，這些實例具備完備的配置信息。并且，對于這些配置信息而言，其某些表示關聯(lián)和包含關系的關鍵字段必須是合法的，符合第一個問題中所生成拓撲結構中的網(wǎng)絡實體關聯(lián)、包含關系;而對于其他的字段，則可以是隨機生成的對應類型的數(shù)據(jù)。

　　3、被管網(wǎng)絡故障的模擬。這里要解決的主要問題是，建立一個故障仿真模型。模型的輸入?yún)��?shù)為模擬數(shù)種的故障類型;中間部分根據(jù)故障的類型來對設定的模型參數(shù)進行修改;最后，輸出網(wǎng)絡的告警信息，作為故障產生的效果。

　　三、研究方案設計及可行性分析(包括：研究方法，技術路線，理論分析、計算、實驗方法和步驟及其可行性等)(不少于800字)

　　研究方案設計

　　1.研究方法

　　針對本課題的研究內容和特性，達到研究目標和完成畢業(yè)論文，采用如下的研究方法：

　　(1)理論知識準備：采用文獻調查法，利用學校圖書館、網(wǎng)上相關學術數(shù)據(jù)庫等資源，來進一步了解具體的網(wǎng)絡管理中，關于拓撲生成和故障仿真等課題的研究現(xiàn)狀和一些技術細節(jié);

　　(2)改進技術和主要研究點確定：以生成虛擬網(wǎng)絡拓撲結構和自動生成虛擬網(wǎng)絡中配置信息為主要研究點，輔以網(wǎng)絡故障的模擬仿真研究;

　　(3)技術調研：對課題中涉及的拓撲生成的圖論相關基本原理，以及配置信息自動生成技術進行學習，然后針對具體的技術方案進行技術調研，確定實現(xiàn)方式;

　　(4)設計技術方案：在理論準備和技術調研的基礎上，確定基于web service理論確定技術實現(xiàn)方案;

　　(5)實現(xiàn)并測試：理論與實踐相結合，根據(jù)設計出的技術方案，對需要改進的關鍵部分進行仿真，驗證方案的可行性;

　　(6)完成論文：整理文獻資料、代碼和數(shù)據(jù)等，完成論文。

　　2、技術路線

　　(1)按需虛擬網(wǎng)絡拓撲結構生成服務，分析目前現(xiàn)有的網(wǎng)絡拓撲結構生成工具的原理，建立網(wǎng)絡拓撲生成算法;

　　(2)網(wǎng)絡配置信息生成服務，研究擴展樣式表轉換語言自動生成擴展信息的方法，根據(jù)固定數(shù)據(jù)模型，生成一組具體數(shù)據(jù);

　　(3)故障模擬服務，分析研究幾種常見網(wǎng)絡故障，進一步分析故障可能引起的對應網(wǎng)絡告警信息，模擬網(wǎng)絡故障;

　　(4)對上述提出的關鍵技術進行編程仿真實現(xiàn)。

　　總的來說，在網(wǎng)絡管理范疇內研究現(xiàn)有的拓撲生成和配置信息生成技術方法，結合本課題具體情況，提出相應的實現(xiàn)技術，并豐富細節(jié)，最后基于web service理論編程實現(xiàn);根據(jù)故障仿真理論，提出本課題適用的仿真模型。

　　可行性分析

　　近年來，網(wǎng)絡管理技術的不斷豐富和發(fā)展，為本課題的研究奠定了堅實的理論背景和相關技術支持。比如，web service理論在網(wǎng)絡管理中的應用，使網(wǎng)絡管理中的一些功能的開發(fā)實現(xiàn)變得簡單易行。同時XML在網(wǎng)絡管理中也有很多應用，其中XML schema作為網(wǎng)絡接口的大數(shù)據(jù)量的傳輸載體，就可以應用到本項目中來存儲網(wǎng)絡配置信息。

　　總的來說，在此基礎上，根據(jù)上述實驗方案進行設計研究，思路是清晰的，研究方法是可行的。

　　四、本研究課題可能的創(chuàng)新之處(不少于500字)

　　本課題研究主要是為了解決在虛擬化網(wǎng)絡管理中網(wǎng)絡拓撲的構建問題、網(wǎng)絡配置信息的生成問題，以及對虛擬網(wǎng)絡可能出現(xiàn)故障及其引起的告警信息效果的模擬。本課題為實現(xiàn)此目標，在策略思想和關鍵技術上的創(chuàng)新點主要有以下幾點。

　　1、首先，對于網(wǎng)絡拓撲結構的生成，這里要研究的是根據(jù)網(wǎng)路的一組簡單信息，模擬生成出一個網(wǎng)絡可能的拓撲結構，這是非常有創(chuàng)新意義的。這里需要提出一個能夠根據(jù)這些簡單信息生成網(wǎng)絡拓撲結構的算法，這一算法與現(xiàn)有的網(wǎng)絡拓撲生成算法是有很大不同的。

　　2、在網(wǎng)絡配置信息的生成過程中，是根據(jù)基本的信息模型，自動生成一組符合信息模型的網(wǎng)絡配置信息數(shù)據(jù)，并且這些數(shù)據(jù)的關鍵字段都具有關聯(lián)關系上的真實性和有效性。這里自動生成一組網(wǎng)絡配置信息，破除了網(wǎng)絡配置信息生成的局限性，降低了生成的復雜性，是虛擬網(wǎng)絡配置信息的生成變得簡單，充實而且準確。

　　3、故障信息的模擬中，可以根據(jù)故障，設定了一套衍生規(guī)則邏輯，來影響網(wǎng)絡的運行效果。這一套邏輯，需要將模擬故障轉化成負面的效果，體現(xiàn)在網(wǎng)絡中。這需要建立新的仿真模擬的邏輯，提出合理有效的參數(shù)比較判斷方法。

　　4、使用面向接口的方法編程仿真，更具靈活性。

　　綜上所述，本課題的研究內容在思想和關鍵技術上主要有這四點創(chuàng)新之處。

　　五、研究基礎與工作條件(1.與本項目相關的研究工作積累基礎 2.包括已具備的實驗條件，尚缺少的實驗條件和擬解決途徑)(不少于500字)

　　1、研究工作積累基礎

　　本人所在實驗室研究組的主要研究內容為web service接口技術在網(wǎng)絡管理中的應用，在學習過程中，我在充分了解、學習了WSDL接口的定義，XML scheme信息模型的定義，有充分的理論知識儲備。

　　另外，本人在研究組的網(wǎng)絡管理原型系統(tǒng)構建的項目中，承擔過一些涉及網(wǎng)絡拓撲構建，網(wǎng)絡配置信息呈現(xiàn)，以及網(wǎng)絡故障告警信息的模擬檢測和呈現(xiàn)工作。具備進行課題研究仿真的實踐經(jīng)驗。

　　對如何進行原型系統(tǒng)開發(fā)進行了深入的學習，學習了開發(fā)時所需要用到的編程語言，比如java、JSP、XML等語言，為將來的課題模擬的開發(fā)工作打下了一定的基礎。

　　所以，對于本課題的提出研究內容和方向，本人具備研究和建立原型系統(tǒng)進行仿真驗證的能力。

　　2、已具備的實驗條件及缺少的實驗條件和擬解決途徑

　　本課題研究，需要查找網(wǎng)絡拓撲生成和故障仿真的相關資料和論文，學校的圖書館和網(wǎng)絡資料數(shù)據(jù)庫為此提供強大的支持。另外，對于課題需要仿真的工作，本人可以利用所在實驗室研究組的服務器資源，進行實驗環(huán)境的仿真構建和仿真原型系統(tǒng)的開發(fā)，本人所在研究組具備相關研究所用的仿真硬件環(huán)境。同時，實驗室研究組的老師和同學們，也可以為本課題研究的內容做一些支持和幫助。

　　但是由于之前缺乏一些對網(wǎng)絡拓撲生成算法相關圖論知識的深入學習，需要進一步的了解和學習。本人有決心和能力做好這方面的學習和研究。

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