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网络拓扑结构范文1
【关键词】拓扑结构；国际贸易；网络；经济；相关性
一、前言
随着科学技术的不断进步，我们已经步入了信息化时代，并且网络系统也越发的完善，有许多复杂的系统都能够通过网络来对其进行表示，比如：英特网、蛋白质网络以及食物链网络等等。国际贸易体系是由发达国家和发展中国家构成的典型复杂系统，目前已经有一百多个国家加入，各个国家之间的物质、资金以及信息进行持续的流动，随着信息时代的来临，全球经济一体化，世界贸易关系形成的相互影响，相互作用网络，在国际贸易体系当中任何国家的经济波动以及贸易政策的变动都将会直接或者间接对国际贸易网络中的一些别的国家产生一定影响，因为各个国家之间存在的一定的依赖性，这种影响一般说来不仅仅是局限于局部国家，而是能够凭借国际贸易网络而进行传播的，比如二十世纪九十年代的金融危急，就是一个很好的例子，几乎对世界上大部分国家的经济都造成了一定的影响，对此，我们不难看出国际贸易网络拓扑结构的演化研究分析的重要性。
二、构建国际贸易网络研究
在国际贸易网络的系统当中，每一个顶点就代表一个国家，国家和国家之间的贸易关系使用服务流动方有向边以及代表商品来对其进行表示，这样能够用有向网络来对国际贸易系统进行表示，网络不会依靠顶点的相应位置以及边的相关形态而体现出来的性质一般就被称之为网络拓扑性质，与之相对应的结构就被叫做网络拓扑结构。在国际贸易网络组织构建的过程当中，按照服务流向以及商品来对网络当中边的指向进行确定，出口和服务流出以及商品相对应，进口则对应于服务流入以及商品，假如在t年i国向g国出口货物或者是服务，那么在第t年网络快照就建立起了t到g的相应的边，其邻接矩阵具有非零原始aig（t）=1，如果t到g的没有相应的边存在的时候，那么aig（t）=0，在每一年国际贸易网络拓扑结构都会构成相应的国际贸易网络快照，并且每个国际贸易网络的快照都会呈现出较为特别的拓扑性质，这对于网络连通性以及动力学都有着十分巨大的影响，因为国际贸易网络有很多的拓扑性质没法用随即图范式对其进行诠释，随意需要选择恰当的测度指标将网络拓扑性质以及演变规律进行分析研究。
三、度的分布
顶点度具体就是指的和顶点相关联的条数，就有向网络来说，每一个顶点都会有与之相对应的入度以及出度，N（t）表示在t年世界上进行贸易国家的具体数量，国家i在t年入度以及出度和i国的出口以及向i国进口的国家数量相对应。根据西方学者对于世界贸易网络的研究，他们将其度分布成为带有幂指数形式的网络，这种网络也被叫做无标度网络，并且将真实的系统经由自组织而生成无标度网络有两个非常重要的关键性因素，分别是择优连接与增长性，在BA的模型当中，新增点择优连接，在整个网络当中需找连通度相对较大的顶点，并且网络中顶点连接数量就会呈现少数顶点拥有大量的连接，但是数量庞大的顶点只是具有非常少的连接，无标度完了度之间的关系以及累计度分布的关系表现在双对数坐标图中时为一条直线。下图（图一）给出了2012年国际贸易网络双对数坐标中累计出度的分布状况，其他一些年份的入度以及出度的累计度分布情况和其有很大的相似程度很高，从下图中我们不难看出，其图形仅仅是在中间局部度区域内呈现直线形式，由此可见国际贸易网络并非无标度网络。
图一：2013年累计出度分布的双对数坐标图（如下图）
在构建国际贸易系统的时候，发达国家往往因为经济实力雄厚，在贸易关系开展的过程当中往往出于优势地位，国家贸易关系数量和GDP的规模具有对应的关系，在调查研究中，贸易网络的构建是需要较大规模的交易关系促成的，一般都具有在全球贸易网络当中选择的优先权，所以2013年累计出度分布的双对数坐标图双对数坐标下会呈现一条直线，这就意味着其有着无标度网络的特点。就研究对象而言往往会选择国际贸易网络发展当中新增长顶点所代表的国家，都是经济规模相对较小的国家而言，其贸易商品也存在一定的局限性，大多都是属于基本商品，因为地理位置以及时间差所导致的运输成本增加，无标度网络在构建的过程当中的优先选择机制没法在国际贸易网络中得到最大化的体现，这部分国家往往主要是与周边的一些邻国进行贸易，并没法在全球贸易网络当中进行优先选择连接，对此，我们不难看出择优机制发挥的重要作用，但是这里需要注意的是无标度网络并不能够代表完整的国际贸易网络。
四、群聚性
一般来说，我们可以将群聚系数定义成对有ki条边的顶点i，群聚系数为Ci= 2niPki（ki-1），在这当中ni为i的ki个邻居间边数量，假设CI为零，顶点i邻居间没有连通，如果Ci为1，那么顶点i邻居间连通，高群聚性显示顶点周围邻居间连通性良好，把国际贸易网络中的度是k的顶点群聚系数取平均值获得C（k），具体表示如下
NP（k）是度为k的顶点数量。
图二：1970年度和群聚系数的示意图
图三：2005年度和群聚系数的示意图
通过上图（图二）（图三）当中C（k）和k之间的关系，我们不难看出，每一个网络快照当中，C（k）的趋势是伴随着度k的上升而不断的下降的，其顶点度k的多少，直接反映出国家的贸易联系范围的广泛性，一般说来，度数较少的国家，往往经济规模也相对较小，因为经济规模对其的约束，其在周边地区展开贸易关系的情况居多，对此，这些国家的贸易伙伴在上地域上相对较为集中，贸易合作伙伴间贸易的频率也更为频繁。另一方面度数相对较高的国家往往属于全球性的贸易大国，其贸易对象遍布全球，和贸易合作伙伴直接进行贸易的机会相对较少。从图中我们可以发现，散点在逐渐的集中，具有良好的一致性，这就表明各个国家在国际贸易格局中分工与地位日益明确，国际贸易网络总体呈现出一种协调有序的状态。
五、结束语
国际贸易网络具有一定的复杂性以及多元性，其拓扑结构的规律对系统发展规律以及贸易政策的制定都有着极其重要的影响，本文就国际贸易网络的拓扑结构演化进行了简要的探讨，希望能够给相关人员提供一些有用的参考。
参考文献：
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[4]王维红.国际贸易网络中金融危机跨国传播研究：基于复杂网络理念[D].东华大学，2012.
网络拓扑结构范文2
关键词：指挥信息系统；通信网络；拓扑分析
指挥信息系统，主要为各级防空指挥员及指挥机关遂行防空作战指挥任务提供自动化的指挥控制平台。
通信网络是指挥信息系统各分系统组网运行的基础，是指控、情报等要素的重点保障。研究指挥信息系统通信网络的拓扑结构，对于分析装备使用过程中的风险点，使装备的使用风险最小、效能最大，对提高基于指挥信息系统的体系作战能力有着重要意义。
复杂网络就是具有复杂拓扑结构和动力行为的大规模网络。从复杂网络的定义，可以得出所要研究的该装备通信网络也是一个典型的复杂网络。因为该通信网由大量的节点所组成，且每个节点具有自身动力学特征，每个节点不是独立存在的，它们与其他节点具有相互连接、相互作用的特点，从而整个通信网具有非常复杂的动力学特征。故该装备的通信网络作为一个典型的复杂网络，用复杂网络理论对它进行可靠性研究是科学有效的。
本文对该装备的通信网拓扑结构进行分析，为该装备的通信网风险管理做基础性研究。
1 基本定义及通信网络拓扑分析模型
1.1 复杂网络的定义
复杂网络就是具有复杂拓扑结构和动力行为的大规模网络。就目前的研究成果而言，一般从图论和矩阵两种方式定义复杂网络。
从图论的方面出发，假设网络中存在n个节点和m条连接线，则可以定义节点集合V={v1，v2，v3，…vn}和边集E={e1，e2，e3，…em}来表示这个网络，其中的边可以有方向和无方向两种，为了简化计算，只考虑无向图。图1是一个网络图示例，它有5个节点和4条连接这些节点的边，可以将它视为端集V={1，2，3，4，5}，边集E={e12，e15，e23，e25}，其中节点4为独立节点。
从矩阵的角度出发，最常用的就是用一个邻接矩阵A来表示网络的图的结构信息，如果网络中的i节点和j节点是相互连接的，则矩阵上相应位置上Aij的数值为1，如果这两点之间不存在连接边，则相应的Aij的数值就为0，显然一个无向图的邻接矩阵式一个对称矩阵。为了方便对复杂网络的同步特性的研究，本文用比较特殊的对称邻接矩阵表示所对应的网络。
对角线上元素Aij=。对于图1的矩阵表示为
复杂网络的可靠性定义为：在自然或者人为的破坏下，复杂网络自身能够保持原有功能的能力。
从复杂网络的定义可以看出，包括了可靠性的研究对象、规定条件、原有功能着三个要素。首先研究对象就是：具有数量级大的节点和边的复杂网络，且这些节点具有非线性动力性、还要具有按照一定网络拓扑渐渐演化的过程。规定的条件：自然或认为的破坏作用，这里主要是指对网络中的节点和边进行随机攻击或者进行智能攻击。保持原有功能的能力指的是：复杂网络的存在都是为了完成现实中的一些客观存在的功能，如果对这些网络进行了随机攻击和智能攻击后，会对原来的网络造成一定的影响，然而在这种情况下，复杂网络仍然能够保持或者部分保持实现某一功能的能力。
1.2 指挥信息系统通信网络模型
为了计算的方便我们将导弹营、高炮营配属数量减半并简化，将节点编号如图3：
从网络拓扑的简化结构图可以看出节点对之间的连接关系，可以将它表示为
端集V={1，2，3，…，13}，
边集E={e12，e13，e14，e15，e16，e23，e24，e25，e28，e29，e2，10，e34，e35，e3，11，e3，12，e3，13，e45，e47}的图。
2 复杂网络的描述参数
复杂网络的描述参数有助于我们对网络的内部特征深入了解，描述参数有：网络的度、网络的聚集系数、网络的最短路径和耦合矩阵特征值。
2.1 节点的度
节点度数ki是第i个节点连接的边数目，即相当于i点的所有相邻节点的数目。在物理学领域中，节点的度表示本地的网络连接的连通性。通过邻接矩阵可以很简单地推出度ki的值：
节点的度分布是一个扩展的节点的度的概念。用分布函数P（k）来表示度的分布，P（k）是网络中某个节点具有k条边或k个邻接点的概率。网络的全局连通性和节点在网络中的重要性都靠节点度的分布，所以它是整个网络的基本统计特征，它同样可以表征网络的均匀性特征。复杂网络的平均度也是一个很重要的概念，平均度这里用表示：
网络的平均度是用来表征整个网络上的所有节点的平均度的数值，同样也可以来衡量网络的疏密程度，越大，对应的网络就越密集，越小，网络就越稀疏。
2.2 最短路径
我们将网络中某一节点到达另一节点所要经过的距离定义为路径长度，在本文中就是指节点直接相互连接所需要的边的数目。最短路径长度lij表示的是节点i到节点j的最短距离，即经过的最少的边的数目。从上述定义可以得出，最短路径长度是以边长作为单位的拓扑距离。与平均节点度概念类似，也存在平均最短路径长度L的概念，它表示的是图的任意两点的最短路集合{lij}的平均值。最短路径长度L的数值可以表征网络的特征尺寸，可以表征网络的连通度。
2.3 聚集系数
我们将图中某一节点的两个最近邻也是近邻的概率定义为聚集系数C。设点i的数目为Ei，k表示这些近邻点与i之间有连线的数目。则定义节点i的聚集系数为：
节点i附近环境的连通性用聚集系数Ci来表示。对网络上全部节点Ci进行平均计算得到的C即为平均聚集系数，整个网络的连通性用C来衡量。
2.4 耦合矩阵特征值
耦合矩阵的特征值是用来表征网络同步特性的重要参数，复杂网络的同步特征是一个重要的属性，反映复杂网络同步特征的参数就是耦合矩阵的特征值。
对于图3，可以得到每个节点的节点度，如k1=5，k2=7，则该网络的平均节点度=2.77，从平均节点度可以看出，该网络的密集程度不高。
3 网络的点攻击设计
为了对网络可靠性进行评价，首先要对网络进行攻击，本文中，分别对网络进行随机攻击和智能攻击，从而评价一个网络所能承受攻击的能力，为网络可靠性的评定提供依据。
3.1 随机攻击
随机攻击就是对网络中的点进行随机的撤除或对该节点的连接线进行随机的切断。在现实中可能发生的事故是由于网络自身的故障，而引起某个或部分节点失效。只要对网络相应的邻接矩阵中的某行和列进行随机的置零就完成了。
对网络进行随机点攻击的流程出图4：
随机点攻击的MATLAB代码如下：
T=input（‘T=’）；
p2=input（‘p2=’）；
N=size（A，2）；
c=randperm（N）；
h=1；
for k=1：T
h1=h+p2-1
for i=h：h1
A（c（i），：）=0
A（：，c（i））=0
end
h=h+p2
end
3.2 智能攻击
智能攻击就是有选择性地对网络中的点，按照一定的策略进行蓄意的破坏攻击。如，敌人在选择攻击目标时，总是先选择重要度高的目标进行攻击。为了研究对网络的智能攻击，我们对网络中的节点按照它的节点度的大小按照一定比例进行去除。与随机攻击类似，我们对网络相应的邻接矩阵按照节点度的大小将该矩阵的某一行和列上的元素进行置零，这样就可以对网络进行智能点攻击。
对网络进行智能点攻击的流程如图5
生成智能攻击的MATLAB代码如下：
T=input（‘T=’）；
p2=input（‘p2=’）；
N=size（A，2）；
for kc=1：T
dc1=sum（A）；
dc2=length（dc1）；
[sorted，index]=sort（dc1）；
cc=rot90（index，2）；
Ac（cc（1：p2*kc），：）=0；
Ac（：，cc（1：p2*kc））=0；
end
对通信网络进行随机点攻击和智能点攻击，可以评价一个网络的抗毁性。对某型指挥信息系统的通信网络进行攻击，在受到随机点攻击后，网络表现除的抗毁性比较强，但受到智能点攻击后，由于网络中节点度高的点被智能地去除，所有网络的连接度被破坏，网络的抗毁性下降的比较明显。
4 计算通信网络拓扑结构的可靠性
4.1 计算步骤
对于一个给定的网络，其网络结构包含三部分：节点N，连接节点之间的弧E和网络拓扑结构T，网络的抗毁性R与节点、弧及网络的拓扑结构有关。
若通信网共有n个节点，通信网拓扑结构抗毁性R的计算步骤如下：
（1）确定每条弧的可靠性，经过分析，我们简化设定每条弧的可靠性为rk=0.9；
（2）计算路径的可靠性，节点对i，j之间的第m条路径上弧的数目为p，则该路径的可靠性为：
（3）计算节点对之间的可靠性，节点对i，j之间共有m条路径，则节点对i，j之间的可靠性：
（4）确定整个通信网络的可靠性
4.2 数据仿真
对于ET90B通信网，首先根据第二步公式计算路径的可靠性，假设我们计算节点1到节点13的路径可靠性为0.81，则对应的节点1和节点13之间的可靠性为0.81，从而通过编程计算可以算出整个某型指挥信息系统通信网络的可靠性。这里算出的可靠性，可以为该装备通信网风险评估提供基础数据。
5 结语
利用复杂网络理论对某型指挥信息系统通信网络进行分析，可以简化网络模型，将通信网络抽象为只有节点与连接线的图，对网络进行随机点攻击和智能点攻击，来评价网络受到这两种攻击下抗毁性的变化，针对规程给出的拓扑可靠性计算步骤，对某型指挥信息系统通信网络拓扑的可靠性进行仿真计算，可以看出，该装备通信网络密集程度不高，拓扑结构较为可靠，但抗毁性不强，为该装备通信网风险评估相关研究开辟了蹊径、提供网络拓扑可靠性的基础数据。
参考文献
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网络拓扑结构范文3
关键词：P2P；拓扑结构；网络
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.129
计算机连接的方式叫做“网络拓扑结构”（Topology）。网络拓扑是指各种互连设备用传输媒体相连接的物理布局，主要是指计算机的分布位置和如何连接它们。在P2P系统中，所使用的节点构成了一个网络拓扑的逻辑结构，这个网络拓扑构的造过程中需要解决一系列的实际问题。这些问题包括如何标识节点、节点以何种方式进行组织、节点如何加入/退出网络、如何高效查找节点和资源、系统容错等。现在已经成熟的P2P网络主要分为四类：集中式拓扑（Centralized Topology）、完全分布式结构化拓扑（Decentralized Unstructured Topology）、混合式拓扑（Decentralized Structured Topology）和完全分布式非结构化拓扑（Partially Decentralized Topology）。
1 集中式拓扑
集中式内容路由是提供路由查询最直观和简单的方法。在P2P网络中设置一个节点，称为中心节点，所有其他节点和中心节点建立相应的连接关系，并把自身所拥有的资源索引信息都保存到中心节点上，从而使中心节点拥有全网的资源索引信息。当某个节点需要进行路由查询时，向中心节点提交查询关键字，中心节点遍历资源索引表格，就可以很容易查询全网是否拥有请求节点感兴趣的资源。集中式只是针对路由查询机制而言，在内容传送上仍然是对等服务思想。也就是请求节点通过集中式的路由查询机制定位出能够提供内容服务的节点后，与这些节点分别建立传输通道实现并行传送，而不是完全从中心服务器获得内容。中心化拓扑结构的最大优点是维护容易、资源比较的发现效率较高且实现相对简单。但是这种拓扑结构存在一些问题。集中式结构最明显的缺点是中心节点连接其他节点过多时，需要存储大量的资源索引信息，并且要保持资源索引信息的准确性和通信及时性，就必须不断和其他节点保持信息的同步。当节点规模扩展时，中心节点很容易出现性能瓶颈。代表系统有Napster。
2 全分布式非结构化拓扑
打破集中式结构的最简单办法是在P2P节点之间建立随机拓扑，也就是在一个新加入节点和P2P网络中的某个节点间随机建立连接通道，从而形成一个随机拓扑结构。当一个节点需要进行内容路由时，节点向全网广播查询请求，每个节点收到查询消息后搜索资源列表，查看自己是否有资源可以为请求节点提供服务。如果有，则向请求节点返回搜索结果，否则直接忽略请求。这种机制不需要中心节点存在，是一种纯分布式的机制，但是网络拓扑结构是随机的，没有典型的结构特征，因此这种机制称为纯分布式路由查询技术。但是，随着节点数目的不断增多，网络规模不断扩大，无结构化的纯分布网络进行内容路由时，有很多致命的问题难以解决。特别是大规模节点消息响应风暴问题，在网络规模过大时，当前没有一个完善的机制可以解决，这也导致其超大规模应用面临挑战。采用这种拓扑结构最典型的案例有Gnutella。
3 全分布式结构化拓扑
全分布式结构化拓扑的基本思想是将所有节点按照某种结构（比如形成一种环状网络或树状网络）进行有序组织，从而在路由消息的传递上避免广播风暴，典型的算法有DHT和Chord。分布式散列表（Distributed Hash Table，简称DHT）是将一个关键值（key）的有限集合合理的分散到所有在分布式系统中的节点上，并且能够将信息有效地转送到唯一拥有查询者提供具有关键值的节点。而Chord的组织结构式环网络，该算法的核心思想是在资源空间和节点空间之间寻找一种匹配关系，使得请求节点能够利用有序的网络结构快速定位到相关索引所在的节点。由于P2P网络中的节点较多，且具有不稳定性，这就要求DHT算法必须具有增量的维护能力。在面临急剧的网络膨胀和节点不稳定断开时，节点的路由表能够进行增量更新，节点的加入或离开不能让网络的路由表产生急剧的变化，而只需要维护少量的更新即可。
4 半分布式拓扑
半分布式拓扑结构，也称作混杂模式（Hybrid Structure），它主要是吸取了全分布式非结构化拓扑结构和中心化结构的优点，其将主要节点分为为两类。一类是所谓超级节点（Super Node，简称SN），另一类是普通节点（Ordinary Node，简称ON）。整个网络可以看成是两级结构，第一级是超级节点组成的一个类似随机的拓扑网络，每个SN下面由若干个普通节点组成，每个ON与SN建立邻居关系，它们之间形成星型结构，但ON与ON之间没有直接的邻居关系。一个节点成功的加入P2P网络，是作为SN还是ON，主要根据节点的CPU、内存、网络带宽等资源决定的。如果一个节点是普通节点，加入P2P网络以后，会选择一个SN进行通信，选中的SN节点随后将推送包含多达SN的列表发给新加的节点，加入节点将会根据列表中SN的状态决定选择哪个具体的SN作为其父节点。采用这种结构的最典型的案例就是KaZaa。
5 总结
网络拓扑结构范文4
常见的直接网络拓扑有Mesh／Torus、Flat－tenedButterfly、Dragonfly等。Mesh／Torus网络拓扑（k－ary，n－cube）（如图1和图2所示）是一个n维网格，每一维上有k个节点，相邻节点之间有通道相连，其节点规模为kn。Mesh／Torus网络拓扑结构具有较优良的特性。Mesh／Torus网络拓扑结构十分简单，具有高度的规则性，易于布局布线，便于实际部署，也具有很好的扩展性。Mesh／To－rus网络拓扑结构具有广泛的应用，比如64个节点的Tilera［5］、TRIPS［6］处理器、RAW处理器［7］，还有英特尔Teraflops［8］，都是采用2－DMesh网络拓扑结构。但是，随着节点规模的扩大，其劣势就表现出来了。这主要体现在网络直径增大、吞吐率下降等。Mesh／Torus网络拓扑是早期提出的经典网络拓扑，由于其结构简单、性能较好一直沿用至今。为了满足日益增长的性能要求和节点规模增大的情况，KimJ等人［9］于2007年提出了Flat－tenedButterfly（如图3所示）网络拓扑结构，这种结构利用高阶（High－radix）路由器［10］将每个路由节点与之同维的所有路由器节点相连，这样每一维上的跳数就变成了1。一个n维、每一维规模为k的FlattenedButterfly（k－ary，n－cube）网络拓扑上的数据包的路由跳数最多为n跳。FlattenedBut－terfly网络中的每个高阶路由器能连接多个计算终端（p），整个网络能够连接总共p×kn个终端。KimJ的实验表明，FlattenedButterfly丰富的链路特性使得网络性能得到提升，但是物理开销的增加也是巨大的。2009年KimJ又相继提出层次化［11］的Dragonfly（如图4所示）拓扑结构［12］。Dragonfly网络拓扑可以分为三层。在最底层，每个路由器节点连接p个计算终端。在中间层，也就是在局部组内，每个路由器与组内a－1个路由器相连。在最高层，每个局部组内总共b×a跳全局通道与其余局部组进行相连。Dragonfly拓扑结构实际上是基于光通信技术的发展提出的。对于链路较长的全局通道，采用光纤通信来代替电信号通信，这样可以大大降低全局通信的延时，局部组内由于距离较短，仍然采用电信号通信。为了更好地进行均衡负载，将参数p和b取同值，将a取为2p或者2b。Dragonfly拓扑结构能够获得比较好的性能，如延时相对较低、跳步数较短。但是，同时也可以看到，Dragonfly网络拓扑具有很差的扩展性，全局通道的延时仍然会较大。实际中应用Dragonfly拓扑结构的系统有Cray［13］和IBM的PERCS［14］。
常见的间接网络有FatTree［15］、Butterfly等。FatTree（如图5所示）是一种是应用很广泛的间接网络拓扑结构。最早由LeisersonCE于1985年提出，当时提出的FatTree是一个标准的Bina－ryTree结构，树的每个叶子节点连接p个计算终端，每个叶子节点又有p条链路连接其父亲节点，越高层的节点所连接的链路数就越多，也就显得越来越“fat”。由于每一路由器节点的开关规模差异较大，不利于实际应用，后来经过不断发展变化，形成了每级节点开关规模一致的FatTree结构。FatTree网络拓扑结构中间路由器较多，链路非常丰富，能够使网络获得比较好的性能，其缺点是开销较大、成本较高。Butterfly（如图6所示）网络拓扑结构是一种经典间接网络结构，对于确定的终端数N和开关度为2k的Butterfly具有最短的网络直径logkN＋1，虽然有此优点，但是其缺点也是很明显的。首先Butterfly网络具有很差的路径多样性，对于每一个从源节点到目的节点的数据包，其路由路径是唯一的；其次Butterfly级与级之间的链路较长，这会增加电信号传送链路的延时。对于第一个缺点，可以对Butterfly网络拓扑结构做一些改变，比如增加级数来解决这一问题。在间接拓扑网络中使用Butterfly的有BBNButterfly［16］等。为了应对节点规模扩大的情况，要对网络拓扑的结构做一些调整。对于直接网络，扩展的方式有两种方式。第一种方式是扩展每一维上的路由节点规模。第二种方式是扩展网络拓扑的维数。第一种方式简单，每个路由器节点的端口数不会改变，易于部署，但是其缺点是随着跳数的增大，吞吐率等性能会急剧下降，在节点数较大的情况下一般不采用这种扩展方式。第二种扩展网络维数的方法是一个可行的方法，它会使网络拓扑节点的基数增大，但数据包在网络中的跳数增加缓慢。通过实验发现，在相同节点规模下，维数较大的网络拓扑的性能要优于低维的网络拓扑性能。比如To－fu结构就是采用6－D的Mesh来解决这一问题的。但是，增加维数会给实际部署带来较大难度，维数越大，难度也变得越大。对于间接网络拓扑结构，其扩展的方法是增加间接网络拓扑的级数，这种方式能够给系统带来比较好的性能，具有广泛的应用，比如Tianhe－2就是采用FatTree这种间接网络结构来实现的。但是，间接网络的弊端是物理开销太大。随着终端规模的增大，级数会变大，中间路由节点会急剧增多。RobertoP等人［4］在2012年提出了一种新型混合拓扑结构，这种新型的混合拓扑结构（Hybridtopology，后续内容的图表中将这种拓扑结构简称为“HD”）是结合了直接网络和间接网络的优点而提出的。本文将这种新型混合网络拓扑结构的参数表示为（k－ary，n－direct，m－indirect，p－c）。k代表每一维的节点数，n代表网络的维数，m代表间接网络的级数，p代表每个路由节点所连接的终端数，若网络节点所连接的终端数为1，则该参数可缺省。如图7所示为这种新型混合拓扑结构。每一维上的节点布局类似于Mesh／Torus网络，只是相邻节点之间并没有链路相连，而是通过每一维所在的间接网络进行相连。每个间接网络的级数m视每一维的节点规模而定，比如k值较小，间接网络的级数可以小到仅仅为1，也就是说每一维上的间接网络就是一个Crossbar。如果k值较大，间接网络可以为m级的FatTree网络。每个直接网络的节点可以连接多于一个的计算终端。计算终端连接数为p的混合拓扑结构网络所连接的终端规模为p×kn。这种新型混合拓扑结构有一些比较好的静态特性。相对于直接网络，新型混合拓扑结构的直径要比普通直接网络的直径小很多。在网络拓扑规模比较小的情况下，间接网络可以为一个交叉开关Crossbar，其网络直径仅为2n（n表示网络拓扑维数），而普通直接网络拓扑结构，比如Torus，其网络直径为k／2×logkN。同等节点规模下网络直径的减小能够减小网络的延时，提升吞吐率。另外一方面，规模比较小的间接网络（FatTree），其层数要比同等节点规模的FatTree要小很多，整个混合网络拓扑的路由节点数、链路数要比完全间接网络小很多，因此其开销会比完全间接网络小。文献［4］对这种新型的混合网络拓扑与传统的直接网络、间接网络性能进行了比较，得出的结果是新型混合拓扑结构的吞吐率性能要优于Mesh／Torus、FatTree等网络，但比FlattenedButterfly要差。
2新型混合拓扑结构的优化
新型混合拓扑结构Hybrid的每一维上均由以FatTree为代表的间接网络相连接，这实际上可以将规模为（k－ary，n－direct，m－indirect，p－c）的混合拓扑结构看成由规模为（k1／m－ary，m×logkp＋m×n－tree）的FatTree网络分解为n×kn－1个规模为（k1／m－ary，m－tree）的FatTree，然后将这些FatTree的叶节点组成直接网络。这样做的好处是可以降低FatTree的级数，减小数据包路由的跳数。但是，当每一维上的节点规模增大时，间接网络（FatTree）的级数仍然较高。本文提出一种解决的方法，就是每一维上的节点由多个间接网络相连接。本文提出的改进优化的混合拓扑结构（Hy－brid－Ytopology，后续内容的图表中将简称为“HY”）是将Hybrid网络每一维上的间接网络由原来的单个间接网络改造成多个间接网络。这些间接网络的叶节点的链路相间地与Hybrid网络同一维上的节点相连接，Hybrid网络同一维上的节点若连接着不同的间接网络，则将这些节点用链路连接起来。
2.1Hybrid－Y拓扑结构描述Hybrid－Y拓扑网络结构每一维上的间接网络和Hybrid拓扑网络结构的间接网络一样，可以是一个简单的Crossbar或者多级FatTree。Hy－brid－Y拓扑网络结构和Hybrid拓扑网络结构的差异体现在两个方面：（1）间接网络与每一维节点的连接方式不同。Hybrid网络拓扑结构的间接网络叶节点（或者Crossbar）的链路依次分别与同维直接网络的节点相连接。Hybrid－Y拓扑网络结构的s个间接网络的叶节点的链路相互交替地与同维直接网络的节点相连接。（2）直接网络中节点之间的连接方式不同。Hybrid网络拓扑结构的直接网络节点之间没有链路连接，Hybrid－Y网络拓扑结构直接网络某一维中的节点若连接着不同的间接网络，就将这些节点用链路连接起来。下面引入如表1的参数来描述这个改进优化的混合拓扑结构。描述拓扑结构表达式的参数之间需要满足一定的条件。对于某一维上的直接网络连接的间接网络，参数k和参数s、m需要满足这样的条件：s×lm＝k，其中l代表间接网络，也就是FatTree每个叶节点所连接的终端数。对于给定的k值，参数s、m都是可以发生相应改变的。即便是参数s指定了，也就是每一维上的间接网络的个数确定了，间接网络的级数m也可能会有变化。若m取值为1，那么间接网络是一个规模为（k／s）×（k／s）的Crossbar；若m取大于1的值，则间接网络是一个FatTree，这个FatTree网络在m值给定后也就确定了。如图8是这种改进拓扑结构的一个实例。这个图中的直接网络每一维上由两个间接网络相连接。直接网络上的节点00连接间接网络00－0，节点01连接间接网络00－1，节点00与节点01连接着不同的间接网络，因此有一条链路连接节点00与节点01。同样，节点02也有一条链路与节点03相连。注意，节点01与节点02虽然连接着不同的间接网络，但是这两个节点之间并不用链路连接，这是因为这两个节点已经与它们相邻的连接着不同间接网络的节点相连了。
2.2Hybrid－Y网络路由策略在Hybrid－Y拓扑结构上主要采用了两种路由算法：维序路由和自适应路由。为了突出Hy－brid－Y拓扑结构的分析研究，本文将不对间接网络内部的路由进行分析，在后续所讲的维序路由和自适应路由，其间接网络都是文献［18］中使用的针对FatTree的基本自适应路由算法。Hybrid－Y网络拓扑的维序路由算法可以分为两个阶段。第一个阶段为跨维。在n维的Hy－brid－Y网络上执行维序路由算法首先要从数据包的源节点所在的维路由到目的节点所在的维。为了更好地描述这一过程，我们将数据包从某一维路由到另外一维这两维所决定的平面依据节点序号的递增方向划分为x轴方向和y轴方向。维序路由算法在执行跨维路由计算时统一执行先x轴方向后y轴方向或者先y轴方向后x轴方向。执行的x轴或者y轴方向确定后，具体沿着哪一条路径从一维跨到另外一维取决于直接网络每一维上的路由策略了，也就是第二阶段了。第二阶段为维内路由。简单来说，维内路由就是数据包如何从同一维上的一个节点路由到另外一个节点，这个过程是Hybrid－Y网络拓扑维序路由算法的关键步骤，它决定着网络的数据包路由跳数和延时。本文在实现这一过程时采用下面的策略。源节点和目的节点只有可能是直接网络中的节点，消息包所在的当前节点有可能是直接网络中的节点也有可能是间接网络中的节点。情景1源节点、当前节点s和目的节点d均是直接网络中的节点。（1）若当前节点s和目的节点d相邻且有链路连接，则数据包直接从当前节点路由到目的节点，如图9a所示；（2）如当前节点s和目的节点d不相邻，但是当前节点s和目的节点d连接着相同的间接网络，则数据包从当前节点s路由到其所连接的间接网络，如图9b所示；（3）若当前节点s和目的节点d不相邻，且连接着不同的间接网络，则数据包从当前节点s路由到与节点s有链路相连并且连接着与目的节点d相同间接网络的节点，如图9c所示。路由算法执行上面三个步骤就可以将数据包在同一维上从当前节点路由到目的节点。策略（3）的做法能够保证网络的流量相对均衡，不至于都去争抢直接网络中相邻节点之间的链路而导致直接网络节点之间链路的拥塞。（1）数据包从当前节点在间接网络内执行基本自适应路由算法朝着目的节点d的方向路由。情景2只有一种策略情形，这是因为情景2是依赖于情景1的，情景1中策略（3）的执行能够保证情景2只有唯一一种路由策略。至于间接网络内部的路由，这里不加以分析。对于Hybrid－Y网络拓扑的自适应路由算法，其路由执行过程也可以分为与维序路由算法类似的两个阶段：跨维阶段和维内路由阶段，但是每个阶段有所不同。在跨维阶段，自适应路由算法的不同点在于能够动态选择x轴方向或者y轴方向，其判断的依据是x轴方向和y轴方向链路通道的拥塞情况。路由算法将数据包沿着x和y方向链路通道中拥塞状况较好的方向路由。在维内路由阶段，其不同点体现在情景1中的策略（3）。维序路由算法中策略（3）的做法是为了保证网络流量的相对均衡，减小拥塞情况，但自适应路由算法将依据直接网络相邻节点链路拥塞情况与所连接的间接网络链路通道拥塞情况相比较，选择拥塞情况较小的链路通道路由，从而能够考虑到网络中链路通道的实际拥塞情况，避开拥塞较严重的链路通道，从而能够改善网络性能。对于自适应路由可能存在的死锁问题，根据路由路径的选择，可从两个方面分析：（1）路由路径经过间接网络。在这种情况下，由于间接网络是FatTree，所以不会发生死锁。（2）路由路径不经过间接网络。出现这种可能的唯一情形如图10a所示，节点a、b、c和d分别有链路相连接。当这些节点之间的数据包路由路径构成相关环时，就有可能发生死锁。为了避免这种情形的发生，使用虚通道的分配来避免死锁。如图10b所示，节点a、b、c和d之间的物理通道被划分为两个虚通道，分别标记为虚通道0和虚通道1。为了打破相关环路，当节点a、b、c和d之间的数据包的原地址编号和目的地址编号是升序时，使用虚通道0，当数据包的原地址编号和目的地址编号是降序时，使用虚通道1。分配虚通道后，图10a中的路径相关环就不存在了，也就避免了死锁的发生。
3性能评估
本文将改进的混合拓扑结构（Hybrid－Y）与新型混合拓扑结构（Hybrid）、FatTree、Mesh、To－rus、FlattenedButterfly进行比较。我们的模拟工具是时钟精确模拟器Booksim2．0［19］，混合拓扑结构的间接网络都是基于FatTree的网络。模拟的时候，数据包packet的尺寸都取10个flit，模拟的流量模式为均衡模式uniform，路由算法采用维序路由，网络维数均为2－D。此外，在节点规模较大的情况下（本文指节点数为1024），对FatTree网络和混合拓扑结构以及改进优化的混合拓扑结构在worst－case流量模式下进行性能的比较。
3.1模拟实验结果分析图11是在均衡流量模式下，64个节点规模的网络吞吐率模拟结果。从这个图中可以看出，FlattenedButterfly取得了最低的延时和最高的吞吐率，然后依次是改进的混合拓扑结构Hybrid－Y和新型混合拓扑结构Hybrid，结果显示最差的是Torus和Mesh。当网络节点规模增加到256个时，如图12a所示，结果显示FlattenedButterfly仍然能够获得最低的延时和最高的吞吐率，但这些都是建立在较高的开销基础之上的。改进的混合拓扑结构Hybrid－Y（间接网络级数大于1）获得了次之的吞吐率。同时注意到，间接网络级数大于1的混合拓扑结构Hybrid－Y的基本延时要比新型混合拓扑结构Hybrid（这里指间接网络级数小于4）高，从图12b的模拟跳步数可以看出，间接网络级数为3的混合拓扑结构Hybrid－Y的跳步数是10．5，新型混合拓扑结构Hybrid的平均跳步数分别为4．75和7．75。混合拓扑结构Hybrid－Y（间接网络级数大于1的情况）的基本延时要比新型混合拓扑结构Hybrid（这里指间接网络级数小于4）高的原因是线头阻塞效应（Head－Of－LineBloc－king）［20］。Mesh和Torus仍旧是表现最差的网络拓扑，这也说明了Mesh和Torus的2－D结构不适合作为大规模互连网络的拓扑结构。将节点规模增加到1024，如图13所示，能够得到类似的结论。FatTree网络在大规模节点的巨型机系统具有广泛的应用。如图14所示，在流量模式为worst－case的情况下，混合拓扑结构和改进优化的混合拓扑结构均获得了比FatTree更好的吞吐率。对于新型混合拓扑结构Hybrid与改进优化混合拓扑结构Hybrid－Y，在间接网络级数相近的情况下（图示中Hybrid的间接网络级数为5，Hy－brid－Y间接网络级数为4），改进优化的Hybrid－Y网络拥有更好的网络性能。对于维数高于2－D的情形能够得到类似的结果。
3.2性能开销比的比较和分析比较不同拓扑结构网络的指标有很多，比如平均和最大跳步数、对分带宽［21］、网络链路数量和交叉开关规模等。为了更好地将改进的混合拓扑结构Hybrid－Y和新型混合拓扑结构Hybrid进行比较，这里采用文献［1］中提出的网络开销评价指标，即链路（Links）数量、交叉开关（Switches）数量和交叉开关单元（SwitchingElements）规模。网络拓扑的硬件开销比较将采用交叉开关单元规模作为指标。网络的性能评价指标采用基本延时和吞吐率。基本延时和交叉开关单元规模的乘积越低，表示网络拓扑性能就越好；吞吐率和交叉开关单元规模的比值越高，表示网络拓扑的性能就越好。表2列出了这两种混合拓扑结构的链路数、开关单元规模、交叉开关数的计算式。表3列出了Hybrid－Y网络拓扑和Hybrid网络拓扑模拟实验的相关参数，包括基本延时（也称为0负载延时）、吞吐率（Throughput）、链路数、开关单元、交叉开关（Switches），以及性能比较的参数“吞吐率／开关单元”、“基本延时×开关单元”。当节点规模为64时，间接网络为Crossbar（间接网络级数为1）的新型混合拓扑结构Hybrid的基本延时要比间接网络同为Crossbar的改进的混合拓扑结构Hybrid－Y的基本延时要小，这是因为改进的混合拓扑结构Hybrid－Y的直接网络中每一维上有两个Crossbar，而新型混合拓扑结构Hy－brid只有一个Crossbar，因此Hybrid－Y网络中数据包的平均跳步数（Hop）要比Hybrid网络的大。但是，Hybrid－Y网络的吞吐率要比Hybrid网络的高，其原因是其线头阻塞（Head－Of－LineBlocking）效应较之要弱。对于间接网络级数大于1（即多级FatTree）的情形，Hybrid－Y网络与Hybrid网络的“吞吐率／开关单元”性能指标几乎持平，但是Hybrid－Y网络“基本延时×开关单元”性能指标要优于Hybrid。当节点规模增大到256时，间接网络为Cross－bar的Hybrid－Y网络的上述两项性能指标要明显优于Hybrid，分别提升了92％和37．8％。同时注意到，间接网络级数为3的Hybrid－Y网络的上述两项性能指标介于间接网络分别为2和4的Hy－brid网络。若继续将节点规模增大，达到1024时，从表3中可以观察到，间接网络为Crossbar或者多级FatTree的Hybrid－Y网络拓扑的两项性能指标比Hybrid网络拓扑的均要好。从上述的模拟结果分析可以得出这样的结论，Hybrid－Y网络的性能与物理开销和Hybrid网络相比，特别是在较大规模情况下，Hybrid－Y网络的性能与物理开销要优于Hybrid网络。在实际应用的时候，可以根据应用的需求寻求合适的参数配置，使得Hybrid－Y网络的优势更加突出。
4结束语
网络拓扑结构范文5
摘要：文章认为数据中心网络的拓扑结构确定其硬件设备的选取标准、设备之间的协同和互联方式、以及数据中心的运行和维护机制。针对各种新的服务需求对数据中心网络提出的更高的结构性要求，业界提出了一些新的数据中心网络拓扑结构。文章介绍并分析了这些拓扑结构，主要有改进树形结构(如Fat-tree、VL2)、递归层次结构(如DCell、FiConn、BCube)、能量比例结构、矩阵结构。
关键词：数据中心网络；拓扑结构；云计算
Abstract: The topology of a data-center network (DCN) determines which device standards are used, how devices cooperate and interconnect, and which OAM mechanisms are used in the data-center. Diverse services require improved topological performance. To this end, we propose improved tree topologies, such as Fat-tree and VL2; recursively hierarchical topologies, such as DCell, FiConn, and BCube; energy percentage topologies; and matrix topologies.
Key words:data center networking; topology; cloud computing
数据中心网络是指数据中心的网络基础设施，它通过高速的链路和交换机连接着大量的服务器[1]。数据中心网络是基于服务器之间及时可靠的通信来发挥作用的，其作用是为数据中心的一切应用和服务提供数据存储、分析、处理和计算的物理平台。数据中心网络是数据中心硬件部分的核心基础构成，它的拓扑结构给出了数据中心中所有交换机和服务器的连接关系，决定数据中心的具体组织形式。
作为数据中心与云计算技术的硬件支撑，数据中心网络已迅速成为学术界研究的热点。近年来，计算机方向的国际顶级学术会议(如OSDI、ISCA、SIGCOMM、SIGMOD、INFOCOM、ICDCS、HPDC、SOSP等)都设立了关于数据中心网络的议题。IEEE和ACM的诸多国际权威期刊(如IEEE Computing in Science and Engineering、IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems、IEEE/ACM Transactions on Networking等)经常刊登数据中心网络的相关学术文章。麻省理工大学、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、俄亥俄州立大学、麦吉尔大学、清华大学、微软研究院等全球著名大学及研究机构成立了专门的研究组，开展对数据中心网络的研究。同时，谷歌、亚马逊、微软等公司也从未停止对数据中心网络的研究工作[2-3]。
1 研究数据中心网络拓扑
结构的意义
数据中心网络拓扑结构确定组成数据中心的硬件设备的选取标准，以及这些设备之间的协同和互联方式，进一步确定数据中心本身的运行和维护。研究数据中心网络拓扑结构的意义主要体现在上层应用的运行质量、数据中心的建设成本和运行能耗两个方面。
(1)拓扑结构设计决定上层应用的运行质量
数据中心网络拓扑结构设计给出数据中心各服务器之间的连接关系，即任意两个服务器之间所有链路和中间节点的连接顺序，从而确定服务器间通信的路由方式。数据中心网络拓扑结构还直接影响着服务器间通信的容错和整个网络的拥塞控制。因为无论采取冗余、自适应路由、窗口速率控制或其他容错和拥塞控制方法，都需要根据网络拓扑结构所确定的节点连接关系传递控制信息。数据中心的上层应用，如GFS[4]、HDFS[5]、Bigtable[6]、Dynamo[7]、Dryad[8]等等，都以并行和分布式的形式在数据中心网络上通过大量服务器间的协同通信来实现。这些服务器之间通信的路由、容错和拥塞控制则决定上层应用的运行质量，包括服务时间、处理数据的吞吐量等。而这些又决定网络服务运营商能否在单位时间内为更多的用户提供满意的服务，获取更大的利润。
(2)拓扑结构设计决定数据中心的建设成本和运行能耗
数据中心网络作为数据中心的主体硬件部分，其结构设计给出组成数据中心的三大主要硬件设备(服务器、交换机和链路)的数量和选取标准，如服务器或交换机的型号、网络接口数量、额定功率等。具有不同网络拓扑结构的数据中心可容纳的最大服务器数量是不同的，并且容纳同样数量的服务器所需要的交换机数量也是不同的。虽然现在的数据中心只需采用价格低廉的商务计算机作为服务器，但不同的网络拓扑结构对交换机的数量和性能要求都不相同，当数据中心的服务器数量达到几万台或更多时，不同的网络拓扑结构会使得数据中心的建设成本和运行能耗[9]产生巨大的差异。
2 数据中心网络拓扑结构
新的设计要求
由于普通计算机性能的快速提高以及对服务器数量需求的飞速增长，新的数据中心网络都不再使用专门设计的高端服务器和链路，只采用大量价格低廉的普通商务计算机作为服务器[10]。
近年来，随着云计算技术在各个应用领域的不断发展以及对个人普通用户的开放，层出不穷的各种在线云服务项目对数据中心网络拓扑结构提出了新的设计要求，主要包括以下3点：
网络拓扑结构范文6
关键词：IPv6网络；拓扑发现；现状；新特点
中图分类号：TP393.02 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 23-0000-01
IPv6 Network Topology Discovery and Topology Discovery Research Status of the New Features
Wu Gaoping
(School of Electrical Engineering,Northwest University for Nationalities,Lanzhou 730030,China)
Abstract:Problems IPv6 network topology discovery and IPv6 network to its own characteristics,through the local node and dual-stack nodes that access to information technology integration in the design of the Ipv6 network topology,while achieving the IPv6 network topology discovery applications,enabling application in line with the actual network topology system.
Keywords:IPv6 network;Topology discovery;Status;New features
一、网络拓扑发现研究现状
网络拓扑发现是网络管理功能体系的基本构成部分，同时也是对商业网络管理系统成功与否的衡量尺度和标准。网络拓扑发现在网络瓶颈的搜索、网络传输拥塞以及网络潜在弱点的排除以及提高网络连接性以及网络升级等方面有着重要的作用。拓扑发现还能用于实时网络仿真以及帮助新用户决定从何处切入网络以获得最大带宽。当前国外的一些网管产品已具有网络自动拓扑发现的功能，国内的网管软件也得到了一定的发展，网络拓扑发现在局域网以及小型网络发现应用较好，而大型网络则应用实例较少。
当前，网络拓扑发现的研究取得了一定的进展，提出了启发式发现算法、可搜索交换机端口连接的链路层发现算法等。国内的网络拓扑发现也实现了相应的算法研究，并且应用到了商业的网络管理软件中。然而到目前为止，现代大型异构IP网络的自动拓扑发现的研究和应用依旧存在较大的挑战。
二、IPv6网络拓扑发现系统
当前，IPv6网络依旧处于起步阶段，互联网上IPv4网络与IPv6网络在并存，其网络结构如下。
图1：IPv6网络结构图
IPv6网络拓扑发现系统分为三个部分：子网发现、隧道发现以及双栈识别以及骨干网发现模块，此外还包括辅助的拓扑信息融合、拓扑数据存储、拓扑现实模块等部分。IPv6网络拓扑发现系统结构如下。
（一）子网发现模块。子网发现模块主要是发现本地链路内部存在的路由器以及主机信息，从而进行本地地址以及路由地址之间的相互转换，并通过相对应的形式存储转发到其对应的控制节点。在RFC3513中预先定义一组多播地址能有效解决子网节点之间的探测问题。目标地址为FF02：：1的数据包，本地链路都将进行接收并返回响应，而目标地址为FF02：：2的数据包，本地链路器都将接受并处理，实现主机与路由器的区分。通过相应算法所得到的地址一般为本地链路地址，而IPv6中的一个节点往往需要与其他网络通信的IPv6通信的全局地址，由此应子网模块还应实现两种地址之间的转换。
（二）隧道发现及双栈识别模块。隧道发现模块以骨干网络发现模块为基础，对于骨干网络的路径，首先应对路径中每节点是否为双栈节点进行判断，若是存在双栈节点，则还应判断是否存在隧道，从而获得隧道两端的端口信息。对于一条路径，当两端节点为双栈路由器时，才有必要进行隧道的判断。隧道是否存在的判断应通过注入大的IPv6包，从而在数据的传送过程中经过隧道时产生分片，从而获取路径中的MTU值实现。若是隧道存在，则在通过隧道时必须经过IPv4报头的封装作为IPv4包进行传输，由此，路径上的最大MTU值是IPv4的MTU减去IPv4报头的值。当前使用的IPv4报文的MTU值一般为1500B，而IPv6隧道加上20B的IPv4报头值，再加上IPv6中最小MIU值1280，如获得的MTU值为1480，1476，1472，1280其中的值时，则可判断隧道存在。
（三）骨干网发现模块。骨干网发现模块主要能发现骨干网络层拓扑结构，发现路由器以及它们之间的连接关系，而后对网络路径中存在从匿名路由器状况进行拓扑信息的合并，从而构建形成接近实际的骨干网络结构。虽然RFC2465和RFC2466等文档定义了IPv6系统中扩展的MIB标准，但当前主流操作系统并不完全支持所制定的标准，由此，IPv6骨干网络的探测还应采用ICMPv6通用协议完成。IPv6报文中，由于要求使用源路由机制，由此在使用trace route程序实现拓扑探测时提高了路径发现的概率。IPv6网络的有效管理成为了网络迅速发展的切实需要，通过对IPv6网络结构的分析，明确了IPv6的结构特点，实现了对网络系统的结构设计和主要组成部分的设计和实现。
参考文献：
[1]柴炜.基于IPv6网络拓扑发现方法技术的探讨[J].自动化技术与应用,2009,6
[2]李元臣,刘维群,匡国防,薛雷.基于traceroute6的IPv6网络拓扑发现技术[J].计算机应用,2008,3
