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網絡拓撲生成的拓撲生成器的發展

拓撲生成器是拓撲生成算法的軟件實現,是生成拓撲的工具,其設計目標可歸納為3點:

(1)代表性,即生成的拓撲圖要能夠準確反映實際網絡拓撲的各個方面;

(2)包含性,即將許多生成模型合並在壹起,提供壹個通用的拓撲生成工具;

(3)兼容性,即為網絡模擬應用程序(如NS-2)以及可視化工具(如CAIDA的Otter[7])提供接口。

為了實現這些目標,壹個拓撲生成器主要包括3個功能模塊:

(1)格式轉換:由於目前沒有統壹的拓撲數據文件格式標準,所以拓撲生成器要具有在各種拓撲測量數據,拓撲生成器輸入輸出數據以及網絡模擬軟件輸入數據之間進行文件格式轉換的功能。

(2)拓撲生成:這是拓撲生成器的核心,除了根據已有的拓撲生成算法實現冪律之外,還要依據其他度量來產生拓撲圖。

(3)拓撲分析:根據拓撲生成模塊中所采用的度量來對拓撲數據進行統計分析,給出度量的值。

拓撲生成器的發展經歷如下過程:

Waxman

Waxman是第壹代發展起來的拓撲生成器。此生成器在Erdös-Renyi隨機圖模型的基礎上產生隨機圖,但是它包括壹些網絡特殊特征,比如把節點放置在平面上,利用壹定的概率來連接兩個節點。

GT-ITM

GT-ITM最大的特點就是提供了Transit-Stub(TS)模型,此模型集中於對分層結構網絡的再生成。TS模型將AS域劃分為Transit類和Stub類。在該模型中,Transit節點彼此互聯構成壹個節點群,壹個或多個Transit節點群構成拓撲圖的核心,而Stub 節點分布在Transit節點群四周與Transit節點相連。

Inet

Inet是密歇根大學於1999~2002年間開發的壹個AS級拓撲產生器,最新發布的是3.0版本。其特點是利用route-views. oregon-ix. net上從1997年11月到2002年2月間的大量BGP數據來確定拓撲度量的值,可信性很高。Inet采用PLGR算法與優先附著實現冪律,重視連通性(最小節點覆蓋),並針對最大團尺寸和聚類系數做了優化。Inet使用簡便,只需在命令行輸入拓撲圖節點總數即可。

BRITE2.1

其特點在於“通用”。首先,它實現了Waxman模型和BA算法,並可以用自頂向下和自底向上兩種方法來產生GT-ITM層次模型;其次,它為多個網絡模擬程序提供接口,包括NS-2、SSF、Omnet++、JSim,並支持可視化工具Otter。BRITE產生路由器層、AS層以及分層結構拓撲圖,並可為連接分配帶寬和延遲,具有圖形用戶接口。

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