随着因特网的普及和计算机网络的规模日渐庞大,网络结构变得越来越复杂,这使得人们对网络管理的需求也变得越来越迫切。网络拓扑发现技术是网络管理中的一项基本功能,也是网络管理系统的基石,一个准确的网络拓扑结构能够为网络管理员提供直接有效的网络构成和关联信息。在不同层次的网络拓扑结构发现中,之前研究最多的是网络层的拓扑结构发现,因此网络层的拓扑发现算法相对成熟。而与网络层的拓扑结构发现相比,链路层的拓扑结构发现方面成果相对较少。但随着近些年来网络的迅猛发展,链路层拓扑结构的自动发现成为了网络管理研究领域的热点,具有广泛的应用前景。本文主要研究链路层的网络拓扑结构发现技术,详细介绍了基于生成树协议的链路层拓扑发现算法以及基于地址转发表的链路层拓扑结构发现算法。通过深入分析这两种主流算法,提出了一种改进的链路层拓扑发现算法。该算法的思想是:首先利用生成树协议的发现算法发现支持该协议的交换机并构建主体的拓扑框架,然后在地址转发表中删除部分交换机的信息,最后根据处理后的地址转发表,运用地址转发表的拓扑发现算法将剩余交换机插入到拓扑框架中。实验和分析表明,该算法与基于生成树协议的拓扑发现算法相比,能发现网络中不支持生成树协议的网络设备,提高了拓扑发现的准确度;而与基于地址转发表的拓扑发现算法相比较,该算法所处理的地址转发表信息相对比较简单,降低了时间复杂度。基于上述链路层网络拓扑结构发现算法,设计和实现了一个网络管理系统。首先介绍了系统的架构设计,并详细描述了该系统的三层架构。然后对系统的设备管理、性能管理、告警管理以及拓扑管理模块进行了详细分析。该系统的各个功能模块是基于网络拓扑结构实现的,主要解决整网内所有设备的拓扑连接图、链路的状态、设备性能的告警。网络管理员可以根据拓扑结构中的设备信息对故障设备进行性能评估并及时处理告警信息,快速排除网络故障、提高网络性能。