Детальная информация

Тема выпускной квалификационной работы: «Программный анализ топологии OSPF-туннелей корпоративной сетевой инфраструктуры для контроля симметричности метрик туннелей и визуализации пути трафика». Выпускная квалификационная работа посвящена разработке программного комплекса для автоматизации процессов диагностики сетей на базе протокола OSPF и актуализации визуальной документации Microsoft Visio. Решение позволяет устранить расхождения между реальным состоянием сетевого оборудования и схемной документацией путем программного сбора метрик, их анализа и автоматического обновления топологии. В рамках работы были решены следующие задачи: 1) Анализ предметной области, включая принципы работы протокола OSPF, методы сетевой диагностики и проблемы поддержания актуальности документации. 2) Проектирование модульной архитектуры программного продукта в соответствии с принципами Clean Architecture для обеспечения независимости бизнес-логики. 3) Разработка алгоритмов извлечения топологической информации из файлов Microsoft Visio и адресных данных из Microsoft Excel. 4) Реализация модуля сетевого взаимодействия для сбора OSPF-метрик и трассировки маршрутов по протоколу SSH с использованием библиотеки Netmiko. 5) Разработка алгоритмов графового анализа для выявления асимметрии метрик маршрутизации и построения пути трафика. 6) Создание механизма автоматического обновления Visio-схем: нанесение метрик, визуализация путей и маркировка проблемных участков. 7) Реализация двух вариантов пользовательского интерфейса: CLI с режимами работы (cost, trace, full) и локального веб-интерфейса. 8) Тестирование разработанного решения в среде эмуляции GNS3 сравнительный анализ с ручным методом диагностики. Работа выполнена с использованием языка Python 3.10, библиотек pywin32, openpyxl, Netmiko, NetworkX, cryptography, а также фреймворка pytest для обеспечения качества кода. В результате был разработан функциональный программный продукт, способный автоматически диагностировать топологию OSPF, выявлять асимметрию стоимости маршрутов и визуализировать путь трафика. Тестирование в среде GNS3 подтвердили корректность сбора данных и построения отчетов. Сравнительный анализ показал, что автоматизированный подход существенно сокращает время диагностики, минимизирует влияние человеческого фактора и обеспечивает высокую воспроизводимость результатов, что повышает эффективность труда сетевых инженеров.

The subject of the final qualifying work is "Software Analysis of OSPF Tunnel Topology of a Corporate Network Infrastructure for Monitoring Tunnel Metric Symmetry and Traffic Path Visualization." The final qualifying work is dedicated to the development of a software suite for automating the diagnostic processes of OSPF-based networks and updating Microsoft Visio visual documentation. The solution allows for eliminating discrepancies between the actual state of network equipment and schematic documentation through programmatic metric collection, analysis, and automatic topology updates. The following tasks were solved within the framework of the work: 1) Analysis of the subject domain, including the operating principles of the OSPF protocol, network diagnostic methods, and issues related to maintaining documentation relevance. 2) Design of the modular architecture of the software product in accordance with Clean Architecture principles to ensure business logic independence. 3) Development of algorithms for extracting topological information from Microsoft Visio files and address data from Microsoft Excel. 4) Implementation of a network interaction module for collecting OSPF metrics and tracing routes via the SSH protocol using the Netmiko library. 5) Development of graph analysis algorithms to detect routing metric asymmetry and construct traffic paths. 6) Creation of a mechanism for automatically updating Visio diagrams: applying metrics, visualizing paths, and marking problem areas. 7) Implementation of two user interface options: a CLI with operating modes (cost, trace, full) and a local web interface. 8) Testing of the developed solution in the GNS3 emulation environment and a comparative analysis with the manual diagnostic method. The work was implemented using the Python 3.10 language, the pywin32, openpyxl, Netmiko, NetworkX, and cryptography libraries, as well as the pytest framework to ensure code quality. As a result, a functional software product was developed that is capable of automatically diagnosing the OSPF topology, detecting route cost asymmetry, and visualizing the traffic path. Testing in the GNS3 environment confirmed the correctness of data collection and report generation. Comparative analysis showed that the automated approach significantly reduces diagnostic time, minimizes the influence of the human factor, and ensures high reproducibility of results, thereby increasing the efficiency of network engineers work.