CN100438463C - 一种网络连接的自适应方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种网络连接的自适应方法，网络设备如网络终端设备、网络连接设备、管理控制端发生网络连接状态变化时主动进行有关网络设备发生网络连接状态变化的消息传输，使网络拓扑、网络连接关系的更新由被动变主动；本发明可以及时自动更新网络连接关系，节约了网络资源，提高了网络自动化管理的实时性和效率。

Description

一种网络连接的自适应方法

技术领域

本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种网络连接的自适应方法。

背景技术

随着互联网事业的蓬勃发展，人们的工作、生活与互联网越来越紧密，人们对互联网的依赖程度在不断增加，互联网对于人们的意义越来越重要。

网络设施是互联网的基础，是网络运营商、网络服务提供商、内容服务提供商赖以生存的根本。

如今的网络结构随着使用互联网人群的不断增加变得越来越复杂，网络运营管理方需要对网络进行有效管理，让网络为使用者提供更好的网络服务。二层网络拓扑可充分显示网络中各网络设备的连接关系，是网络运营管理方对网络进行有效管理的一个重要基础。通过网络拓扑网络运营管理方可明确得知网络设备的类型，各网络节点如路由器、交换机、服务器、子网等的连接状况及标识处于连接状态的各网络节点的物理位置，如网络拓扑可提供二层全交换网络环境中交换机的物理网络连接结构，标识交换机的物理位置。

目前二层网络拓扑的发现方法为：通过一个集中的管理控制台向网络中的端设备如计算机、服务器等和网络连接设备如路由器、交换机等发送一定的请求包来获取必要的信息，然后根据获取的信息使用一定的算法来确定网络的二层拓扑。

当网络中的网络节点发生连接状态变化如加入或退出时，网络拓扑需要进行动态变化。目前对于网络拓扑动态变化的发现办法为被动的刷新方式，即重新执行上述二层网络拓扑的发现方法来重新确定网络的二层拓扑。刷新的方法分定时刷新和手动刷新两种。采用手动刷新一般在网络运营管理方认为需要的时候才进行，所以不能及时发现网络节点的连接状态变化，实时性差，而且手动刷新不能满足网络管理自动化的需要。采用定时刷新由于每进行一次刷新所需要的网络开销大、所需要的时间长，所以采用定时刷新浪费网络资源，当定时刷新的时间间隔选取较长时，定时刷新同样具有实时性差的缺点。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种网络连接的自适应方法，通过在网络设备发生网络连接状态变化时能主动、及时、有针对性的更新网络拓扑，从而更新网络连接关系，实现了节约网络资源，提高发现网络连接关系变化的实时性，提高网络自动化管理效率的目的。

为达到上述目的，本发明提供的一种网络连接的自适应方法，该方法包括：

当网络终端设备或网络接入设备检测到自身发生连接状态变化时，

A.所述网络终端设备或网络接入设备向自身所在网络的网络设备多播通知消息；

B.所述网络设备中的管理控制端接收到所述通知消息后，向所述网络终端设备或网络接入设备请求邻接信息；

C.所述管理控制端根据来自所述网络终端设备或网络接入设备的邻接信息，对网络拓扑进行更新；

当管理控制端检测到自身发生连接状态变化时，

a.所述管理控制端向自身所在网络的网络设备多播搜索消息；

b.所述网络设备中满足所述搜索消息中搜索条件的网络终端设备或网络接入设备，向所述管理控制端多播通知消息；

c.管理控制端接收到所述通知消息后，向所述网络终端设备或网络接入设备请求邻接信息，并根据得到的邻接信息，对网络拓扑进行更新。所述网络终端设备、网络连接设备和管理控制端为支持即插即用协议的网络设备。

步骤A所述多播通知消息为基于即插即用协议的发现消息；

所述步骤A进一步包括：所述网络终端设备或网络连接设备将与自身直接邻接的设备信息封装加入自身的网络设备描述信息中。

所述步骤B具体包括：

所述管理控制端接收所述基于即插即用协议的发现消息，并根据所述发现消息承载的统一资源定位地址，将基于超文本传输协议的GET请求报文传输至所述网络终端设备或网络连接设备；

所述网络终端设备或网络连接设备接收到所述基于超文本传输协议的GET请求报文后，将所述网络终端设备或网络连接设备的描述信息传输至所述管理控制端；

所述管理控制端接收所述网络设备描述信息，并从所述网络设备描述信息中获取所述直接邻接的设备信息；

所述步骤C具体包括：

所述管理控制端根据所述获取的直接邻接的设备信息，将所述网络终端设备或网络连接设备加入网络拓扑中，以更新网络中各网络设备的连接关系。

所述步骤C还包括：

若所述管理控制端根据接收的所述网络终端设备或网络连接设备的描述信息确定其承载的直接邻接的设备信息中不包含在所述网络拓扑的网络连接设备，则

所述管理控制端基于网桥生成树的以太网自动拓扑发现方法，确定所述网络中的网络连接设备的拓扑，并根据所述管理控制端收到的所有直接邻接的设备信息将相应的网络终端设备加入所述网络连接设备的拓扑。

步骤a中所述多播搜索消息为基于简单服务发现协议的发现消息。

步骤a所述管理控制端向自身所在网络的网络设备多播搜索消息之前，该方法还包括：

所述管理控制端基于网桥生成树的以太网自动拓扑发现方法生成所述网络中的网络连接设备的拓扑。

步骤b中所述多播通知消息为：基于即插即用协议的发现消息；

所述步骤b具体包括：

所述网络中支持即插即用协议的网络连接设备和网络终端设备接收所述基于简单服务发现协议的发现消息，多播所述发现消息；

所述步c具体包括：

所述管理控制端接收所述各发现消息，并根据其分别承载的统一资源定位地址将基于超文本传输协议的GET请求报文分别传输至所述网络中相应的网络连接设备和网络终端设备；

所述网络中相应的网络连接设备和网络终端设备接收到所述基于超文本传输协议的GET请求报文后分别将网络设备描述信息传输至所述管理控制端；

所述管理控制端根据接收的所述网络设备描述信息中承载的直接邻接的设备信息或根据所述直接邻接的设备信息与所述网络连接设备的拓扑生成所述网络的网络拓扑，以更新网络中各网络设备的连接关系。

所述网络终端设备或网络连接设备退出网络时，步骤A中所述多播通知消息还包括：基于即插即用协议的退出消息；

所述的步骤B进一步包括：

所述管理控制端接收所述退出消息；

所述管理控制端获取与所述发送退出消息的网络终端设备直接连接的网络连接设备；

所述步骤C具体包括：

所述管理控制端根据其接收的退出消息或发现消息中承载的时间戳将发送退出消息的网络设备或时间戳过时的网络设备从所述网络拓扑中删除；

所述管理控制端根据所述获取的网络连接设备判断是否存在没有网络终端设备与之相连的网络连接设备；

存在所述没有网络终端设备与之相连的网络连接设备时，所述管理控制端基于网桥生成树的以太网自动拓扑发现方法确定所述网络连接设备的拓扑；

所述管理控制端根据其接收的所有所述网络设备描述信息获取直接邻接的设备信息和所述网络连接设备的拓扑生成所述网络的网络拓扑，以更新网络中各网络设备的连接关系。

通过上述技术方案的描述可明显得知，本发明中的网络设备如网络终端设备、网络连接设备、管理控制端发生网络连接状态变化时主动进行有关网络设备发生网络连接状态变化的消息传输，使网络拓扑、网络连接关系的更新由被动变主动；本发明基于UpnP实现，但是本发明不要求网络连接设备一定支持UpnP，因此对现有网络中网络连接设备不支持UpnP的情况下同样可以很好的适用；由于在实际网络应用中网络设备发生网络连接状态变化的时间是分散的，本发明的网络拓扑的更新是有针对性的，所以不会造成网络拓扑更新时间长，浪费网络资源的现象，从而实现了节约网络资源，提高发现网络连接关系变化的实时性，提高网络自动化管理效率的目的。

附图说明

图1是本发明的网络设备接入网络的网络拓扑发现示意图1；

图2是本发明的网络设备接入网络的网络拓扑发现示意图2；

图3是本发明的网络设备接入网络的网络拓扑发现示意图3；

图4是本发明的网络设备接入网络的网络拓扑发现示意图4；

图5是本发明的网络设备退出网络的网络拓扑发现示意图1

图6是本发明的网络设备退出网络的网络拓扑发现示意图2；

图7是本发明的网络连接的自适应装置的实施例。

具体实施方式

本发明的核心思想是：当网络终端设备或网络接入设备检测到自身发生连接状态变化时，所述网络终端设备或网络接入设备向自身所在网络的网络设备多播通知消息，所述网络设备中的管理控制端接收到所述通知消息后，向所述网络终端设备或网络接入设备请求邻接信息，所述管理控制端根据来自所述网络终端设备或网络接入设备的邻接信息，对网络拓扑进行更新；当管理控制端检测到自身发生连接状态变化时，所述管理控制端向自身所在网络的网络设备多播搜索消息，所述网络设备中满足所述搜索消息中搜索条件的网络终端设备或网络接入设备，向所述管理控制端多播通知消息，管理控制端接收到所述通知消息后，向所述网络终端设备或网络接入设备请求邻接信息，并根据得到的邻接信息，对网络拓扑进行更新。

本发明中提到的网络设备包括：网络终端设备、网络连接设备、管理控制端。网络终端设备包括计算机、服务器、PDA(掌上电脑)等；网络连接设备包括交换机、路由器等；管理控制端是管理网络拓扑的，它根据网络中的网络终端设备、网络连接设备的连接状态对网络拓扑进行生成、更新等管理；管理控制端可以运行在网络中的一个服务器上。

下面结合附图对本发明做进一步的描述。

设定网络中的网络终端设备、网络连接设备、管理控制端都支持UpnP。

网络终端设备、网络连接设备接入网络的网络拓扑主动发现方法如附图1所示。

图1中，在步骤1，网络终端设备、网络连接设备接入网络时，通常需要通过DHCP(动态主机配置协议)客户端或IP(网际协议)寻址功能获取IP地址。

到步骤2，网络终端设备和网络连接设备在获取了IP地址后就可以通过PING和基于ARP(地址解析协议)的请求报文等方法得到与其直接连接的网络设备的设备信息，将得到的与其直接连接的网络设备的设备信息进行封装并将其加入网络终端设备、网络连接设备自身的设备描述信息中。

到步骤3，网络终端设备、网络连接设备通过判断得知接入网络时，主动多播基于UpnP的发现消息将它包含的设备和服务通知网络中的其他设备。

到步骤4，管理控制端接收网络终端设备、网络连接设备传输来的基于UpnP的发现消息，根据发现消息中承载的URL(统一资源定位地址)将基于HTTP的GET请求消息传输至发送发现消息的网络终端设备、网络连接设备。

到步骤5，网络终端设备、网络连接设备接收到GET请求消息后，将其存储的设备描述信息传输至管理控制台。

到步骤6，管理控制端接收传输来的设备描述信息，从中提取与网络终端设备、网络连接设备直接连接的网络设备的设备信息，根据提取的这些信息将网络终端设备、网络连接设备加入网络拓扑中，以以更新网络中各网络设备的相互连接关系。

设定网络中的网络终端设备、管理控制端支持UpnP，网络连接设备不支持UpnP。

网络终端设备、网络连接设备接入网络的网络拓扑主动发现方法如附图2所示。

图2中，在步骤1，网络终端设备、网络连接设备接入网络时，通常需要通过DHCP客户端或IP寻址功能获取IP地址。

到步骤2，网络终端设备和网络连接设备在获取了IP地址后就可以通过PING和ARP等方法获取与其直接连接的网络设备的设备信息，将获取的与其直接连接的网络设备的设备信息进行封装并将其加入网络终端设备、网络连接设备自身的设备描述信息中。

到步骤3，网络终端设备通过判断得知接入网络时，支持UpnP的网络终端设备通过主动多播基于UpnP的发现消息将它包含的设备和服务通知网络中的其他设备。

到步骤4，管理控制端接收网络终端设备传输来的基于UpnP的发现消息，根据发现消息中承载的URL将基于HTTP的GET请求消息传输至发送发现消息的网络终端设备。

到步骤5，网络终端设备接收到GET请求消息后，将其存储的设备描述信息传输至管理控制台。

到步骤6，管理控制端接收传输来的设备描述信息，从中提取与网络终端设备直接连接的网络设备的设备信息，管理控制端判断提取的这些信息中是否包含新的网络连接设备，即判断设备信息中是否包含现有的网络拓扑中没有标识的新接入的网络连接设备，如果设备信息中包含新接入的网络连接设备，管理控制端运行基于网桥生成树以太网自动拓扑发现方法来发现当前网络中的网络连接设备的拓扑，并根据收到的当前活者的网络终端设备的设备信息把网络终端设备的一个个加入网络连接设备的拓扑，如果设备信息中不包含新接入的网络连接设备，则把网络终端设备加入网络拓扑中。

设定网络中的网络终端设备、网络连接设备、管理控制端都支持UpnP。

管理控制端接入网络时网络拓扑主动发现方法如附图3所示。

图3中，在步骤1，管理控制端通过判断得知接入网络时，管理控制端多播基于SSDP(简单服务发现协议)的发现消息，搜索网络中的所有网络终端设备、网络连接设备。

到步骤2，网络中的所有网络终端设备、网络连接设备在该标准地址监听基于SSDP的发现消息，当发现自身所含的网络设备符合基于SSDP的发现消息中的搜索条件时，将基于UpnP的发现消息传输至管理控制端。

到步骤3，管理控制端接收网络终端设备、网络连接设备传输来的基于UpnP的发现消息，根据发现消息中承载的URL将基于HTTP的GET请求消息传输至发送发现消息的网络终端设备、网络连接设备。

到步骤4，网络终端设备、网络连接设备接收到GET请求消息后，将其存储的设备描述信息传输至管理控制台。

到步骤5，管理控制端接收传输来的设备描述信息，从中提取与网络终端设备、网络连接设备直接连接的网络设备的设备信息，根据提取的这些信息以自己为起点生成网络拓扑。

设定网络中的网络终端设备、管理控制端支持UpnP，网络连接设备不支持UpnP。

管理控制端接入网络时网络拓扑主动发现方法如附图4所示。

图4中，在步骤1，管理控制端通过判断得知接入网络时，管理控制端根据基于网桥生成树的以太网自动拓扑发现方法来发现当前网络中的网络连接设备的拓扑，并存储。

到步骤2，管理控制端多播基于SSDP(简单服务发现协议)的发现消息，搜索网络中的所有网络设备。

到步骤3，网络中的所有网络设备在该标准地址监听基于SSDP的发现消息，当发现自身所含的网络设备符合基于SSDP的发现消息中的搜索条件时，将基于UpnP的发现消息传输至管理控制端。

到步骤4，管理控制端接收支持UpnP的网络设备传输来的基于UpnP的发现消息，根据发现消息中承载的URL将基于HTTP的GET请求消息传输至发送发现消息的网络设备。

到步骤5，网络设备接收到GET请求消息后，将其存储的设备描述信息传输至管理控制台。

到步骤6，管理控制端接收传输来的设备描述信息，从中提取与网络设备直接连接的其他网络设备的设备信息，根据提取的这些信息和其存储的网络连接设备的拓扑生成整个网络的网络拓扑。

设定网络中的网络终端设备、网络连接设备、管理控制端都支持UpnP。

网络终端设备、网络连接设备退出网络时，网络拓扑主动发现方法如附图5所示。

图5中，在步骤1，网络终端设备、网络连接设备退出网络时，多播发送退出消息。

到步骤2，管理控制端接收到退出消息后，将该网络设备从网络拓扑中删除。

管理控制端还可根据其收到的网络终端设备、网络连接设备传输来的发现消息中的时间戳实现网络拓扑发现方法，如附图5所示。

在图5中，在步骤1’，管理控制端根据接收到的网络终端设备、网络连接设备传输来的发现消息，获取发现消息中承载的时间戳，并确定时间戳过时的网络终端设备、网络连接设备。

到步骤2，将时间戳过时的网络终端设备、网络连接设备从网络拓扑中删除。

设定网络中的网络终端设备、管理控制端支持UpnP，网络连接设备不支持UpnP。

网络终端设备、网络连接设备退出网络时，网络拓扑主动发现方法如附图6所示。

图6中，在步骤1，网络终端设备退出网络时，多播发送退出消息。

到步骤2，管理控制端接收到退出消息后，将该网络终端设备从网络拓扑中删除。管理控制端判断与删除的网络终端设备直接连接的网络连接设备是否还有其他网络终端设备与之连接，如果没有网络终端设备与之连接，管理控制端根据基于网桥生成树的以太网自动拓扑发现方法来发现当前网络的网络连接设备的拓扑，并根据收到的当前活着的网络终端设备的邻接信息将当前活者的网络终端设备加入网络连接设备的拓扑，从而生成整个网络的拓扑。

管理控制端还可根据其收到的网络终端设备传输来的发现消息中的时间戳实现网络拓扑发现方法，如附图6所示。

图6中，在步骤1’，管理控制端根据接收到的网络终端设备传输来的发现消息，获取发现消息中承载的时间戳，并确定时间戳过时的网络终端设备。

到步骤2，将时间戳过时的网络终端设备从网络拓扑中删除。管理控制端判断与删除的网络终端设备直接连接的网络连接设备是否还有其他网络终端设备与之连接，如果没有网络终端设备与之连接，管理控制端根据基于网桥生成树的以太网自动拓扑发现方法来发现当前网络的网络连接设备的拓扑，并根据收到的当前活着的网络终端设备的邻接信息将当前活者的网络终端设备加入网络连接设备的拓扑，从而生成整个网络的拓扑。

本发明提供的网络连接的自适应装置如附图7所示。

在图7中，网络连接的自适应装置包括：判断模块700、发送模块710、信息获取模块720、网络拓扑更新模块730。

判断模块700，用于判断网络设备的网络连接状态是否发生变化，在网络设备发生接入或退出网络时，将接入或退出信息传输至发送模块710。

发送模块710，在接收到判断模块700传输来的接入或退出信息时，针对网络终端设备、网络连接设备、管理控制端利用上述本实施例中提到的方法多播发送基于即插即用协议的发现消息或基于SSDP的发现消息。

信息获取模块720，接收到发送模块710发送的发现消息后，针对网络终端设备、网络连接设备、管理控制端的不同，利用上述本实施例中提到的方法获取网络设备的邻接信息，并将该信息传输至网络拓扑更新模块730。

网络拓扑更新模块730，接收信息获取模块720传输来的邻接信息，并根据该信息对网络拓扑进行更新，以更新网络中各网络设备的相互连接关系。

本发明的具体实施方式中提到的网络拓扑为二层网络拓扑，本发明提供的技术方案稍加修改，如修改邻接信息中的直接连接的网络设备的设备信息，它从物理上的邻接信息变成子网层的邻接信息，进行上述修改后本发明还可很好的适用于三层等网络拓扑连接的自适应发现。在本具体实施方式中不在做具体描述。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化。

Claims (9)

1、一种网络连接的自适应方法，其特征在于，该方法包括：

当网络终端设备或网络接入设备检测到自身发生连接状态变化时，

A.所述网络终端设备或网络接入设备向自身所在网络的网络设备多播通知消息；

B.所述网络设备中的管理控制端接收到所述通知消息后，向所述网络终端设备或网络接入设备请求邻接信息；

C.所述管理控制端根据来自所述网络终端设备或网络接入设备的邻接信息，对网络拓扑进行更新；

当管理控制端检测到自身发生连接状态变化时，

a.所述管理控制端向自身所在网络的网络设备多播搜索消息；

b.所述网络设备中满足所述搜索消息中搜索条件的网络终端设备或网络接入设备，向所述管理控制端多播通知消息；

c.管理控制端接收到所述通知消息后，向所述网络终端设备或网络接入设备请求邻接信息，并根据得到的邻接信息，对网络拓扑进行更新。

2、如权利要求1所述的一种网络连接的自适应方法，其特征在于：所述网络终端设备、网络连接设备和管理控制端为支持即插即用协议的网络设备。

3、如权利要求2所述的一种网络连接的自适应方法，其特征在于，步骤A中所述多播通知消息为基于即插即用协议的发现消息；

所述步骤A进一步包括：所述网络终端设备或网络连接设备将与自身直接邻接的设备信息封装加入自身的网络设备描述信息中。

4、如权利要求3所述的一种网络连接的自适应方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

所述管理控制端接收所述基于即插即用协议的发现消息，并根据所述发现消息承载的统一资源定位地址，将基于超文本传输协议的GET请求报文传输至所述网络终端设备或网络连接设备；

所述网络终端设备或网络连接设备接收到所述基于超文本传输协议的GET请求报文后，将所述网络终端设备或网络连接设备的描述信息传输至所述管理控制端；

所述管理控制端接收所述网络设备描述信息，并从所述网络设备描述信息中获取所述直接邻接的设备信息；

所述步骤C具体包括：

所述管理控制端根据所述获取的直接邻接的设备信息，将所述网络终端设备或网络连接设备加入网络拓扑中，以更新网络中各网络设备的连接关系。

5、如权利要求4所述的一种网络连接的自适应方法，其特征在于，所述步骤C还包括：

若所述管理控制端根据接收的所述网络终端设备或网络连接设备的描述信息确定，其承载的直接邻接的设备信息中不包含在所述网络拓扑的网络连接设备，则所述管理控制端基于网桥生成树的以太网自动拓扑发现方法，确定所述网络中的网络连接设备的拓扑，并根据所述管理控制端收到的所有直接邻接的设备信息将相应的网络终端设备加入所述网络连接设备的拓扑。

6、如权利要求2所述的一种网络连接的自适应方法，其特征在于，步骤a中所述多播搜索消息为基于简单服务发现协议的发现消息。

7、如权利要求6所述的一种网络连接的自适应方法，其特征在于，步骤a所述管理控制端向自身所在网络的网络设备多播搜索消息之前，该方法还包括：

所述管理控制端基于网桥生成树的以太网自动拓扑发现方法生成所述网络中的网络连接设备的拓扑。

8、如权利要求6或7所述的一种网络连接的自适应方法，其特征在于，步骤b中所述多播通知消息为：基于即插即用协议的发现消息；

所述步骤b具体包括：

所述网络中支持即插即用协议的网络连接设备和网络终端设备接收所述基于简单服务发现协议的发现消息，多播所述发现消息；

所述步c具体包括：

所述管理控制端接收所述各发现消息，并根据其分别承载的统一资源定位地址将基于超文本传输协议的GET请求报文分别传输至所述网络中相应的网络连接设备和网络终端设备；

所述网络中相应的网络连接设备和网络终端设备接收到所述基于超文本传输协议的GET请求报文后分别将网络设备描述信息传输至所述管理控制端；

所述管理控制端根据接收的所述网络设备描述信息中承载的直接邻接的设备信息或根据所述直接邻接的设备信息与所述网络连接设备的拓扑生成所述网络的网络拓扑，以更新网络中各网络设备的连接关系。

9、如权利要求3所述的一种网络连接的自适应方法，其特征在于，所述网络终端设备或网络连接设备退出网络时，步骤A中所述多播通知消息还包括：基于即插即用协议的退出消息；

所述步骤B进一步包括：

所述管理控制端接收所述退出消息；

所述管理控制端获取与所述发送退出消息的网络终端设备直接连接的网络连接设备；

所述步骤C具体包括：

所述管理控制端根据其接收的退出消息或发现消息中承载的时间戳将发送退出消息的网络设备或时间戳过时的网络设备从所述网络拓扑中删除；

所述管理控制端根据所述获取的网络连接设备判断是否存在没有网络终端设备与之相连的网络连接设备；

存在所述没有网络终端设备与之相连的网络连接设备时，所述管理控制端基于网桥生成树的以太网自动拓扑发现方法确定所述网络连接设备的拓扑；

所述管理控制端根据其接收的所有所述网络设备描述信息获取直接邻接的设备信息和所述网络连接设备的拓扑生成所述网络的网络拓扑，以更新网络中各网络设备的连接关系。

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