CN101534216A - 基于拓扑桶算法的自动拓扑实现方法 - Google Patents

基于拓扑桶算法的自动拓扑实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于拓扑桶算法的自动拓扑实现方法,属于计算机网络管理领域,尤其适用于以太网交换机的网络拓扑管理。解决了广域、自动拓扑快速形成的技术难题。本发明在拓扑种子桶中任选一个网络设备作为种子网元,向种子网元发送查询设备邻接关系的报文,获取设备邻接关系,并将查询到的邻接设备加入到临时拓扑队列,在拓扑面板依次创建网元,设备图标,并建立拓扑关系;将临时拓扑队列中的设备与已拓扑桶中设备、拓扑种子桶比较后;依次从待拓扑队列中,取出邻接设备作为种子网元,不断搜索和循环,直至临时拓扑队列、待拓扑队列、拓扑种子桶为空时拓扑完成拓扑。采用本发明的技术方案具有效率高、灵活性高、精确度高等优点,且拓扑较为直观。

Description

基于拓扑桶算法的自动拓扑实现方法
技术领域
本发明涉及计算机网络管理领域,更具体地说,涉及一种以太网交换机基于网段或网元自动发现网元、识别网元、识别网元间连接关系并自动连线的网络拓扑管理的实现方法。
背景技术
自动网络拓扑技术广泛的应用到局域网内,但在一个城域监控网络中,被监控的对象和监控后台不在同一个子网中;如何能在网管站自动形成拓扑结构,并能快速的形成网络连接,方便网络管理人员管理和发现网络故障变得尤为重要。因为若采用人工建立拓扑关系,当网络中节点达到几百个甚至上千个数量,人工快速建立网络拓扑,是完全不可能的。目前基于网络层的自动拓扑技术已经比较成熟,但是一般的自动发现技术,只能找到相关的设备,不能对相关的设备之间的连接关系进行细分,不能清楚的在网管站实现清晰的拓扑结构。检索到的一些方法通过标准的MIB库来实现网络拓扑,其拓扑可能会导致不精确。为了解决以上问题,本发明采用了基于网段或网元的实现方法,通过LLDP协议来实现精确拓扑关系,得到的拓扑关系为精确拓扑,另外提高了效率;解决了广域、自动拓扑快速形成的技术难题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足,提供一种简单、快速、高效的基于网段或网元自动拓扑的实现方法。利用该种方法可以自动探测整个网络,发现网元及网元间的连接关系,并进行拓扑连线。
本发明的技术方案是:
本发明通过LLDP协议及采用广度优先算法来实现精确拓扑关系,得到的拓扑关系为精确拓扑,并且大大提高拓扑效率;
具体包括以下步骤:
a、以指定网段或网元作为搜索目标,向网段内所有IP地址发送指定次数请求报文,在指定时间里等待回应,如果得到回应,证明网元存在,将其存储在拓扑种子桶中,如果得不到回应,证明网元不存在,不做任何处理;
b、通过向拓扑种子桶中的网元发送查询报文,如果得到响应,证明其为网络设备,根据返回值与设备类型数据库比较获得设备类型,如果没有得到响应,将网元设备类型设置为其他设备;
c、在拓扑种子桶中任选一个网络设备作为种子网元,根据设备类型,匹配设备类型数据库,在拓扑面板创建网元、设备图标,并将其放入已拓扑桶中;
d、向种子网元发送查询设备邻接关系的报文,获取设备邻接关系;并将查询到的邻接设备加入到临时拓扑队列,在拓扑面板依次创建网元,设备图标,并建立拓扑关系;
e、将临时拓扑队列中的邻接设备与已拓扑桶中设备匹配,如果在已拓扑桶中,删除该邻接设备;如果不在已拓扑桶中,将其加入到待拓扑队列中;然后将待拓扑队列中的邻接设备与拓扑种子桶比较,如果在拓扑队列中的邻接设备在拓扑种子桶中,将该邻接设备从拓扑种子桶中移除;
f、依次从待拓扑队列中,取出邻接设备作为种子网元,将其转移到已拓扑桶中,并执行d—f步骤,直到待拓扑队列中无邻接设备;
g、执行c-f步骤,直到拓扑种子桶中所有种子网元拓扑完成;
h、临时拓扑队列、待拓扑队列、拓扑种子桶为空时拓扑完成。
所述方法,其中,步骤a,向网段内所有IP地址发送指定次数ICMP请求报文,根据是否得到回复确定网元是否存在,从而完成网元搜索,作为初始拓扑种子网元。
所述方法,其中,将邻接设备放入到待拓扑队列中,作为网元搜索和网元拓扑的种子网元。
所述方法,其中,从待拓扑队列中任选一个网元作为种子网元,通过查询该种子网元邻接关系MIB信息,得到该种子网元邻接关系信息。
所述方法,其中,定义设备类型数据库,根据设备类型数据库定义设备类型值。
所述方法,其中,通过发送SNMP报文来识别网元,根据报文返回值来确定设备类型和邻接关系。
所述方法,其中,通过向拓扑种子桶中的网元发送MIB查询报文,OID为1.3.6.1.2.1.1.2(sysObjectID)得到设备类型。
所述方法,其中,向种子网元发送查询设备邻接关系的MIB查询报文,OID为1.3.6.1.4.1.26067.1.15.1.1.1.1.3,得到邻接设备IP地址;OID为1.3.6.1.4.1.26067.1.15.1.1.1.1.7,得到邻接设备类型;OID为1.3.6.1.4.1.26067.1.15.1.1.1.1.1,得到当前种子网元端口ID;OID为1.3.6.1.4.1.26067.1.15.1.1.1.1.5,得到邻接设备端口ID。
所述方法,其中,通过查询SNMP邻接MIB信息,可以获取邻接设备IP地址、邻接设备类型、当前种子网元端口ID、邻接设备端口ID等信息。
所述方法,其中,不断搜索和循环,直至完成网元搜索和网元拓扑。
本发明的有益效果是:本发明提供一种简单、快速、高效的基于网元或网段自动拓扑的实现方法。只需要指定网元或网段即可对增个网络进行自动探测,自动发现网元及网元间的连接关系,并进行拓扑连线。提供了一种具有效率高、较高灵活性、精确度高等优点,且拓扑较为直观的对网络的管理方式。
附图说明
图1设备类型数据库显示图;
图2基于拓扑桶算法的自动拓扑实现方法流程图;
图3拓扑效果图。
具体实施方式
本发明通过LLDP协议及采用广度优先算法来实现精确拓扑关系,得到的拓扑关系为精确拓扑,并且大大提高拓扑效率;
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
图1指示了设备类型数据库的构造,DeviceType表示设备类型值;Device表示设备类型;当设备类型是SICOM3000时对应的值为0x10001-0x10006;当设备为SICOM3000BA时对应的值为0x40001-0x40002;当设备为SICOM3024时对应的值为0x20001-0x20010;当设备为SICOM3000BA时对应的值为0x40001-0x40002;当设备为SICOM3024EX时对应的值为0x30001;依次查询;
根据查询MIB信息中的设备返回值,将该返回值与设备类型数据库中的对应,即可知道该返回值对应的设备类型。
图2指示了基于拓扑桶算法的自动拓扑实现方法流程,
1)、以指定网段或网元作为搜索目标,向网段内所有IP地址发送指定次数ICMP请求报文,在指定时间里等待回应,如果得到回应,证明网元存在,将其存储在拓扑种子桶中,如果得不到回应,证明网元不存在,不做任何处理。
2)、通过向拓扑种子桶中的网元发送SNMP的MIB查询报文,OID为1.3.6.1.2.1.1.2(sysObjectID),如果得到响应,证明其为网络设备,根据返回值与设备类型数据库比较获得设备类型,如果没有得到响应,将网元设备类型设置为其他设备;此时即已识别出了查询到的设备类型。
3)、在拓扑种子桶中任选一个通用设备作为种子网元,根据设备类型,匹配设备类型数据库,在拓扑面板创建网元、设备图标,并将其放入已拓扑桶中;
4)、向种子网元发送查询设备邻接关系的报文,获取设备邻接关系;向种子网元发送查询设备邻接关系的SNMP报文,邻接设备IP地址,OID为1.3.6.1.4.1.26067.1.15.1.1.1.1.3;邻接设备类型,OID为1.3.6.1.4.1.26067.1.15.1.1.1.1.7;当前种子网元端口ID,OID为1.3.6.1.4.1.26067.1.15.1.1.1.1.1;邻接设备端口ID,OID为1.3.6.1.4.1.26067.1.15.1.1.1.1.5。通过查询SNMP邻接MIB信息,可以获取邻接设备IP地址、邻接设备类型、当前种子网元端口ID、邻接设备端口ID等信息。并将查询到的邻接设备加入到临时拓扑队列,在拓扑面板依次创建网元,设备图标,并建立拓扑关系。
5)、将临时拓扑队列中的邻接设备与已拓扑桶中设备匹配,如果在已拓扑桶中,删除该邻接设备;如果不在已拓扑桶中,将其加入到待拓扑队列中;然后将待拓扑队列中的邻接设备与拓扑种子桶比较,如果待拓扑队列中的邻接设备在拓扑种子桶中,将该邻接设备从拓扑种子桶中移除;依次从待拓扑队列中,取出邻接设备作为种子网元,将其转移到已拓扑桶中,并执行4)-5)步骤,直到待拓扑队列中无邻接设备;执行3)-5)步骤,直到拓扑种子桶中所有种子网元拓扑完成;不断搜索和循环,直至完成网元搜索和网元拓扑,临时拓扑队列、待拓扑队列、拓扑种子桶为空时拓扑完成。
图3指示了拓扑效果。
基于拓扑桶算法的自动拓扑实现方法拓扑线程表示如下:
public void run(){
       curOltId=AllRealOltCollection.getMaxOltId();
//创建指定设备
       createSpecifyOlt(strSpecifyOltIp);
//将指定设备推入notTopologyQueue
       notTopologyQueue.addLast(specifyOlt);
       while(true){
          if(notTopologyQueue.isEmpty()){
              if(!momentQueue.isEmpty()){
                  Iterator it=momentQueue.iterator();
                  while(it.hasNext()){
                     notTopologyQueue.addLast((OltObject)it.next());
                  }
                  momentQueue.clear();
              }
                  //如果notTopologyQueue和momentQueue都为空说明自动拓扑完成
   else{
                               System.out.println("Finish Automatic Topology");
                          break;
                  }
               }
               OltObject localOlt=(OltObject)notTopologyQueue.getFirst();
               if(topologyDoneQueue.contains(localOlt)){
                   notTopologyQueue.remove(localOlt);
                   continue;
               }
                   //搜索邻接设备
               findRemOlt(localOlt);
                  //完成指定设备的拓扑
                  doTopology(localOlt);
                  //从notTopologyQueue队列中删除指定设备
                notTopologyQueue.remove(localOlt);
                  //将指定设备放入topologyDoneQueue
                topologyDoneQueue.add(localOlt);
          }
      }
   //搜索邻接设备如下:
   private void findRemOlt(OltObject localOlt){
          //发送SNMP报文得到邻接信息
          StrNameValueType_ListHolder         getData
AutoTopoSnmp.getInstance().getRemInfo(localOlt);
          if(getData==null‖getData.value.length=0){
               return;
          }
          StrNameValueType[]data=getData.value;
          localSlotNum
IpAddressConver.getIntLocalSlotNumF(Integer.parseInt(data[i].values[3]));
          localPortNum
IpAddressConver.getIntLocalPortNumF(Integer.parseInt(data[i].values[3]));
          remSlotNum=IpAddressConver.getIntRemSlotNumF(data[i].values[2]);
          remPortNum=IpAddressConver.getIntRemPortNum(data[i].values[2]);
          OltObject remOlt=(OltObject)(AllRealOltCollection.getAllOltTable().get(remIp));
          int                                  result
doTopology(localOlt,remOlt,localSlotNum,remSlotNum,localPortNum,remPortNum);
   }
以上所述仅为本发明的过程及方法实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和实质之内所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1、基于拓扑桶算法的自动拓扑实现方法,通过LLDP协议及采用广度优先算法来实现精确拓扑关系,具体包括以下步骤:
a、以指定网段或网元作为搜索目标,向网段内所有IP地址发送指定次数请求报文,在指定时间里等待回应,如果得到回应,证明网元存在,将其存储在拓扑种子桶中,如果得不到回应,证明网元不存在,不做任何处理;
b、通过向拓扑种子桶中的网元发送查询报文,如果得到响应,证明其为网络设备,根据返回值与设备类型数据库比较获得设备类型,如果没有得到响应,将网元设备类型设置为其他设备;
c、在拓扑种子桶中任选一个网络设备作为种子网元,根据设备类型,匹配设备类型数据库,在拓扑面板创建网元、设备图标,并将其放入已拓扑桶中;
d、向种子网元发送查询设备邻接关系的报文,获取设备邻接关系;并将查询到的邻接设备加入到临时拓扑队列,在拓扑面板依次创建网元,设备图标,并建立拓扑关系;
e、将临时拓扑队列中的邻接设备与已拓扑桶中设备匹配,如果在已拓扑桶中,删除该邻接设备;如果不在已拓扑桶中,将其加入到待拓扑队列中;然后将待拓扑队列中的邻接设备与拓扑种子桶比较,如果在拓扑队列中的邻接设备在拓扑种子桶中,将该邻接设备从拓扑种子桶中移除;
f、依次从待拓扑队列中,取出邻接设备作为种子网元,将其转移到已拓扑桶中,并执行d—f步骤,直到待拓扑队列中无邻接设备;
g、执行c-f步骤,直到拓扑种子桶中所有种子网元拓扑完成;
h、临时拓扑队列、待拓扑队列、拓扑种子桶为空时拓扑完成。
2、根据权利要求1所述的自动拓扑实现方法,其特征在于:步骤a,向网段内所有IP地址发送指定次数ICMP请求报文,根据是否得到回复确定网元是否存在,从而完成网元搜索,作为初始拓扑种子网元。
3、根据权利要求1所述的自动拓扑实现方法,其特征在于:将邻接设备放入到待拓扑队列中,作为网元搜索和网元拓扑的种子网元。
4、根据权利要求1所述的自动拓扑实现方法,其特征在于:从待拓扑队列中任选一个网元作为种子网元,通过查询该种子网元邻接关系MIB信息,得到该种子网元邻接关系信息。
5、根据权利要求1所述的自动拓扑实现方法,其特征在于:定义设备类型数据库,根据设备类型数据库定义设备类型值。
6、根据权利要求1或5所述的自动拓扑实现方法,其特征在于:通过发送SNMP报文来识别网元,根据报文返回值来确定设备类型和邻接关系。
7、根据权利要求6所述的自动拓扑实现方法,其特征在于:通过向拓扑种子桶中的网元发送MIB查询报文,OID为1.3.6.1.2.1.1.2(sysObjectID),得到设备类型。
8、根据权利要求6所述的自动拓扑实现方法,其特征在于:向种子网元发送查询设备邻接关系的MIB查询报文,OID为1.3.6.1.4.1.26067.1.15.1.1.1.1.3,得到邻接设备IP地址;OID为1.3.6.1.4.1.26067.1.15.1.1.1.1.7,得到邻接设备类型;OID为1.3.6.1.4.1.26067.1.15.1.1.1.1.1,得到当前种子网元端口ID;OID为1.3.6.1.4.1.26067.1.15.1.1.1.1.5,得到邻接设备端口ID。
9、根据权利要求1或8所述的自动拓扑实现方法,其特征在于:通过查询SNMP邻接MIB信息,可以获取邻接设备IP地址、邻接设备类型、当前种子网元端口ID、邻接设备端口ID等信息。
10、根据权利要求1所述的自动拓扑实现方法,其特征在于:不断搜索和循环,直至完成网元搜索和网元拓扑。
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