CN101635645B

CN101635645B - 一种网络拓扑的管理方法及装置

Info

Publication number: CN101635645B
Application number: CN2009100916943A
Authority: CN
Inventors: 刘宗昌; 李素林; 郇昌波
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2029-08-28
Also published as: CN101635645A

Abstract

本发明公开了一种网络拓扑的管理方法，包括：从网络设备抽象出设备基类，从设备基类派生出设备派生类，设备基类和设备派生类构成设备类派生树；根据所要描述的目标网络拓扑，选择设备类派生树上的设备类，并实例化设备类，得到逻辑设备对象；为实例化得到的逻辑设备对象的属性配置属性值；为完成属性值配置的逻辑设备对象建立拓扑关系，得到映射目标网络拓扑的逻辑拓扑。本发明还公开了一种网络拓扑的管理装置。采用本发明，可以简化逻辑拓扑对网络拓扑的描述，并体现网络拓扑管理的层次性。

Description

一种网络拓扑的管理方法及装置

技术领域

本发明涉及网络拓扑领域，尤其涉及一种网络拓扑的管理方法及装置。

背景技术

网络拓扑是指在通信网络环境中，网络设备的架构以及网络设备间的组网形式。随着科技的发展，网络设备的种类越来越多，网络规模及网络层次也越来越庞大，这些导致网络拓扑的管理难度也越来越大。如何对网络拓扑进行处理，并且描述出来的拓扑便于维护，是网络管理中关心的问题。

一般在网络拓扑处理中，会针对通信网络环境中不同的网络设备，创建对应的逻辑设备，并使用这些逻辑设备来描述网络设备以及网络拓扑。由于网络拓扑中的网络设备很多，因此需要创建的逻辑设备也名目繁多。虽然这些逻辑设备能很好地映射网络设备，但是由于网络设备之间存在很多共性，因此构建逻辑设备的过程中需要做很多重复性工作，例如，很多网络设备有共有属性，每个逻辑设备都要管理维护这些共有属性；并且，一旦一系列网络设备的某一属性发生变化，则对应这些网络设备的逻辑设备就要调整该属性，但是调整起来非常不方便，而且灵活性也差。

此外，如果一系列网络设备之间存在高低端之分、版本之分、性能之分等很多区别，而仅创建对应的逻辑设备来描述这些网络设备，则很难体现网络设备之间的关系、层次性和共性等，这样会给设备管理带来诸多不便；并且，这些网络设备之间也存在很多共有的行为和操作，而对应创建的逻辑设备也很难体现这些共有的行为和操作。

再如，在网管系统中，通常借助用户界面即操作终端来配置物理网络，或者将网络状态数据实时更新到网管系统中。针对这种应用所建立的逻辑拓扑，虽然能很好地映射物理网络，但是由于物理网络复杂、设备种类多、配置条目也多，仅通过这种缺少层次关系及分类组织的逻辑设备以及由其构建的逻辑拓扑来处理这些事情，会带来很多操作上的不便。

另外，逻辑拓扑在映射网络拓扑时，一般都采用图形化的方式。涉及到图形化时，就不得不需要考虑逻辑设备的层次化、分类化管理，并且逻辑设备在描述网络设备时，会引入很多属性；而当逻辑设备要图形化显示时，又会增加很多与图形化显示相关联的属性，所以属性会快速膨胀，因此如果没有很好的管理策略，属性的管理维护会越来越困难。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种网络拓扑的管理方法及装置，简化逻辑拓扑对网络拓扑的描述，并体现网络拓扑管理的层次性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种网络拓扑的管理方法，包括：

从网络设备抽象出设备基类，从设备基类派生出设备派生类，设备基类和设备派生类构成设备类派生树；

根据所要描述的目标网络拓扑，选择设备类派生树上的设备类，并实例化设备类，得到逻辑设备对象；

为实例化得到的逻辑设备对象的属性配置属性值；

为完成属性值配置的逻辑设备对象建立拓扑关系，得到映射目标网络拓扑的逻辑拓扑；

其中，所述从网络设备抽象出设备基类，从设备基类派生出设备派生类具体包括：

分析网络设备所具有的属性和行为，从这些属性和行为中得出基础属性和基础行为，以及特有的、具体的属性和行为；

根据基础属性和基础行为，抽象出设备基类；

根据特有的、具体的属性和行为，从设备基类派生出设备派生类。

其中，所述实例化设备类，得到逻辑设备对象具体包括：从设备类派生树上选择设备类，分析该设备类的属性和行为是否能够描述目标网络拓扑中的目标网络设备，如果能，则将该设备类实例化为逻辑设备对象；否则，实例化该设备类，得到逻辑设备对象，并扩展该逻辑设备对象的属性或行为，使扩展完属性或行为之后的逻辑设备对象能描述目标网络设备；或者选择该设备类的设备父类，由该设备父类派生出新的设备派生类，为该新的设备派生类配置能够描述目标网络设备的属性和行为，并实例化配置完属性和行为的该设备派生类，得到逻辑设备对象。

其中，在建立拓扑关系之后，所述方法进一步包括：将得到的逻辑拓扑组装成逻辑单元类。

一种网络拓扑的管理装置，包括：

抽象模块，用于从网络设备抽象出设备基类，从设备基类派生出设备派生类，设备基类和设备派生类构成设备类派生树；

实例化模块，用于根据所要描述的目标网络拓扑，选择设备类派生树上的设备类，并实例化设备类，得到逻辑设备对象；

属性化模块，用于为实例化得到的逻辑设备对象的属性配置属性值；及

拓扑关系建立模块，用于为完成属性值配置的逻辑设备对象建立拓扑关系，得到映射目标网络拓扑的逻辑拓扑；

其中，抽象模块具体用于：

根据基础属性和基础行为，抽象出设备基类；

其中，所述装置进一步包括：设备类派生树管理模块，用于管理设备类派生树上设备类的继承关系。

其中，所述装置进一步包括：逻辑设备对象容器，用于管理逻辑设备对象以及属性化模块配置的属性数据。

其中，所述装置进一步包括：逻辑拓扑管理模块，用于管理拓扑关系建立模块构建的逻辑拓扑。

其中，所述装置进一步包括：逻辑拓扑组装模块，用于将拓扑关系建立模块构建的逻辑拓扑组装成逻辑单元类。

由以上技术方案可以看出，通过采用面向对象的方法，将复杂的网络设备进行归纳分类，构建出设备类派生树，实现了逻辑设备的层次化、模块化管理，并提供给使用者不同视角、不同层次的关注点，从而简化网络拓扑的管理。该设备类派生树可以应用于不同逻辑拓扑的构建，因此重用性好。而且，根据设备派生树实例化得到的逻辑设备对象，具有很好的层次化结构，并且内聚性好、复用性高，可方便众多属性数据的配置管理。此外，由这些逻辑设备对象构建的逻辑拓扑可以详细的描述(即映射)网络拓扑，且易于使用和维护。该逻辑拓扑又可被组装然后用于构建更复杂的逻辑拓扑。

附图说明

图1为本发明网络拓扑的管理方法的流程示意图；

图2为本发明采用面向对象的方法生成的设备类派生树的结构示意图；

图3为本发明网络拓扑的管理装置的结构示意图；

图4为本发明部分城域网拓扑图；

图5为本发明根据城域网拓扑图生成的设备类派生树的结构示意图；

图6为本发明根据图5所示的设备类派生树构建的逻辑拓扑图。

具体实施方式

本发明网络拓扑的管理方法的基本思想是：采用面向对象的抽象、继承、封装等方法来实现逻辑设备到网络设备的映射。

如图1所示，本发明网络拓扑的管理方法包括以下步骤：

步骤101，从网络设备抽象出设备基类，从设备基类派生出设备派生类，设备基类和设备派生类构成设备类派生树。

该步骤的具体实施过程包括：

步骤101a，分析网络设备所具有的属性和行为，从这些属性和行为中得出基础属性和基础行为，以及特有的、具体的属性和行为；

步骤101b，根据基础属性和基础行为，抽象出设备基类，设备基类实现基础属性和基础行为的管理；

步骤101c，采用面向对象的继承方法，根据特有的、具体的属性和行为，从设备基类派生出设备派生类，设备派生类实现特有的、具体的属性和行为的管理。

其中，从设备基类派生出设备派生类，至少包括以下步骤：

从设备基类直接派生出设备派生类，该设备派生类称为第一层次的设备派生类；

还可以包括以下步骤：

采用面向对象的继承方法，从第一层次的设备派生类派生出第二层次的设备派生类，即可以采用迭代的方法派生出更多层次的设备派生类。

其中，是否需要派生，取决于当前构建的设备类派生树是否能够反映网络拓扑。

图2示出了一种设备类派生树的结构，如图2所示，从网络设备抽象出设备基类；再由设备基类派生出X个设备派生类，分别称为设备派生类1、设备派生类2、......、设备派生类X；同理，设备派生类1又可派生出设备派生类1-1和设备派生类1-2，设备派生类X又可派生出设备派生类X-1和设备派生类X-2。其中，设备派生类1至X为第一层次的设备派生类，设备派生类1-1、1-2、X-1和X-2为第二层次的设备派生类。

步骤101c是采用面向对象的“一般-具体”的方法，从设备基类派生出更多的设备派生类，以实现对网络设备更具体的描述。

这里，将设备基类和设备派生类统称为设备类。另外，这里再一下介绍下文将涉及到的两个技术名词：设备父类和设备子类。设备父类指被派生的设备类，可以为设备基类，也可以为设备派生类；设备子类指派生出的设备类，设备子类为设备派生类。

其中，对上述属性的管理，采用可继承的属性表示方法，具体包括以下原则：

一、设备基类具有基础属性，基础属性用于说明网络设备所共有的性质，如设备标识、设备类型、厂商信息或规格型号等；这些基础属性为所有设备派生类所共有；

二、设备派生类继承自设备基类，在具有设备基类的基础属性的同时，设备派生类还具有自身的属性；

三、对于派生出的任何设备子类，存在一条继承链，该设备子类具有该继承链上所有设备父类的属性。

其中，对上述行为的管理，采用多态的行为表示方法，具体包括以下原则：

一、设备基类具有基础行为，基础行为用于说明网络设备所共有的行为或操作，如启动、中止或状态更新等；

二、设备派生类继承自设备父类，该设备父类可以为设备基类或设备派生类，在继承设备父类的行为或操作的同时，设备派生类也可以具有自身的行为或操作；

三、设备派生类对外界请求(该请求可以为消息或命令)的响应采用多态模式，即对于同一请求的响应，可以是自身的行为处理，也可以是父类的行为处理，或兼而有之，这取决于设备派生类自身的请求响应处理机制；

四、设备派生类的请求响应处理机制，采用面向对象的多态方法；该处理机制具体为：当设备父类的行为接口被定义为虚操作即虚接口时，则可以被设备派生类重写，从而实现设备派生类以自身的处理机制响应外界请求。

步骤102，根据所要描述的目标网络拓扑，选择设备类派生树上的设备类，并实例化设备类，得到逻辑设备对象。所述逻辑设备对象对应目标网络拓扑中的网络设备。

以图2所示的设备类派生树为例，根据所要描述的目标网络拓扑，选择设备类派生树上的设备类具体是指：如果要描述非常概括的网络拓扑，则可以通过实例化设备基类，再通过下文将描述的步骤103～104来实现；如果要描述更详细一些的网络拓扑，则可以通过实例化第一层次的设备派生类，再通过下文将描述的步骤103～104来实现；如果要描述详尽的网络拓扑，则可以通过实例化第二层次的设备派生类，再通过下文将描述的步骤103～104来实现。

其中，对设备派生类进行实例化的过程具体为：

从设备类派生树上选择一个设备类，分析该设备类的属性和行为是否能够描述目标网络拓扑中的目标网络设备，如果能，则将该设备类实例化为逻辑设备对象；否则，存在以下两种处理方式：一、实例化该设备类，得到逻辑设备对象，并通过扩展即自定义的方法扩展该逻辑设备对象的属性或行为，使扩展完属性或行为之后的逻辑设备对象能描述目标网络设备；或者，二、选择该设备类的设备父类，由该设备父类派生出一个新的设备派生类，为该新的设备派生类配置能够描述目标网络设备的属性和行为，并实例化配置完属性和行为的该设备派生类，得到逻辑设备对象，用该逻辑设备对象描述目标网络设备。在实际应用中，使用者可以结合自身实际情况选择上述两种处理方式中的任意一种。

步骤103，为实例化得到的逻辑设备对象的属性配置属性值，使逻辑设备对象更加全面地映射网络设备。

逻辑设备对象都具有属性，如设备名称、规格等，但此时还未配置其设备名称具体是什么，规格具体是什么，步骤103即为解决这个问题而设。

该步骤配置属性值具体包括以下原则：

一、实例化设备派生类得到的逻辑设备对象，具有继承链上的所有属性。在配置属性值之后，属性采用“属性键+属性值”的形式描述，例如“ip＝192.1.168.1”，其中，“ip”为属性键，“192.1.168.1”为属性值；

二、实例化设备派生类得到的逻辑设备对象，具有一系列的属性，这些属性用来描述目标网络设备；其中，一个属性键对应一个属性值，并且属性键是继承链上唯一的；

三、实例化设备派生类得到的逻辑设备对象，具有设备父类定义的属性和设备派生类自身定义的属性；因此，逻辑设备对象可以使用父类属性值，也可以重配置父类属性值；

四、采用面向对象的封装方法，属性数据封装于对象统一管理，其中，属性数据指属性及其具体取值，在这里即指属性键和属性值；另外还提供外界统一管理的属性管理接口。

步骤104，为完成属性值配置的逻辑设备对象建立拓扑关系，得到映射目标网络拓扑的逻辑拓扑。

网络设备间的连接关系，即拓扑关系，采用面向对象的方法来处理该连接关系，具体地说，当一个网络设备与另一网络设备存在连接关系时，体现在逻辑拓扑上则是实例化的两个逻辑设备对象存在拓扑关系。

另外，网络设备间的连接关系一般通过端口发生，而实例化的逻辑设备对象也具有端口的属性，因此，逻辑设备对象的拓扑关系可以通过端口来建立。

进一步地，上述方法进一步包括：将得到的逻辑拓扑组装成逻辑单元类。该逻辑单元类可以用于构建新的逻辑拓扑，具体地说：

将得到的逻辑拓扑组装成一个独立的逻辑单元类，并定义该逻辑单元类的基本属性，如名称、功能或对外公布的接口等；

实例化该逻辑单元类，得到逻辑单元对象，并将该逻辑单元对象用于构建新的逻辑拓扑。在该新的逻辑拓扑中，即可以使用逻辑单元对象对外公布的信息。新的逻辑拓扑是比步骤104得到的逻辑拓扑更为复杂的逻辑拓扑。

为实现上述方法，本发明相应提供一种网络拓扑的管理装置，如图3所示，该装置包括：抽象模块10、实例化模块20、属性化模块30及拓扑关系建立模块40。

抽象模块10，用于从网络设备抽象出设备基类，从设备基类派生出设备派生类，设备基类和设备派生类构成设备类派生树。

实例化模块20，用于根据所要描述的目标网络拓扑，选择设备类派生树上的设备类，并实例化设备类，得到逻辑设备对象。

属性化模块30，用于为实例化得到的逻辑设备对象的属性配置属性值；配置了属性值的逻辑设备对象才实现了对网络设备的真实描述。

属性化模块还具有属性扩展功能，即，逻辑设备对象使用者根据“属性键+属性值”的形式创建新的属性，并配置属性值。

拓扑关系建立模块40，用于为完成属性值配置的逻辑设备对象建立拓扑关系，得到映射目标网络拓扑的逻辑拓扑。

该装置进一步包括设备类派生树管理模块50，用于管理设备类的继承关系，具体包括，用于设备子类和设备父类之间的属性与行为的继承管理。设备类派生树管理模块50还具有属性扩展、行为扩展、行为定义等功能，在此不一一详述。此外，设备类派生树管理模块50还可以将设备类序列化到文件，以实现设备类派生树的持久性；相应地，设备类派生树也可以从文件解析出来。

该装置进一步包括逻辑设备对象容器60，用于管理逻辑设备对象以及属性化模块30配置的属性数据。管理逻辑设备对象，具体地说是指，逻辑设备对象容器60用于逻辑设备对象的创建、销毁等，并提供给逻辑设备对象使用者统一的对象访问接口。此外，逻辑设备对象容器60可以将其内的逻辑设备对象序列化到文件，以实现逻辑设备对象的持久性；相应地，逻辑设备对象也可以从文件中解析出来。

另外，属性数据也可以被序列化到文件或从文件中解析出来。

该装置进一步包括逻辑拓扑管理模块70，用于管理拓扑关系建立模块40构建的逻辑拓扑。

由上述描述可以发现，逻辑拓扑和逻辑设备对象是分开管理的，因此逻辑设备对象可以复用到不同逻辑拓扑的构建中，而逻辑拓扑的修改也不会影响逻辑设备对象的管理。

另外，逻辑拓扑可以被序列化到文件，以实现逻辑拓扑的持久性；相应地，逻辑拓扑也可以从文件中解析出来。

该装置进一步包括逻辑拓扑组装模块80，用于将逻辑拓扑组装成逻辑单元类。

以下通过一个具体实施例进一步说明网络拓扑的管理方法。

本发明网络拓扑的管理方法的基础是构建设备类派生树，且构建的基础是对网络设备或对关注的网络设备有很好的了解，如设备的功能、规格、性能指标等等。构建设备类派生树可以从一个具体的网络拓扑出发，也可以从分析诸多网络设备开始。另外，设备类派生树的构建可以是一个逐步丰满的过程，例如，可以采用需求驱动的模式，当需要增加一个设备派生类来描述网络设备时，则在设备类派生树中增加该设备派生类，逐步完善该设备类派生树。

本实施例从一个具体的网络拓扑出发来构建设备类派生树。图4为部分城域网拓扑图，该图示出了城域网核心层、城域网汇聚层、城域网接入层以及终端。城域网核心层包括核心层设备：第一、第二、第三、第四运营商核心网设备P1、P2、P3、P4；城域网汇聚层包括汇聚层设备：第一、第二运营商边缘网络设备PE1、PE2；城域网接入层包括接入层设备：第一、第二用户边缘设备CE1、CE2。终端有交换式网络电视(IPTV)、网络电话(VOIP)和测试仪。需要说明的是，实际的城域网拓扑图比图4所示的要复杂的多，这里仅示出了本实施例关注的部分。

根据城域网中的这些网络设备，抽象出一个设备基类，用于说明网络设备所具有的基础属性，如设备名称、标识、类型、规格、型号和厂商等。然后在设备基类的基础上进行派生、来描述网络拓扑中不同层面、不同定位的网络设备，例如，从设备基类派生出承载设备类和终端设备类。为了更贴切地描述网络设备，在设备派生类上继续派生，例如，从承载设备类派生出接入层设备类、汇聚层设备类和核心层设备类，并配置这些设备派生类特有的属性，如性能指标、吞吐量、业务支持和安全策略控制等；从终端设备类派生出IPTV设备类、VOIP设备类、测试仪设备类和宽带设备类等，并配置这些设备派生类特有的属性，如用户群等。经过上述过程构建的设备类派生树如图5所示。由以上描述可知，不管网络拓扑多么复杂，设备种类多么繁多，通过一个迭代派生的过程，可以逐渐丰富设备类派生树，这样，对网络拓扑的描述也会越来越容易。

图5所示的设备类派生树，足以能够描述图4所示的网络拓扑。因此，接着实例化设备派生类，得到逻辑设备对象。

从设备类派生树选择核心层设备类并对其进行实例化，得到P1对象、P2对象、P3对象、P4对象，分别映射核心层设备P1、P2、P3、P4；

从设备类派生树选择汇聚层设备类并对其进行实例化，得到PE1对象、PE2对象，分别映射汇聚层设备PE1、PE2；

从设备类派生树选择接入层设备类并对其进行实例化，得到CE1对象、CE2对象，分别映射接入层设备CE1、CE2；

从设备类派生树选择终端设备子类并对其进行实例化，得到IPTV对象、VOIP对象、测试仪设备对象、分别映射终端IPTV、VOIP、测试仪；其中，IPTV设备类、VOIP设备类、测试仪设备类和宽带设备类统称为终端设备子类。

通过上述实例化过程，得到足以映射网络设备的逻辑设备对象，接着对逻辑设备对象的属性配置属性值，使逻辑设备对象可以充分、全面地映射网络设备。例如，为逻辑设备对象配置基础属性的属性值，如设备名称、标识、类型等具体是什么；以及为逻辑设备对象配置自身特有的属性的属性值，如性能指标、吞吐量、业务支持、安全策略控制等具体是什么。

此时，配置完属性值的逻辑设备对象已经可以充分描述网络设备。因此，最后为这些逻辑设备对象建立拓扑关系，从而构建出足以映射网络拓扑的逻辑拓扑。网络设备间的连接关系可以通过逻辑设备对象间的拓扑关系实现。例如，核心层设备P1、P2、P3、P4用于构建核心网，则可以建立P1对象、P2对象、P3对象、P4对象间的拓扑关系来映射核心网架构。

由上述过程构建的逻辑拓扑如图6所示，可以充分映射图4所示的网络拓扑。

上述实施例简单阐述了构建逻辑拓扑的方法和流程，总结起来包括：构建设备类派生树、实例化设备类、配置属性值和构建拓扑关系。在实际应用中，逻辑拓扑的构建过程不一定需要完全按照这些步骤进行，因为有些数据一旦建立起来可以被直接使用。具体地说，首先，设备类派生树是逐步完善、易重用的资源，一旦建立起来并逐步稳定，在后期构建逻辑拓扑时可以被直接使用；其次，实例化得到的逻辑设备对象，其很多属性已经配置完善，且由于逻辑设备对象与逻辑拓扑的处理是独立的，因此逻辑设备对象可以参与到其他逻辑拓扑的构建中；最后，构建的逻辑拓扑可以作为一个独立的逻辑单元类，参与到更为复杂的逻辑拓扑的构建中，从而可以进一步提高资源的重用率，并使得构建的逻辑拓扑容易维护。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

1.一种网络拓扑的管理方法，其特征在于，包括：

为实例化得到的逻辑设备对象的属性配置属性值；

根据基础属性和基础行为，抽象出设备基类；

2.根据权利要求1所述的网络拓扑的管理方法，其特征在于，所述实例化设备类，得到逻辑设备对象具体包括：从设备类派生树上选择设备类，分析该设备类的属性和行为是否能够描述目标网络拓扑中的目标网络设备，如果能，则将该设备类实例化为逻辑设备对象；否则，实例化该设备类，得到逻辑设备对象，并扩展该逻辑设备对象的属性或行为，使扩展完属性或行为之后的逻辑设备对象能描述目标网络设备；或者选择该设备类的设备父类，由该设备父类派生出新的设备派生类，为该新的设备派生类配置能够描述目标网络设备的属性和行为，并实例化配置完属性和行为的该设备派生类，得到逻辑设备对象。

3.根据权利要求1或2所述的网络拓扑的管理方法，其特征在于，在建立拓扑关系之后，所述方法进一步包括：将得到的逻辑拓扑组装成逻辑单元类。

4.一种网络拓扑的管理装置，其特征在于，包括：

其中，抽象模块具体用于：

根据基础属性和基础行为，抽象出设备基类；

5.根据权利要求4所述的网络拓扑的管理装置，其特征在于，所述装置进一步包括：设备类派生树管理模块，用于管理设备类派生树上设备类的继承关系。

6.根据权利要求4所述的网络拓扑的管理装置，其特征在于，所述装置进一步包括：逻辑设备对象容器，用于管理逻辑设备对象以及属性化模块配置的属性数据。

7.根据权利要求4所述的网络拓扑的管理装置，其特征在于，所述装置进一步包括：逻辑拓扑管理模块，用于管理拓扑关系建立模块构建的逻辑拓扑。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的网络拓扑的管理装置，其特征在于，所述装置进一步包括：逻辑拓扑组装模块，用于将拓扑关系建立模块构建的逻辑拓扑组装成逻辑单元类。