CN102946327B

CN102946327B - 交换机管理系统的拓扑生成方法

Info

Publication number: CN102946327B
Application number: CN201210502854.0A
Authority: CN
Inventors: 胡强
Original assignee: SHENZHEN NETCORE INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: Wangshi Technology Co ltd
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2015-12-23
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: CN102946327A

Abstract

本发明公开了一种交换机管理系统的拓扑生成方法，属于网络技术领域。本发明中系统首先进行初始化处理，系统获取初始设定的信息，该信息包括管理分组以及交换机的管理状态、管理角色、优先级、IP地址和MAC地址，然后各交换机基于IPstack协议进行设备识别、设备竞争和私有IP地址分配，最后再基于LLDP协议实现链路状态显示。通过以上方法，本发明能够快速完成拓扑生成，并且能够将整个网络链路状态信息完整显示出来，克服了现有技术中形成拓扑时间长，并且还无法完整显示网络链路状态信息的缺陷，适合推广使用。

Description

交换机管理系统的拓扑生成方法

技术领域

本发明涉及网络技术领域，具体地讲，涉及交换机管理系统的拓扑生成方法。

背景技术

随着网络技术的飞速发展，越来越多的交换机被加入到网络中，从而使得交换机管理系统的配置愈加复杂，导致统一管理网络的难度大大增加。现有的交换机管理系统大多采用标准的SNMP（SimpleNetworkManagementProtocol，简单网络管理协议）等公共协议来管理交换机管理设备。然而由于SNMP等标准协议自身的局限性造成网络拓扑的生成时间较长，而且显示的网络链路信息不够完善，使其远远达不到有效、统一管理网络的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中采用SNMP等公共协议来管理交换机管理系统导致网络拓扑的形成过程时间较长并且显示的网络链路信息不够完善的缺陷，提供一种基于LLDP（LinkLayerDiscoveryProtocol，链路层发现协议）协议和IPstack协议共同配合实现交换机管理系统的拓扑生成方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

交换机管理系统的拓扑生成方法，通过以下步骤实现：

P1.交换机管理系统进行初始化处理，获取初始设定的信息，该信息包括管理分组以及交换机的管理状态、管理角色、优先级、IP地址和MAC地址；

P2.本系统包括至少两个交换机，各交换机基于IPstack协议进行交换机设备识别、交换机设备竞争和私有IP地址分配；

P3.基于LLDP协议实现链路状态显示。为了进行交换机设备识别、交换机设备竞争和私有IP地址分配，所述步骤P2的具体实现步骤如下：

P201.管理角色分为Master和Slave，首先管理角色为Master的交换机广播Hello报文，启动计时器；

P202.交换机接收Hello报文，进行分组判断，判断报文发送交换机管理分组名称是否一致，若一致，则执行下一步，反之，则丢弃该报文；

P203.同一分组的交换机查看Hello报文发起方的管理角色，按照本机当前的管理角色进行操作：如果本机管理角色是Master，加入设备表，重新竞选管理角色Master，执行步骤P204；如果本机管理角色是Slave，更新设备表，执行步骤P205；

P204.管理角色为Master的交换机进行竞争，依次根据交换机设备优先级值以及MAC地址值进行设备竞争，如果竞争失败，则自动将自身管理角色设为Slave，删除其IP地址，并且停止发送Hello报文；如果竞争胜出，则继续发送Hello报文；

P205.管理角色为Slave的交换机进行私有IP地址分配，完成拓扑的生成。

所述步骤P205进行私有IP地址分配，执行如下步骤，完成拓扑生成：

P205(1).管理角色为Slave的交换机收到Master发送的Hello报文；

P205(2).管理角色为Slave的交换机查看有无自己的IP地址，无则执行下一步，反之，返回一个Hello回复报文；

P205(3).发送请求提供IP地址的Send_offer_IP报文至Hello报文发起方；

P205(4).Hello报文发起方发送提供IP地址的Ack_offer_IP报文；管理角色为Slave的交换机设备收到Ack_offer_IP报文，设置本机IP地址为报文中提供的IP地址。

作为优选，所述步骤P201中发送Hello报文后启动计时器的时间由手动进行设置或默认为1秒。

为了更好的实现本发明，所述步骤P204中所述管理角色为Master的交换机进行竞争的比较准则包括以下几点：

a．首先比较优先级值，值越小优先级越高；

b．在优先级值相等的情况下，再比较MAC地址值，值越小优先级越高。

进一步的，所述步骤P205中是由管理角色为Slave的交换机自动分配私有IP地址，勿需手动配置IP地址。。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明是基于LLDP协议和IPstack协议自动生成的网络拓扑，由于现有的交换机管理系统受SNMP协议内容的局限，产生的网络拓扑较慢，例如7-8台交换机一般需要几十秒甚至几分钟的时间，而且还不能完全显示整个网络链路信息，相比而言，本发明在自动生成网络拓扑后还能够借助于交换机直观显示网络链路状态，完全能够达到高效、简单、快捷管理网络交换机的目的。

（2）本发明中的LLDP协议提供了一种标准的链路发现方式，可以将本端交换机的主要能力、管理地址、设备标识和接口标识等信息组织成不同的TLV（Type/Length/Value，类型/长度/值），并发布给自己直连的邻居，收到信息后的邻居将以标准MIB（ManagementInformationBase，管理信息库）的形式保存起来，以供网络管理系统查询及判断链路的通信状况，然而这种LLDP的缺陷在于无法完全显示整个网络节点和链路连接状况，因此为了有效的对网络中所有交换机进行识别，在本发明中提出一种IPstack协议，该协议充分利用LLDP识别到的相邻链路信息来识别网络中的设备，基于标准的LLDP协议和新所提出的Ipstack协议，该交换机系统可以快速、高效、准确地形成网络拓扑，将整个网络链路状态信息完整显示出来。

（3）本发明中通过IPsatck协议进行交换机设备识别、交换机设备竞争和私有IP地址分配，实现拓扑的完全自动生成，具有生成速度快、生成方式简单的特点，具有突出的实质性特点和显著的进步。

附图说明

图1为本发明交换机管理系统实现流程图。

图2为本发明拓扑生成方法流程图。

图3为本发明交换机识别、竞争、地址分配流程示意图。

图4为本发明交换机管理系统拓扑生成展现图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例1

本实施例为交换机管理系统的实现方法，其主要过程如图1所示。其中本实施例中共有6个交换机组成交换机管理系统，这6个交换机分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6，其中S1、S2、S3、S4为管理组1，S5、S6为管理组2，且S1、S2和S4的管理角色为Master，S3的管理角色为Slave，且该系统仅具有一个公有的IP地址：109.223.223.112，管理员通过该地址对各交换机进行配置。

第一步：交换系统启动后，进行拓扑生成，图2为本发明拓扑方法流程，依次执行如下步骤完成拓扑的生成：

P1.进行系统的初始化处理，交换机获得初始设定的信息，该信息包括管理分组以及交换机的管理状态、管理角色、优先级、IP地址和MAC地址，其中各交换机的初始信息如表1：

表1

名称

设备类型

管理分组

管理角色

优先级

IP地址

Mac地址

S1

1824CF

1

Master

1

109.223.223.112

22:22:22:22:18:24

S2

1824CF

1

Master

1

109.223.223.112

02:10:18:63:3D:22

S3

1824CF

1

Slave

10

无

00:22:22:00:00:28

S4

1324MF

1

Master

2

109.223.223.112

08:00:22:22:22:22

S5

1824CF

2

Slave

10

无

08:00:46:18:1B:9F

S6

1324MF

2

Master

1

109.223.223.112

08:00:C0:A2:FF:29

P2.如图3所示各交换机基于IPstack协议进行交换机识别、竞争和私有IP地址分配：

P201.管理角色为Master的交换机S1先为自己分配私有IP地址192.168.89.1，然后发送Hello报文，最后启动计时器等待下次发送Hello报文，计时器的时间默认为1秒，其中Hello报文内容见表2：

表2

类型	字段	取值/说明
			1	IPSTACK_FLAG_HELLO	固定值
2	IP Address	192.168.89.1
			3	Mac Address	22:22:22:22:18:24
4	Switch Type	1824CF
			5	Switch Name	S1
6	Cluster Name	1
			7	Cluster Role	Master
8	Hello-Time	1
			9	Priority	1

P202.交换机接收Hello报文；S1首先收到来自S2、S4和S6的Hello回复报文，判断他们的管理分组名称是否一致，由于S6的管理分组为2，与其他不同，故丢弃S6发送的Hello报文；

P203.S1判断S2和S4的角色为Master，故将S2和S4加入设备表，重新竞选Master并执行步骤P204，同时判断S3的管理角色是Slave，则更新设备表；

P204.依次根据交换机优先级值以及MAC地址值进行交换机设备竞争，由于首先比较优先级值，值越小优先级越高；在优先级值相等的情况下，再比较MAC地址值，值越小优先级越高；

由于S1的优先级值小于S4，因此S1的优先级比S4高，S1的管理角色仍为Master；S1和S2的优先级值相同，但S2的Mac地址小于S1，因此S1竞争失败，将自己的管理角色设置为Slave，删除IP地址，取消计时器；最终整个网络中S2竞争成功，成为Master节点因此S2继续发送Hello报文；

接着S1的角色变为Slave，执行Slave操作：

P205.S1停止发送Hello报文，删除IP地址，等待接收Hello报文；

P206.S1收到S2发送的Hello报文，发现S2管理角色为Master，查看有没有自己的IP地址，若有，回复Hello报文，若无，则向S2发送请求分配IP地址的Send_offer_IP报文，并执行下一步；其中，Send_offer_IP报文内容如下：

表3

类型	字段	取值
			1	IPSTACK_FLAG_OFFER_IP	固定值
2	IP Address	无
			3	Mac Address	22:22:22:22:18:24
4	Switch Type	1824CF
			5	Switch Name	S1
6	Cluster Name	1
			7	Cluster Role	Slave
9	Priority	1

P207.S2收到请求分配IP地址Send_offer_IP的报文后，回复请求Ack_offer_IP报文，分配私有的IP地址给S1，S1设置该地址为本机IP地址；

同时角色为Slave的交换机S3和S4分别执行和S1相同的操作，即执行分配私有IP的过程。

本次交换机识别、竞争和IP地址分配完成后，便完成交换机管理系统的拓扑生成。

P3.基于LLDP协议实现链路状态显示，此时本发明在自动生成网络拓扑后还能够借助于交换机直观显示网络链路状态，完全能够达到高效、简单、快捷管理网络交换机的目的，其中图4即为本发明交换机管理系统拓扑生成展现图。

第二步：对指定交换机进行配置；

第三步：对特定参数进行一致性分发；

第四步：对交换机不同型号版本信息进行识别和批量升级。

其中第二步、第三步和第四步均为现有技术，因此不在本实施例中做过多说明。

实施例2

与实施例1的区别在于，步骤P201中计时器的时间为手动设置，其余实现方式相同。

按照上述实施例，便可很好的实现本发明。

Claims

1.交换机管理系统的拓扑生成方法，其特征在于，通过以下步骤实现：

P2.本系统至少包含两个交换机，各交换机基于IPstack协议进行交换机设备识别、交换机设备竞争和私有IP地址分配；

P3.基于LLDP协议实现链路状态显示；

所述步骤P2的具体实现步骤如下：

2.根据权利要求1所述的交换机管理系统的拓扑生成方法，其特征在于，所述步骤P205进行私有IP地址分配，执行如下步骤，完成拓扑生成：

P205(1).管理角色为Slave的交换机收到Master发送的Hello报文；

3.根据权利要求1或2所述的交换机管理系统的拓扑生成方法，其特征在于，所述步骤P201中发送Hello报文后启动计时器的时间由手动进行设置或默认为1秒。

4.根据权利要求3所述的交换机管理系统的拓扑生成方法，其特征在于，所述步骤P204中所述管理角色为Master的交换机进行竞争的比较准则包括以下几点：

a．首先比较优先级值，值越小优先级越高；

5.根据权利要求4所述的交换机管理系统的拓扑生成方法，其特征在于，所述步骤P205中是由管理角色为Slave的交换机自动分配私有IP地址，勿需手动配置IP地址。