CN103457768A - 一种局域网管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种局域网管理系统，用于管理局域网中的交换设备，其中，包括连接于局域网上的管理终端，所述管理终端包括：拓扑结构管理模块，用以设定并保存待管理局域网中的交换设备形成的拓扑结构；网络参数输入模块，用以设定并保存待管理局域网的交换设备的网络参数；路径判断模块，用以根据所述拓扑结构和所述网路参数采集所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表，并根据所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表以及所述待管理局域网中传送的数据包的地址判断所述待管理局域网中传送的数据包的传送路径。其技术方案的有益效果是：操作效率高，查看全面，可靠性高，减少操作时间，操作简便。

Description

一种局域网管理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种网络管理系统，尤其涉及一种局域网管理系统及方法。

背景技术

局域网（Local Area Network，LAN）是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能，给使用者的生活和工作带来了方便。但是，局域网一旦出现故障，就有可能造成网络瘫痪，影响使用者的工作和生活。现有的局域网一般通过交换设备将计算机连接在一个局域网呢，因此，可通过分析局域网内交换机的流量路径来判断局域网故障的原因。

现有的判断流量路径的方法主要是先通过查看交换设备的MAC地址表和端口状态，再通过人为的经验分析得出不同的流量路径。当局域网中的交换设备数量很多时，需要逐一查看各个交换设备，或者通过telnet远程登录连接每个交换设备进行查看。这种判断流量路径的方法有以下缺点：

（1）操作效率低：在常规的局域网中，交换设备有几十到几百不等，每个交换设备中的MAC地址表和端口状态需要逐一进行查看，操作繁琐重复，效率必然降低。

（2）查看不全面：由于对局域网中的每个交换设备都要进行操作，难免会有遗漏现象，影响结果分析。

（3）可靠性不高：查看交换设备的MAC地址，以及端口状态，都是人工操作进行的，然后根据这些结果，分析出不同MAC地址的流量路径，难免会出现分析错误，使得判断出来的流量路径不够准确。

（4）耗费时间长：当一个较大的局域网络出现故障时，管理人员从查看所有交换设备的MAC地址到分析流量路径，会耗费相当长的时间来排查网络故障。

发明内容

针对现有的局域网交换机局域网内交换机的流量路径分析方法存在的上述问题，现提供一种旨在实现高效分析局域网内交换机的流量路径的局域网管理系统及方法。

具体技术方案如下：

一种局域网管理系统，用于管理局域网中的交换设备，其中，包括连接于局域网上的管理终端，所述管理终端包括：

拓扑结构管理模块，用以设定并保存待管理局域网中的交换设备形成的拓扑结构；

网络参数输入模块，用以设定并保存待管理局域网的交换设备的网络参数；

路径判断模块，用以根据所述拓扑结构和所述网路参数采集所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表，并根据所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表以及所述待管理局域网中传送的数据包的地址判断所述待管理局域网中传送的数据包的传送路径；

输出模块，将所述拓扑结构管理模块中保存的待管理局域网中的交换设备形成的拓扑结构和/或所述路径判断模块获得的所述待管理局域网中传送的数据包的传送路径输出。

优选的，所述路径判断模块包括数据储存单元，所述数据储存单元用以储存所述数据采集单元采集到的所述交换设备的MAC地址表。

优选的，所述路径判断模块包括判断单元，所述判断单元根据采集到的所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表以及预置策略判断所述待管理局域网中传送的数据包的传送路径。

优选的，所述路径判断模块包括判断单元，所述判断单元根据所述数据储存单元储存的所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表以及预置策略判断所述待管理局域网中传送的数据包的传送路径。

优选的，所述输出模块包括图形生成单元，所述图形生成单元用以将所述拓扑结构管理模块中保存的待管理局域网中的交换设备形成的拓扑结构生成拓扑结构图形和/或所述路径判断模块获得的所述待管理局域网中传送的数据包的传送路径生成传送路径图形后输出。

优选的，所述路径判断模块通过SNMP协议采集所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表。

一种局域网管理方法，用于管理局域网中的交换设备，其中，具体包括以下步骤：

步骤a、设定并保存待管理局域网中的交换设备形成的拓扑结构；

步骤b、设定并保存待管理局域网中的交换设备的网络参数；

步骤c、根据所述拓扑结构和所述网路参数采集所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表，并根据所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表以及所述待管理局域网中传送的数据包的地址判断所述待管理局域网中传送的数据包的传送路径；

步骤d、将所述待管理局域网中的交换设备形成的拓扑结构和/或所述待管理局域网中传送的数据包的传送路径输出。

优选的，所述步骤c中，根据采集到的所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表以及预置策略判断所述待管理局域网中传送的数据包的传送路径。

优选的，所述步骤c中通过SNMP协议采集所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表。

优选的，所述预置策略的具体步骤包括：

步骤s1、判断采集到的所有MAC地址表中不同的vid与MAC地址组合的数据包流向记录的总数；

步骤s2、对步骤s1中获得的不同的vid与MAC地址组合的数据包流向记录中的每条记录逐一的判断每条数据包流向记录的数据包传送路径。

优选的，所述步骤s2中判断每条数据包流向记录的数据包传送路径的具体步骤包括：

步骤s201、找到所述拓扑结构中学习过当前的所述数据包流向记录中的vid与MAC地址组合的交换设备的端口，并将找到的所有所述端口形成一端口列表；

步骤s202、由所述端口列表中选取一端口；

步骤s203、根据所述拓扑结构判断被选中的所述端口是否为所属的交换设备用以连接其他交换设备的端口；

步骤s204、如所述步骤s203的判断结果为是，则由所述端口列表中选取一未经所述步骤s203判断过的端口，并返回所述步骤s203，否则执行步骤s205；

步骤s205、确定当前的所述端口为起始端口，所述起始端口所属的交换设备为起始设备，生成一与当前的所述数据包流向记录对应的数据包传送路径记录，并将所述起始设备和所述起始端口添加入所述数据包传送路径记录中；

步骤s206、置所述起始设备为当前设备；

步骤s207、通过所述拓扑结构查找与所述当前设备连接的所有交换设备；

步骤s208、如当前设备是起始设备则从所述步骤s207中找到的结果中选取一交换设备，否则从所述步骤s207中找到的结果中选取一与前一设备不同的交换设备；如无交换设备可供选取则确定当前设备为终结设备，并输出所述数据包传送路径记录后退出；

步骤s209、判断选取的交换设备与所述当前设备连接的端口是否在所述端口列表中；

步骤s210、如所述步骤s209的判断结果为是，则将选取的交换设备确定为数据包传送路径经过的设备，将选取的交换设备添加至所述数据包传送路径记录，选取的交换设备与所述当前设备连接的端口确定为数据包传送路径经过的端口并将选取的交换设备与当前设备连接的端口添加至所述数据包传送路径记录，并置当前设备为前一设备，选取的交换设备为当前设备后返回步骤s207；如所述步骤s209的判断结果为否则返回步骤s208。

上述技术方案的有益效果是：

（1）操作效率高：通过SNMP对每个交换设备进行统一的数据采集，大大提高了判断流量路径的效率。

（2）查看全面：通过设定的交换设备的网络参数对所有交换设备进行管理，不会出现遗漏交换设备的情况。

（3）可靠性高：通过SNMP协议读取交换设备的MAC地址表，提高了结果的可靠性

（4）减少操作时间：自动化的对交换设备进行管理，减少了人为操作与分析的时间，缩短了排查故障所需的时间。

（5）操作简便：网络管理人员只需要在设备上进行简单的配置，不需要具丰富经验的人员也可以判断出流量路径，节省了人力资源。

附图说明

图1为本发明一种局域网管理系统的结构示意图；

图2为本发明一种局域网管理方法的步骤流程图；

图3为本发明一种局域网管理方法判断待管理局域网中传送的数据包的传送路径的预置策略的步骤流程图；

图4为本发明一种局域网管理方法判断每条数据包流向记录的数据包传送路径的方法的步骤流程图；

图5为MAC地址对应的节点于SNMP协议的MIB库的树状储存结构上的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

如图1所示，本发明一种局域网管理系统，用于管理局域网中的交换设备，其中，包括连接于局域网上的管理终端，管理终端包括：拓扑结构管理模块，用以设定并保存待管理局域网中的交换设备形成的拓扑结构；网络参数输入模块，用以设定并保存待管理局域网的交换设备的网络参数；路径判断模块，用以根据拓扑结构和网路参数采集待管理局域网中的交换设备的MAC地址表，并根据待管理局域网中的交换设备的MAC地址表以及待管理局域网中传送的数据包的地址判断待管理局域网中传送的数据包的传送路径；输出模块，将拓扑结构管理模块中保存的待管理局域网中的交换设备形成的拓扑结构和/或路径判断模块获得的待管理局域网中传送的数据包的传送路径输出。

上述技术方案通过拓扑结构管理模块设定并保存待管理局域网中的交换设备形成的拓扑结构，并通过网络参数输入模块设定并保存待管理局域网的交换设备的网络参数。拓扑结构管理模块可以根据使用者输入确定待管理局域网中交换设备形成的拓扑结构，也可以自动的对连接的待管理局域网进行检测以获得交换设备的拓扑结构，拓扑结构中可包括交换设备的数量，交换设备之间的连接关系以及交换设备上具体的端口与其他交换设备的端口之间的连接关系。网络参数中可以包括需要管理的交换设备组成的交换设备组的id，以及交换设备组中的交换设备的ip地址，其中，交换设备组可以有多个，通过多个交换设备组实现对待管理局域网不同部分的区分，从而减少每个交换设备组中的交换设备的数量，以避免路径判断模块采集待管理局域网中的交换设备的MAC地址表时，以及判断待管理局域网中传送的数据包的传送路径时计算量过大导致耗时过长，当局域网发生局部故障时，也可针对发生故障的局部范围通过网络参数输入模块建立覆盖局部范围的交换设备组，从而由路径判断模块对覆盖局部范围的交换设备组成的拓扑结构进行采集和判断。拓扑结构管理模块也可以根据多个交换设备组为每个交换设备组生成一个拓扑结构信息数据，或者在同一拓扑结构上用显著的区分标识区分出处于不同交换设备组中的交换设备。在一种较优的实施方式中，输出模块可包括图形生成单元，图形生成单元用以将拓扑结构管理模块中保存的待管理局域网中的交换设备形成的拓扑结构生成拓扑结构图形和/或路径判断模块获得的待管理局域网中传送的数据包的传送路径生成传送路径图形后输出。通过输出图形化的拓扑结构既可为每个交换设备组生成一拓扑结构图形，也可在同一拓扑结构图形上以不同的颜色标示处于不同交换设备组中的交换设备。进一步的，当路径判断模块判断并获得待管理局域网中传送的数据包的传送路径后，可通过不同颜色的路径图示标识当前拓扑结构中的流量路径。

于上述技术方案基础上，进一步的，路径判断模块可通过SNMP协议采集待管理局域网中的交换设备的MAC地址表。由于通用MIB库（SNMP协议的被管理对象库）的树状结构中没有交换设备MAC地址表对应的节点，所以需要在交换设备和管理终端的系统中添加私有MIB。

私有MIB设计可通过在MIB树状结构的interface的节点后面继续定义对应MAC地址的节点来实现。SNMP协议中被管理对象是以树的节点表示的，通过OID标识引用每个被管理对象对应的节点。如图5所示，其中引用对象interface的OID标识为{1.3.6.1.2.1.2}该OID标识包含了被引用的对象所有的上层节点的信息，从而可获得与被引用对象相关的所有信息。因此设计对应MAC地址的节点时可通过设置一系列表示MAC地址表中的不同信息的上层节点，使引用MAC地址对应的节点时可获得MAC地址对应的所有信息。如可设置一个上层节点表示交换设备端口学习到|MAC地址的顺序，选取标识为13的节点作为表示MAC地址相关信息的节点号。需要说明的是，此处采用标识为13的节点仅仅是为了说明，而非对技术方案的限定，当然可以选取其他空闲的节点号。从标识为13的节点开始的下一层节点为私有定义，所以定义端口下学习到的MAC地址表（Mac add Table）的节点顺序号可以从1开始定义；每一条MAC地址表中又包含了vid号和MAC add信息，所以在MAC地址表顺序号节点的下一层定义节点1为vid，节点2为Macadd。Vid和MAC地址在同一层。可设置一个上层节点表示MAC地址对应的vid，可设置一个上层节点表示MAC地址，并以interface节点表示交换设备的端口，这样就形成了一棵子树，当将这棵子树定义在interface节点下时，MAC地址对应的节点的OID标识可以是{1.3.6.1.2.1.2.13.交换设备端口学习到的MAC地址表的顺序号.MAC地址对应的vid号/MAC地址}，以图5所示的实施例为例，MAC地址对应的节点的OID标识为{1.3.6.1.2.1.2.13.1.1/2}。其中，以13为标识的节点表示MAC地址的相关信息，即自定义的私有信息的起始节点，有关MAC地址信息都定义在以13为标识的节点下，因此从以13为标识的节点后的标识1开始就是下一层，比如表示学习MAC地址顺序号的节点可采用下一层的标识1，再一层中表示vid的节点可采用标识1，表示具体的MAC地址的节点可采用标识2。并且使表示vid的节点和表示具体MAC地址的节点在同一层上。该节点信息定义了交换设备的端口学习到MAC地址的全部信息。

于上述技术方案基础上，进一步的，路径判断模块可包括数据储存单元，数据储存单元用以储存数据采集单元采集到的交换设备的MAC地址表。

路径判断模块可包括判断单元，判断单元可根据路径判断模块采集到的待管理局域网中的交换设备的MAC地址表以及预置策略判断待管理局域网中传送的数据包的传送路径，或者，判断单元可根据数据储存单元储存的待管理局域网中的交换设备的MAC地址表以及预置策略判断待管理局域网中传送的数据包的传送路径。

于上述技术方案基础上，进一步的还可以设置发包模块，用以向待管理局域网中发送具有预定vid和MAC地址数据的数据包，以便于对待管理局域网中传送的数据包的传送路径进行分析。

本发明的技术方案中还包括一种局域网管理方法，用于管理局域网中的交换设备，其中，如图2所示，具体包括以下步骤：

步骤a、设定并保存待管理局域网中的交换设备形成的拓扑结构；

步骤b、设定并保存待管理局域网中的交换设备的网络参数；

步骤c、根据拓扑结构和网路参数采集待管理局域网中的交换设备的MAC地址表，并根据待管理局域网中的交换设备的MAC地址表以及待管理局域网中传送的数据包的地址判断待管理局域网中传送的数据包的传送路径；

步骤d、将待管理局域网中的交换设备形成的拓扑结构和/或待管理局域网中传送的数据包的传送路径输出。

上述技术方案可通过一个发包模块向待管理局域网中发送具有预设vid和MAC地址的数据包，实现对待管理局域网中传送的数据包的传送路径的分析。

在一个较优的实施例中，步骤c中，根据采集到的待管理局域网中的交换设备的MAC地址表以及预置策略判断待管理局域网中传送的数据包的传送路径。

在一个较优的实施例中，步骤c中通过SNMP协议采集待管理局域网中的交换设备的MAC地址表。

于上述技术方案基础上，进一步的，如图3所示，预置策略的具体步骤包括：

步骤s1、判断采集到的所有MAC地址表中不同的vid与MAC地址组合的数据包流向记录的总数；

步骤s2、对步骤s1中获得的不同的vid与MAC地址组合的数据包流向记录中的每条记录逐一的判断每条数据包流向记录的数据包传送路径。

于上述技术方案基础上，进一步的，如图4所示，步骤s2中判断每条数据包流向记录的数据包传送路径的具体步骤包括：

步骤s201、找到拓扑结构中学习过当前的数据包流向记录中的vid与MAC地址组合的交换设备的端口，并将找到的所有端口形成一端口列表；

步骤s202、由端口列表中选取一端口；

步骤s203、根据拓扑结构判断被选中的端口是否为所属的交换设备用以连接其他交换设备的端口；

步骤s204、如步骤s203的判断结果为是，则由端口列表中选取一未经步骤s203判断过的端口，并返回步骤s203，否则执行步骤s205；

步骤s205、确定当前的端口为起始端口，起始端口所属的交换设备为起始设备，生成一与当前的数据包流向记录对应的数据包传送路径记录，并将起始设备和起始端口添加入数据包传送路径记录中；

步骤s206、置起始设备为当前设备；

步骤s207、通过拓扑结构查找与当前设备连接的所有交换设备；

步骤s208、如当前设备是起始设备则从步骤s207中找到的结果中选取一交换设备，否则从步骤s207中找到的结果中选取一与前一设备不同的交换设备；如无交换设备可供选取则确定当前设备为终结设备，并输出数据包传送路径记录后退出；

步骤s209、判断选取的交换设备与当前设备连接的端口是否在端口列表中；

步骤s210、如步骤s209的判断结果为是，则将选取的交换设备确定为数据包传送路径经过的设备，将选取的交换设备添加至数据包传送路径记录，选取的交换设备与当前设备连接的端口确定为数据包传送路径经过的端口并将选取的交换设备与当前设备连接的端口添加至数据包传送路径记录，并置当前设备为前一设备，选取的交换设备为当前设备后返回步骤s207；如步骤s209的判断结果为否则返回步骤s208。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种局域网管理系统，用于管理局域网中的交换设备，其特征在于，包括连接于局域网上的管理终端，所述管理终端包括：

拓扑结构管理模块，用以设定并保存待管理局域网中的交换设备形成的拓扑结构；

网络参数输入模块，用以设定并保存待管理局域网中的交换设备的网络参数；

路径判断模块，用以根据所述拓扑结构和所述网路参数采集所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表，并根据所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表以及所述待管理局域网中传送的数据包的地址判断所述待管理局域网中传送的数据包的传送路径；

输出模块，将所述拓扑结构管理模块中保存的待管理局域网中的交换设备形成的拓扑结构和/或所述路径判断模块获得的所述待管理局域网中传送的数据包的传送路径输出。

2.如权利要求1所述局域网管理系统，其特征在于，所述路径判断模块包括数据储存单元，所述数据储存单元用以储存所述数据采集单元采集到的所述交换设备的MAC地址表。

3.如权利要求1所述局域网管理系统，其特征在于，所述路径判断模块包括判断单元，所述判断单元根据采集到的所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表以及预置策略判断所述待管理局域网中传送的数据包的传送路径。

4.如权利要求2所述局域网管理系统，其特征在于，所述路径判断模块包括判断单元，所述判断单元根据所述数据储存单元储存的所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表以及预置策略判断所述待管理局域网中传送的数据包的传送路径。

5.如权利要求1所述局域网管理系统，其特征在于，所述输出模块包括图形生成单元，所述图形生成单元用以将所述拓扑结构管理模块中保存的待管理局域网中的交换设备形成的拓扑结构生成拓扑结构图形和/或所述路径判断模块获得的所述待管理局域网中传送的数据包的传送路径生成传送路径图形后输出。

6.如权利要求1-5中任一所述局域网管理系统，其特征在于，所述路径判断模块通过SNMP协议采集所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表。

7.一种局域网管理方法，用于管理局域网中的交换设备，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤a、设定并保存待管理局域网中的交换设备形成的拓扑结构；

步骤b、设定并保存待管理局域网中的交换设备的网络参数；

步骤c、根据所述拓扑结构和所述网路参数采集所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表，并根据所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表以及所述待管理局域网中传送的数据包的地址判断所述待管理局域网中传送的数据包的传送路径；

步骤d、将所述待管理局域网中的交换设备形成的拓扑结构和/或所述待管理局域网中传送的数据包的传送路径输出。

8.如权利要求7所述局域网管理的方法，其特征在于，所述步骤c中，根据采集到的所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表以及预置策略判断所述待管理局域网中传送的数据包的传送路径。

9.如权利要求7-8中任一所述局域网管理方法，其特征在于，所述步骤c中通过SNMP协议采集所述待管理局域网中的交换设备的MAC地址表。

10.如权利要求9所述局域网管理方法，其特征在于，所述预置策略的具体步骤包括：

步骤s1、判断采集到的所有MAC地址表中不同的vid与MAC地址组合的数据包流向记录的总数；

步骤s2、对步骤s1中获得的不同的vid与MAC地址组合的数据包流向记录中的每条记录逐一的判断每条数据包流向记录的数据包传送路径。

11.如权利要求10所述局域网管理方法，其特征在于，所述步骤s2中判断每条数据包流向记录的数据包传送路径的具体步骤包括：

步骤s201、找到所述拓扑结构中学习过当前的所述数据包流向记录中的vid与MAC地址组合的交换设备的端口，并将找到的所有所述端口形成一端口列表；

步骤s202、由所述端口列表中选取一端口；

步骤s203、根据所述拓扑结构判断被选中的所述端口是否为所属的交换设备用以连接其他交换设备的端口；

步骤s204、如所述步骤s203的判断结果为是，则由所述端口列表中选取一未经所述步骤s203判断过的端口，并返回所述步骤s203，否则执行步骤s205；

步骤s205、确定当前的所述端口为起始端口，所述起始端口所属的交换设备为起始设备，生成一与当前的所述数据包流向记录对应的数据包传送路径记录，并将所述起始设备和所述起始端口添加入所述数据包传送路径记录中；

步骤s206、置所述起始设备为当前设备；

步骤s207、通过所述拓扑结构查找与所述当前设备连接的所有交换设备；

步骤s208、如当前设备是起始设备则从所述步骤s207中找到的结果中选取一交换设备，否则从所述步骤s207中找到的结果中选取一与前一设备不同的交换设备；如无交换设备可供选取则确定当前设备为终结设备，并输出所述数据包传送路径记录后退出；

步骤s209、判断选取的交换设备与所述当前设备连接的端口是否在所述端口列表中；

步骤s210、如所述步骤s209的判断结果为是，则将选取的交换设备确定为数据包传送路径经过的设备，将选取的交换设备添加至所述数据包传送路径记录，选取的交换设备与所述当前设备连接的端口确定为数据包传送路径经过的端口并将选取的交换设备与当前设备连接的端口添加至所述数据包传送路径记录，并置当前设备为前一设备，选取的交换设备为当前设备后返回步骤s207；如所述步骤s209的判断结果为否则返回步骤s208。

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