CN105553685A - 一种监控网络设备是否在线的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种监控网络设备是否在线的系统和方法。所述的一种监控网络设备是否在线的系统包括服务器和设备网络。服务器负责监控网络设备是否在线，且保存设备信息。设备网络是由多个设备连接成的星型、树型或网状拓扑结构的有线或无线网络。通过确定设备间的父子关系，构建出一个树状的设备逻辑关系图。所述的一种监控网络设备是否在线的方法基于树状设备逻辑关系中父子设备间的心跳机制来实现。子设备定时发送心跳包给父设备，父设备通过监听子设备的心跳包来判断其是否在线。通过该系统和方法，服务器可实时监控所有设备的工作状态，避免了所有网络设备直接发送心跳包给服务器导致占用较多网络带宽的问题。

Description

一种监控网络设备是否在线的系统和方法
技术领域
本发明属于网络通信技术领域，具体是指一种监控网络设备是否在线的系统和方法。
背景技术
近年来，物联网已成为我国的新兴战略技术，是未来网络发展的重要趋势。物联网将连接大量设备，成为一个庞大的设备网络。
在这个庞大的设备网络中，需要监控每一个设备的工作状态。
监控网络设备工作状态的方法较多采用服务器心跳机制，即任一设备接入网络后，定时发送心跳包给服务器，服务器监听每一个设备发送的心跳包。若服务器监听心跳包超时，则表示对应的设备不在线，删除该设备信息。在大量设备接入网络的情况下，该方法将引起大量心跳包在网络中传输，占用网络带宽资源，影响有效数据传输的稳定性和及时性。同时，也增加了服务器的运行负荷。
为了减小心跳包对网络带宽的占用，提高网络资源利用率，减小服务器运行负荷。本发明提出了一种基于父子设备间心跳的网络设备监控方法，将任意拓扑结构的设备网络图转换成一个树状的设备逻辑关系图，子设备只需发送心跳包给父设备，无需发送给服务器，这样可以大大减少心跳包在网络中传输的中继次数和距离，从而减小网络带宽的占用和服务器的处理压力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种监控网络设备是否在线的系统和方法，实现实时监控网络设备，减小网络带宽占用。
为了解决上述问题，本发明提供了如下技术方案：
所述服务器负责监控设备网络中的设备是否在线，且保存设备信息。
所述设备网络是由多个设备连接成的星型、树型或网状拓扑结构的有线或无线网络。
在所述设备网络中，指定与服务器连接的设备为根设备，将根设备作为父设备，标记连接根设备的所有设备为其子设备；再将根设备的子设备作为父设备，标记连接该父设备的其他未标记设备为其子设备；以此类推，直至所有设备都已标记，最终构成一个树状的设备逻辑关系图。
所述设备，存储一张设备信息表，记录其父设备和所有子设备的设备信息，表内容如下：
设备关系 设备类型 设备地址 设备名称
所述的一种监控网络设备是否在线的方法是指服务器实时监控网络设备是否在线的方法，包括：
在树状的设备逻辑关系图中，根设备上报本设备信息给服务器，且所有设备上报连接的子设备信息给服务器，服务器收到这些设备信息后，将其标记为在线状态；
子设备定时发送心跳包给父设备，父设备通过监听子设备的心跳包来判断其是否在线；心跳包的帧格式如下：
目标网络地址 源网络地址 心跳命令
若父设备监听心跳包超时，则表示该子设备不在线，删除设备信息表中该子设备的信息，并上报服务器删除该子设备；删除子设备的帧格式如下：
目标网络地址 源网络地址 删除设备命令 设备地址
服务器获得删除该子设备的消息后，删除该子设备信息，标记该设备不在线；
若有新设备接入网络，则其父设备上报新增子设备及其信息给服务器，服务器标记该子设备在线；新增子设备及其信息的帧格式如下：
目标网络地址 源网络地址 新增设备命令 设备类型 设备地址 设备名称
如果子设备成功发送数据帧给父设备，则子设备的心跳计时器重新计时，父设备监控该子设备心跳的计时器也重新计时。
本发明的优点在于：1、服务器可实时监控网络设备的工作状态；2、子设备只需发送心跳包给父设备，无需发送给服务器，大大减少心跳包在网络中传输的中继次数和距离，从而减小网络带宽的占用和服务器的处理压力；3、心跳定时器的清零机制更加减少了网络中心跳包的数量，减小了网络负荷。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
图1是多个设备连接成的网状拓扑结构示意图。
图2是服务器连接网状网络后构建成的树状的设备逻辑关系图。
图3是通过心跳包监控网络设备是否在线方法的示意图。
图4是设备的工作流程图。
具体实施方式
以本发明的一种实施例来进一步阐明一种监控网络设备是否在线的系统和方法。
本实施例的一种监控网络设备是否在线的系统，包括服务器和设备网络。
设备网络是由多个设备连接成的网状拓扑结构的无线网络，如图1所示，设备D1、D2、D3、D4、D5和D6连接成一个网状拓扑结构的设备网络。
在图1所示的网状设备网络中，服务器与D1连接，D1将设备D3、D5和D6标记为其子设备，并保存D3、D5和D6的设备信息到设备信息表。
D5保存其父设备D1的设备信息到设备信息表，再将D2标记为其子设备，并保存D2设备信息到设备信息表。
D3保存其父设备D1的设备信息到设备信息表，再将D4标记为其子设备，并保存D4设备信息到设备信息表。
D6保存D1的设备信息到设备信息表。
至此，形成了一个如图2所示的树状的设备逻辑关系图，服务器Server负责监控设备网络中的任一设备是否在线，且保存设备信息。
在图2所示的树状逻辑关系图中，通过心跳包的机制监控网络设备是否在线的方法如图3所示。
子设备定时发送心跳包给父设备，父设备监控子设备的心跳包是否超时，
设备D3、D5和D6每隔Tb时间分别发送心跳包给父设备D1，设备D1监控设备D3、D5和D6的心跳包是否超时。
设备D2每隔Tb时间发送心跳包给父设备D5，设备D5监控设备D2的心跳包是否超时。
设备D4每隔Tb时间发送心跳包给父设备D3，设备D3监控设备D4的心跳包是否超时。
如果子设备成功发送数据帧到父设备，则子设备将发送心跳包的定时器清零，父设备将监控该子设备心跳的定时器也清零，重新计时。
至此，服务器Server通过连接D1可以监控到任一设备的在线情况。
图2所示的树状逻辑关系图中，任一设备的工作流程如图4所示，步骤如下：
步骤401：任一设备确定逻辑关系后，进入心跳机制流程；
步骤402：发送心跳包时间是否已到，是，转入步骤403；否，则转入步骤406；
步骤403：发送心跳包给父设备；
步骤404：发送心跳包是否成功，是，转入步骤406；否，则转入步骤405；
步骤405：重新加入网络，加入后，转入步骤402；
步骤406：是否有新的子设备接入，是，转入步骤407；否，则转入步骤408；
步骤407：保存子设备信息到设备信息表，上报新增子设备及其信息给服务器；
步骤408：检查设备信息表中所有子设备的心跳包是否超时，是，转入步骤409；否，则转入步骤402；
步骤409：上报服务器心跳超时的子设备已掉线，删除设备信息表中该子设备信息，转入步骤402。

Claims (7)

1.监控网络设备是否在线的系统，包括服务器和设备网络；
所述服务器负责监控设备网络中的设备是否在线，且保存设备信息；
所述设备网络是由多个设备连接成的星型、树型或网状拓扑结构的有线或无线网络；
在所述设备网络中，指定与服务器连接的设备为根设备，将根设备作为父设备，标记连接根设备的所有设备为其子设备；再将根设备的子设备作为父设备，标记连接该父设备的其他未标记设备为其子设备；以此类推，直至所有设备都已标记，最终构成一个树状的设备逻辑关系图。
2.如权利要求1所述的监控网络设备是否在线的系统，其特征在于：所述设备，存储一张设备信息表，记录其父设备和所有子设备的设备信息，包括设备关系、设备类型、设备地址和设备名称。
3.监控网络设备是否在线的方法，其特征在于，包括步骤：
A：在树状的设备逻辑关系图中，根设备上报本设备信息给服务器，且所有设备上报连接的子设备信息给服务器，服务器收到这些设备信息后，将其标记为在线状态；
B：子设备定时发送心跳包给父设备，父设备通过监听子设备的心跳包来判断其是否在线；
C：若父设备监听心跳包超时，则表示该子设备不在线，删除设备信息表中该子设备的信息，并上报服务器删除该子设备；
D：服务器获得删除该子设备的消息后，删除该子设备信息，标记该设备不在线；
E：若有新设备接入网络，则其父设备上报新增子设备及其信息给服务器，服务器标记该子设备在线。
4.如权利要求3所述的监控网络设备是否在线的方法，其特征在于：心跳包的要素，包括目标地址、源地址和心跳帧命令。
5.如权利要求3所述的监控网络设备是否在线的方法，其特征在于：所述新增子设备及其信息的数据帧要素，包括目标地址、源地址、新增设备帧命令和设备信息。
6.如权利要求3所述的监控网络设备是否在线的方法，其特征在于：所述删除子设备的数据帧要素，包括目标地址、源地址和删除设备帧命令。
7.如权利要求3所述的监控网络设备是否在线的方法，其特征在于：如果子设备成功发送数据帧到父设备，则子设备的心跳计时器重新计时，父设备监控该子设备心跳的计时器也重新计时。
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