CN106487946B - 一种大规模通信网络ip资源冲突检测方法、系统和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大规模通信网络IP资源冲突检测方法、系统和设备。实现该方法包括冲突检测模块、信息转换模块、邻居维护模块。实现该系统包含冲突检测设备、路由交换设备。本发明的有益技术效果是：通过将通信网络中所有节点的基础信息及其邻接关系搜集完整，设计有效的IP资源冲突检测算法，提供了一种大规模通信网络IP资源冲突检测方法、系统和设备。IP资源冲突检测方法、系统和设备适合于各种接口类型，冲突检测范围包括接口IP地址、子网掩码、路由协议参数、MAC地址等。该方法能在网络开设和运行过程中实时快速地进行IP资源冲突检测和故障定位，加快通信网络开通速度，提高网络运维的智能化程度。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种大规模通信网络IP资源冲突检测方法、系统和设备。
背景技术
传统的通信网络基于IP技术体制，采用分布式路由计算方法，完成路由的计算和数据的转发。路由计算的基础是网络中不能出现相同或相互覆盖的IP地址(段)，除非IP地址(段)之间有相互隶属关系，否则将导致网络中的路由计算错误，通信不能正常进行。
在大规模通信网络的构建过程中，由于规划、参数配置、操作等过程中不当，网络中经常出现IP地址(段)相同或相互覆盖的情况，导致网络通信不正常。同时在通信节点的互连接口上，IP地址不在同一个网段、路由协议参数不匹配、MAC地址冲突等现象也时有发生，这也会导致通信不能正常进行。目前没有相应的软件化检测手段，全靠人工排查，导致检查冲突非常困难。
发明内容
本发明提供了一种大规模通信网络IP资源冲突检测方法、系统和设备。
如图1所示，本发明中涉及两种设备：冲突检测设备、路由交换设备。其中：
冲突检测设备是负责IP资源冲突检测的计算机终端。路由交换设备是通信网络中的网络节点。路由交换设备之间按正常的网间链路互连；冲突检测设备与路由交换设备之间采用ETH链路互连。与冲突检测设备直连的路由交换设备称为接入节点，其余的路由交换设备称为外部节点。
如图2所示，本发明中涉及三种软件模块：冲突检测模块、信息转换模块、邻居维护模块。其中：
冲突检测模块运行在冲突检测设备上，负责实现通信网络IP资源的冲突检测。该模块能够发起通信网络拓扑搜索请求消息，接收通信网络中各节点的拓扑搜索响应消息，统计通信网络中各节点的IP资源信息并运行冲突检测算法，对IP资源冲突检测结果进行显示。
信息转换模块运行在路由交换设备上，负责冲突检测模块和邻居维护模块之间的通信消息转换。该模块接收冲突检测模块发出的拓扑搜索请求消息并将其转换为邻居维护模块能够识别的节点汇报请求消息，同时将各节点邻居维护模块上报的节点汇报响应消息转换成冲突检测模块能够识别的拓扑搜索响应消息。该模块只在接入节点被激活为工作状态，外部节点的信息转换模块处于静默状态。
邻居维护模块运行在路由交换设备上，负责维护本节点的ID及接口信息以及邻接节点的接口号、接口IP地址、接口子网掩码、路由协议参数、MAC地址等信息。该模块能够接收和转发节点汇报请求消息，生成本节点的节点汇报响应消息，并能转发其他节点的节点汇报响应消息。
如图3所示，为本发明中软件模块之间的信息流程图。其中：
拓扑搜索请求消息和拓扑搜搜响应消息是冲突检测设备和路由交换设备的设备间交互信息，均采用UDP单播报文封装。节点汇报请求消息和节点汇报响应消息是路由交换设备的设备间交互信息，均采用UDP组播报文封装。
实现本发明的方法包括如下步骤：
1) 冲突检测模块发送通信网络拓扑搜索请求消息；
2) 信息转换模块接收冲突检测模块的拓扑搜索请求消息，将该消息转换成邻居维护模块的节点汇报请求消息，并将节点汇报请求消息转发给邻居维护模块；
3) 邻居维护模块接收节点汇报请求消息，处理并转发节点汇报请求消息；
4) 邻居维护模块生成本节点的节点汇报响应消息，并转发节点汇报响应消息；
5) 邻居维护模块接收其他节点的节点汇报响应消息，处理并转发节点汇报响应消息；
6) 信息转换模块接收邻居维护模块的节点汇报响应消息，将该消息转换成冲突检测模块的拓扑搜索响应消息，并将该消息转发给冲突检测模块。
7) 冲突检测模块接收拓扑搜索响应消息，解析节点信息，待整个通信网络的拓扑搜索响应消息接收完毕后，运行IP资源冲突检测算法；
8) 冲突检测模块将IP资源冲突检测结果进行显示。
本发明的有益技术效果是：通过将通信网络中所有节点的基础信息及其邻接关系搜集完整，设计有效的IP资源冲突检测算法，提供了一种大规模通信网络IP资源冲突检测方法、系统和设备。IP资源冲突检测方法、系统和设备适合于各种接口类型，冲突检测范围包括接口IP地址、子网掩码、路由协议参数、MAC地址等。该方法能在网络开设和运行过程中实时快速地进行IP资源冲突检测和故障定位，加快通信网络开通速度，提高网络运维的智能化程度。
附图说明
图1、 网络节点间的连接示意图
图2、 网络节点与功能模块间的关系图
图3、 功能模块间的信息流程图
图4、 节点汇报请求消息处理流程图
图5、 节点汇报响应消息处理流程图。
具体实施方式
本发明提供一种大规模通信网络IP资源冲突检测的方法，实现该方法包括冲突检测模块、信息转换模块、邻居维护模块。模块之间关系可参见图3。需要说明的是，为了更加清楚、简要的描述本发明的实现方式，图3中省略了节点的原有功能模块，仅仅示出与本发明相关的功能模块。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参照附图，对本发明作进一步详细说明。主要包括如下步骤：
1) 冲突检测模块发送通信网络拓扑搜索请求消息；
2) 信息转换模块接收冲突检测模块的拓扑搜索请求消息，将该消息转换成邻居维护模块的节点汇报请求消息，并将节点汇报请求消息转发给邻居维护模块；
3) 邻居维护模块接收节点汇报请求消息，处理并转发节点汇报请求消息；
4) 邻居维护模块生成本节点的节点汇报响应消息，并转发节点汇报响应消息；
5) 邻居维护模块接收其他节点的节点汇报响应消息，处理并转发节点汇报响应消息；
6) 信息转换模块接收邻居维护模块的节点汇报响应消息，将该消息转换成冲突检测模块的拓扑搜索响应消息，并将该消息转发给冲突检测模块。
7) 冲突检测模块接收拓扑搜索响应消息，解析节点信息，待整个通信网络的拓扑搜索响应消息接收完毕后，运行IP资源冲突检测算法；
8) 冲突检测模块将IP资源冲突检测结果进行显示。
步骤1)中还包括：消息中携带确知路径标识，用于指示节点汇报响应消息是否采用确知路径传输。
步骤2)中还包括：收到拓扑搜索请求消息后，将信息转换模块激活为工作状态。
步骤3)中还包括：记录节点汇报请求消息的特征值，避免再次收到该消息后进行处理。
步骤3)中还包括：记录节点汇报请求消息携带的确知路径标识，将入接口标记为确知路径接口，并从入接口之外的其他接口转发该节点汇报请求消息。
步骤4)中还包括：记录节点汇报响应消息的特征值，避免再次收到该消息后进行处理。
步骤4)中还包括：根据确知路径标识选择发送策略。如果采用确知路径，则从确知路径接口发送该节点汇报响应消息；如果不采用确知路径，则向所有接口发送节点汇报响应消息。
步骤5)中还包括：记录节点汇报响应消息的特征值，避免再次收到该消息后进行处理。
步骤5)中还包括：根据确知路径标识选择转发策略。如果采用确知路径，则从确知路径接口转发节点汇报响应消息；如果不采用确知路径，则从入接口之外的其他有效接口转发节点汇报响应消息。
步骤7)中还包括：将节点信息按ID分类后存入数据库中。
步骤7)中还包括：通过两种方式决定是否运行冲突检测算法。一是发起拓扑搜索后等待时间超时；二是判断网络节点及其邻接关系是否完备。
步骤8)中还包括：IP资源冲突检测范围包括接口IP地址、子网掩码、路由协议参数、MAC地址等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种大规模通信网络IP资源冲突检测系统，涉及冲突检测设备和路由交换设备两种设备，冲突检测设备是负责IP资源冲突检测的计算机终端，路由交换设备是通信网络中的网络节点，其特征在于包括如下步骤：
1)冲突检测模块发送通信网络拓扑搜索请求消息；消息中携带确知路径标识，用于指示节点汇报响应消息是否采用确知路径传输；
2)信息转换模块接收冲突检测模块的拓扑搜索请求消息，将该消息转换成邻居维护模块的节点汇报请求消息，并将节点汇报请求消息转发给邻居维护模块；收到拓扑搜索请求消息后，将信息转换模块激活为工作状态；
3)邻居维护模块接收节点汇报请求消息，处理并转发节点汇报请求消息；记录节点汇报请求消息的特征值，避免再次收到该消息后进行处理；记录节点汇报请求消息携带的确知路径标识，将入接口标记为确知路径接口，并从入接口之外的其他接口转发该节点汇报请求消息；
4)邻居维护模块生成本节点的节点汇报响应消息，并转发节点汇报响应消息；记录节点汇报响应消息的特征值，避免再次收到该消息后进行处理；根据确知路径标识选择发送策略，如果采用确知路径，则从确知路径接口发送该节点汇报响应消息；如果不采用确知路径，则向所有接口发送节点汇报响应消息；
5)邻居维护模块接收其他节点的节点汇报响应消息，处理并转发节点汇报响应消息；记录节点汇报响应消息的特征值，避免再次收到该消息后进行处理；根据确知路径标识选择转发策略，如果采用确知路径，则从确知路径接口转发节点汇报响应消息；如果不采用确知路径，则从入接口之外的其他有效接口转发节点汇报响应消息；
6)信息转换模块接收邻居维护模块的节点汇报响应消息，将该消息转换成冲突检测模块的拓扑搜索响应消息，并将该消息转发给冲突检测模块；
7)冲突检测模块接收拓扑搜索响应消息，解析节点信息，将节点信息按ID分类后存入数据库中，待整个通信网络的拓扑搜索响应消息接收完毕后，运行IP资源冲突检测算法；通过两种方式决定是否运行冲突检测算法，一是发起拓扑搜索后等待时间超时；二是判断网络节点及其邻接关系是否完备；
8)冲突检测模块将IP资源冲突检测结果进行显示；IP资源冲突检测范围包括接口IP地址、子网掩码、路由协议参数、MAC地址；
所述冲突检测模块运行在所述冲突检测设备上，负责实现通信网络IP资源的冲突检测；所述邻居维护模块运行在所述路由交换设备上，负责维护本节点的ID及接口信息以及邻接节点的接口号、接口IP地址、接口子网掩码、路由协议参数、MAC地址信息；所述信息转换模块运行在所述路由交换设备上，负责所述冲突检测模块和所述邻居维护模块之间的通信消息转换。
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