CN107294745A - 网络拓扑自动发现方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种网络拓扑自动发现方法，所述方法包括：将网络中的设备按照交换域进行分组，同一个交换域中的设备属于同一组；根据所述分组确定每组中各设备之间的层次关系；根据所述层次关系，计算下级设备的端口和上级设备端口间的连接关系，根据所述连接关系建立并更新网络拓扑。本发明实施例还公开一种网络拓扑自动发现装置。

Description

网络拓扑自动发现方法及装置

技术领域

本发明涉及网络运营管理技术，尤其涉及一种网络拓扑自动发现方法及装置。

背景技术

随着网络技术的不断发展，网络结构越来越复杂，尤其是在移动无线接入网中占有统治地位的无线局域网(Wireless Local Area Networks，WLAN)，其包含大量的无线访问接入点(Wireless Access Point，AP)、接入控制器(Access Controller，AC)、有源以太网(Power Over Ethernet，POE)、光线路终端(optical line terminal，OLT)、光网络单元(Optical Network Unit，ONU)等二层网络设备。由于WLAN网络中设备数量巨大，因而设备之间的连接关系十分复杂，使得维护人员对WLAN网络的连接关系维护起来困难重重，而连接关系对于运营维护具有重大意义，因此，发现WLAN网络的连接关系是十分必要和有意义的。

目前，已知的发现WLAN网络连接关系的拓扑算法主要分为两大类：一类是贝尔实验室的Yuri Breitbart提出的基于完整交换机地址转发表的拓扑发现算法，这种算法是基于完整转发表的，要求任一交换机的转发表中包含其他所有交换机的媒体访问控制(MediaAccess Control，MAC)地址，需要在每个交换机下的设备利用因特网包探索器(PacketInternet Groper，PING)Ping所有的交换机；另一类是卡内基梅隆大学的Lowekamp Bruce等提出的基于非完整地址转发表的拓扑发现算法，这种算法要求在同一时间比对不同交换机端口上的MAC。而在电信级网络中，由于设备数量巨大，以某公司WLAN网络为例，其拥有AP50000多台，POE交换机3000台，使用Yuri算法需要每台设备Ping所有的交换机后，再进行采集，实际应用需要超过20小时才能计算一遍，设备 数一旦增加，Yuri技术的效率会急剧降低；使用Bruce算法需要同时采集所有交换机的MAC和虚拟局域网(Virtual Local AreaNetwork，VLAN)后，再进行复数的运算，需要程序支持数百个并发进程，实际应用需要超过7小时才能计算出来，所以这两种算法都无法应用在电信级网络中。

因此，目前不存在针对电信级网络的WLAN拓扑自动发现算法，维护人员只能通过手工维护设备连接关系表，更新缓慢而且错误数据较多，这样在维护工作中，不利于发生故障后查找设备上下级连接关系，从而导致故障处理时间较长、效率低下。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种网络拓扑自动发现方法及装置，能自动建立并更新网络拓扑，提高故障发现及网络维护的实效性。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种网络拓扑自动发现方法，所述方法包括：

将网络中的设备按照交换域进行分组，同一个交换域中的设备属于同一组；

根据所述分组确定每组中各设备之间的层次关系；

根据所述层次关系，计算下级设备的端口和上级设备端口间的连接关系，根据所述连接关系建立并更新网络拓扑。

上述方案中，所述根据所述分组确定每组中各设备之间的层次关系包括：

在第一设备的第一端口上学习到媒体访问控制MAC所属的虚拟局域网VLAN集合，包含于在第二设备的所有端口上学习到所述MAC所属的VLAN集合的合集时，所述第一设备在所述第二设备的下级；其中，所述第一设备和所述第二设备分别为同一组设备中都学习到所述MAC的任意两个设备，第一端口为所述第一设备的任意一个端口。

上述方案中，所述根据所述层次关系，计算下级设备的端口和上级设备端口间的连接关系包括：

存在一个MAC，所述MAC在所述第一设备的非所述第一端口的端口和所 述第二设备的第二端口均学习到，则所述第一端口和所述第二端口间接相连；其中，所述第二端口为所述第二设备的任意一个端口；

在所有和所述上级设备的同一端口之间间接相连的下级设备的端口中，计算所述下级设备的端口和所述上级设备的端口间接相连的权值，所述权值最小的间接相连为直接相连。

上述方案中，所述在所有和所述上级设备的同一端口之间间接相连的下级设备的端口中，计算所述下级设备的端口和所述上级设备的端口间接相连的权值包括：

针对间接相连二元组根据计算所述的权值；

其中，为所述上级设备的任意一个端口，为和所述间接相连的所述下级设备的任意一个端口，w为所述间接相连二元组的权值，为不在所述上学习到所述MAC的VLAN集合中元素的个数，为所述上学习到的MAC不存在于所述S₁中的MAC的个数占所述上学习到的所有MAC的个数的比值。

本发明实施例提供一种网络拓扑自动发现装置，所述装置包括：

分组模块，用于将网络中的设备按照交换域进行分组，同一个交换域中的设备属于同一组；

层次确定模块，用于根据所述分组确定每组中各设备之间的层次关系；

处理模块，用于根据所述层次关系，计算下级设备的端口和上级设备端口间的连接关系，根据所述连接关系建立并更新网络拓扑。

上述方案中，所述层次确定模块具体用于：

在第一设备的第一端口上学习到MAC所属的虚拟局域网VLAN集合，包含于在第二设备的所有端口上学习到所述MAC所属的VLAN集合的合集时， 所述第一设备在所述第二设备的下级；其中，所述第一设备和所述第二设备分别为同一组设备中都学习到所述MAC的任意两个设备，第一端口为所述第一设备的任意一个端口。

上述方案中，所述处理模块具体用于：

存在一个MAC，所述MAC在所述第一设备的非所述第一端口的端口和所述第二设备的第二端口均学习到，则所述第一端口和所述第二端口间接相连；其中，所述第二端口为所述第二设备的任意一个端口；

在所有和所述上级设备的同一端口之间间接相连的下级设备的端口中，计算所述下级设备的端口和所述上级设备的端口间接相连的权值，所述权值最小的间接相连为直接相连。

上述方案中，所述处理模块还用于：

针对间接相连二元组根据计算所述的权值；

其中，为所述上级设备的任意一个端口，为和所述间接相连的所述下级设备的任意一个端口，w为所述间接相连二元组的权值，为不在所述上学习到所述MAC的VLAN集合中元素的个数，为所述上学习到的MAC不存在于所述S₁中的MAC的个数占所述上学习到的所有MAC的个数的比值。

本发明实施例提供了一种网络拓扑自动发现方法及装置，通过将网络中的设备按照交换域进行分组，属于同一个交换域的设备在同一组，缩小了设备的计算范围；然后确定同一组中的各个设备之间的层次关系，并根据确定的层次关系，计算下级设备的端口和上级设备端口间的连接关系，这样，在确定了分组以及各设备之间的层次关系后，只需计算下层设备的端口与上层设备端口间的连接关系，缩小了设备间端口的计算范围；最后根据计算得到的连接关系自 动建立并更新网络拓扑。由此，在计算网络中设备之间端口级的连接关系时，大大减少了计算量，能够满足电信级网络中网络设备的自动拓扑发现，缩短了故障处理时间，提高了故障发现和处理、以及网络维护的实效性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的网络拓扑自动发现方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的网络设备的分组示意图；

图3为图2中划分好层次关系的网络设备的层次示意图；

图4为本发明实施例提供的网络拓扑自动发现装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明实施例的网络拓扑自动发现方法适用于大规模网络的拓扑发现，尤其是电信级的WLAN网络的网络设备的拓扑发现。WLAN网络中包含有大量的二层网络设备，每个设备上的端口相差较大，且每个设备上转发表中的MAC地址在数万个以上，加上WLAN网络中存在数千VLAN信息，因而，现有的算法无法应用在电信级的WLAN网络中。本发明实施例的方法利用WLAN网络中的协议原理和配置方式来简化计算，能够可以用较小的计算量，得到WLAN真实拓扑情况。

图1为本发明实施例提供的网络拓扑自动发现方法的流程示意图，如图1所示，本实施例网络拓扑自动发现方法包括：

步骤101：将网络中的设备按照交换域进行分组，同一个交换域中的设备属于同一组。

在本步骤中，通过“确定交换域”将城域网中的设备，按照不同的交换域划到不同的集合，首先需要将所有的设备按交换域分组，即不在一个交换域中的设备没有必要一起计算。

具体的，根据以太网点对点协议(PPP over Ethernet，PPPoE)和动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP)原理的分组算法，宽带远程接入服务器(Broadband Remote Access Server，BRAS)和业务路由器(Service Router，SR)的MAC一定会贯穿一个交换域，所以，根据这个MAC就将交换机分组完毕。

图2为本发明实施例提供的网络设备的分组示意图，如图2所示，以图2的拓扑结构举例，图2中有两台交换机B、E，四台AP分别为C、D、F、G，A为BRAS。根据DHCP原理，B、C、D的上联端口上必然学到同一个A的下联端口的MAC，E、F、G必然学习到A的另一个端口的MAC，所以B、C、D是一个交换域，而E、F、G是另一个交换域；并且，记录如下信息，供下一步使用：学习到了BRAS的MAC的交换机，记做S_i(i＝A...G)，即代表编号为i的交换机；S_i上学习到此MAC的第j个端口，记做在口上学习到此MAC的VLAN集合，记做上学习到的MAC集合

步骤102：根据分组确定每组中各设备之间的层次关系。

在本步骤中，步骤101划分完组后，对于每一个组，将组中的设备划分层次关系。具体的，通过确定同一交换域中的交换机，谁更靠近BRAS来分层。

本实施例中，可以根据设备端口学习到BRAS的MAC所属的VLAN集合的之间的包含关系来确定，分几层由同一组的设备数量确定。以图2的分组为例，BRAS为远程接入服务器，位于第一层；在同一组设备中，第二层设备的某一端口学习到BRAS的MAC所属的VLAN集合必然包含于在BRAS的所有端口上学习到该MAC的VLAN集合的合集；而第三层设备的某一端口学习到该MAC所属的VLAN集合必然包含于在第二层设备的所有端口上学习到该MAC的VLAN集合的合集，以此类推，直到同一组中所有的设备都确定好层次关系。根据上述原理可以得到图2中设备的层次关系：B在A的下级，C在B的下级，同理，D也在B的下级。图3为图2中划分好层次关系的网络设备的层次示意图，如图3所示，通过分层将图2中的A-G设备划分为三个层次； 需要说明的是，在这一步并不能得到连接关系，只能得到上下级关系，图3中的连接关系只是真实拓扑的表示。

划分完层次关系后，就可以只计算单向的关系，不必计算双向的关系；而且，对于下层设备，同时确定了上联端口，不必计算其余端口，大大的减少了计算量。这里，所述单向的关系是指从下层设备到上层设备的连接关系；双向的关系是指不需计算上层设备到下层设备的连接关系。

步骤103：根据层次关系，计算下级设备的端口和上级设备端口间的连接关系，根据连接关系建立并更新网络拓扑。

在本步骤中，步骤102划分完层次关系后，然后再计算下级设备的端口和上级设备的端口之间的连接关系。在同一组中，计算所有和同一上级设备有连接关系的下级设备与上级设备端口间的连接关系。其中，在这些连接关系中，下级设备的端口和上级设备的端口之间可能是直接连接，也可能是通过其他设备间接连接，此时，只要通过进一步确定哪个是直接连接，确定的过程可以是通过设定一个阈值条件，如果间接连接满足该阈值条件，则为直接连接，例如赋予间接连接一个权值，计算该权值，通过比较权值最小或最大来判断是否为直接连接。计算出直接连接后，就可以确定步骤102中分好层的各个设备之间的真实连接关系，此时根据该连接关系，建立网络设备之间的拓扑关系。当网络中的设备增加、减少或者变更时，通过重新采集设备清单计算新的设备之间的连接关系来更新网络的拓扑。例如：对于WLAN网络中每天都有AP、POE等设备频繁增加、减少、变更的情况，通过以下处理来更新网络的拓扑：设备增加时，在网管中如有新增设备资源信息，按网管设备资源清单采集所有设备，新增设备也就一并采集和纳入计算公式。设备减少时，如网管中存在设备资源，但是此设备无法连接，就记为采集不到，然后利用历史数据填补空缺；如网管中设备资源信息已删除，则不采集。设备变更时，作为设备减少和设备增加的集合处理。

本实施例的网络拓扑自动发现方法，通过将网络设备按照交换域进行分组，同一交换域的各设备划分为同一个组，然后确定分组后的每组中各设备之间的 层次关系，根据该层次关系，计算下级设备的端口和上级设备端口间的连接关系，根据该连接关系建立并更新网络拓扑。该方法中，通过分组缩小了设备的计算范围，同时确定层次关系后只需比较下级设备的端口和上级设备端口间的连接关系，减少计算量，提高故障发现及网络维护的实效性。

进一步的，在实施例一的基础上，所述根据所述分组确定每组中各设备之间的层次关系包括：

如果在第一设备的第一端口上学习到MAC所属的虚拟局域网VLAN集合，包含于在第二设备的所有端口上学习到所述MAC所属的VLAN集合的合集，则所述第一设备在所述第二设备的下级；其中，所述第一设备和所述第二设备分别为同一组设备中都学习到所述MAC的任意两个设备，第一端口为所述第一设备的任意一个端口。

具体的，在确定层次关系时，通过如下定理：对于同一组中学习到同一MAC的两个交换机S₁和S₂，如果交换机S₁的第一个端口满足关系则S₁在S₂的下级，且在S₂的下级，记为上联关系二元组其中，分别为交换机S₂的第1,2,…,n个端口，n为正整数，为在端口上学习到该MAC所属的VLAN集合， 为分别在端口上学习到该MAC所属的VLAN集合的合集。即：如果“交换机S₁上的端口”学习到的MAC所属的VLAN集合，包含于“交换机S₂上所有的端口”学习到的MAC所属的VLAN集合的合集，则“交换机S₁”则在“交换机S₂”的下级。

对实施例一中的图2使用如上公式计算网络中各设备间的层次关系，则得到C、D在B的下级。在上述计算过程中，C的上联端口上的VLAN集合，必然包含于B上的VLAN集合，所以就可以确定C的上联端口在B的下级，即得到上联关系二元组(C的上联端口，B)，同理得到其余上下级关系，如果C下面还下联H，那么会得到(H上联端口，B)，(H上联端口，C)两个上联二元 组。通过上联关系二元组的计算，将A-G设备划分为三个层次，划分好层次关系的网络设备如图3所示。

进一步的，在上述实施例的基础上，所述根据所述层次关系，计算下级设备的端口和上级设备端口间的连接关系包括：

如果存在一个MAC，所述MAC在所述第一设备的非所述第一端口的端口和所述第二设备的第二端口均学习到，则所述第一端口和所述第二端口间接相连；其中，所述第二端口为所述第二设备的任意一个端口；

在所有和所述上级设备的同一端口之间间接相连的下级设备的端口中，计算所述下级设备的端口和所述上级设备的端口间接相连的权值，所述权值最小的间接相连为直接相连。

具体的，在同一组的下级设备的端口和上级设备端口的连接关系中，两个端口之间可能直接相连，也可能是通过别的设备而间接相连。根据上述计算的上联关系二元组如果存在的话，找出在S₂和相连的端口。具体过程如下：

设存在上联关系二元组S₂上的端口如果满足条件：则和间接相连，记为间接相连二元组即判断两个端口是否是“间接相连”关系：对于交换机S₁上的端口与交换机S₂上的端口如果存在一个MAC“m”，这个MAC是在“交换机S₁”中的非“端口”的其它端口学到的，并且，交换机S₂上的这个端口也学到了这个MAC，则“交换机S₁的端口”和“交换机S₂的端口”间接相连。

上述过程虽然需要比对MAC，但是由于通过前面分组和分层的过滤，所以需要计算此关系的范围大大减小，从需要计算一台交换机数十个到上百个端口的MAC表，简化为只需计算端口和端口的MAC表，拓扑发现的所需时间减少了数十倍。

以图3所示的拓扑关系为例，通过前面的计算已经得到上联关系二元组(C 的上联端口，B)，如果，C上的任意一个非“C的上联端口”的端口上学到的一个MAC，B上的一个端口P也学习到了，则(C的上联端口，B上的P端口)则是一个间接连接，并不是真实连接；如果C下还有一个H，则通过此公式，必然还能得到一个(H的上联端口，B上的P端口)这个间接连接，则在本步骤中就需要找出(C的上联端口，B上的P端口)、(H的上联端口，B上的P端口)这两个间接连接，哪一个是真实的连接。具体的，在所有下级设备的端口和上级设备同一端口之间的间接相连二元组中间接相连二元组中，计算间接相连二元组的权值，其中，权值最小的间接相连为直接相连。

本实施例中，引入权值的概念，通过对下级设备的端口和上级设备端口之间的间接连接赋予权值，使得可以通过比较权值得到间接连接中的直接连接，从而得到真实的网络拓扑关系，在计算权值的过程中，只需要各组中下级设备端口和上级设备端口之间的连接关系，而不需要每个端口两两之间都计算，因此，大大的减少了计算量，解决了因WLAN网络设备众多而带来的种种难题，使WLAN网络拓扑发现成为现实。

进一步的，在上述实施例的基础上，所述在所有和所述上级设备的同一端口之间间接相连的下级设备的端口中，计算所述下级设备的端口和所述上级设备的端口间接相连的权值包括：

针对间接相连二元组根据公式计算所述的权值；

其中，为所述上级设备的任意一个端口，为和所述间接相连的所述下级设备的任意一个端口，w为所述间接相连二元组的权值，为不在所述上学习到所述MAC的VLAN集合中元素的个数，为所述上学习到的MAC不存在于所述S₁中的MAC的个数占所述上学习到的所有MAC的个数的比值。

具体的，针对间接相连二元组给该间接连接赋予一个权值w，此权值按照下述公式进行计算：

其中，为上级设备的任意一个端口，为和上级设备的端口间接相连的下级设备的任意一个端口，w为间接相连二元组的权值，表示“交换机S₁的端口”上学习到该MAC的VLAN集合，减去“交换机S₂的端口”上学习到该MAC的VLAN集合，然后计算这个集合的元素数量。 表示“交换机S₂的端口”学习到的MAC，减去交换机S₁所有端口学习到的MAC总量，即得到不在“交换机S₂”学习到的MAC的个数；此个数除以“交换机S₂的端口”学习到的MAC的数量的比值，即得到“交换机S₂的端口”上的MAC不存在于“交换机S₁”中的MAC的个数占所有个数的比值。

在上例中，(C的上联端口，B上的P端口)、(H的上联端口，B上的P端口)这两个间接相连，都通过上述公式计算权值，权值最小的就是直接相连。对于网络中的所有下级设备的端口和上级设备同一端口之间的间接相连，均通过上述公式计算权值，权值最小的间接相连，就是直接连接。

本发明实施例的网络拓扑自动发现方法在实际应用中有以下效果：

目前普遍使用基于转发表的网络设备拓扑发现都是适用于小型局域网，要求完整的转发表，并且计算量巨大，没有考虑VLAN的影响，是无法实际应用在电信级WLAN网络中的。本发明实施例的网络拓扑自动发现方法利用了电信级网络中的PPPoE、DHCP协议进行交换域的划分来简化计算，根据VLAN确认网络设备的层次关系，可以计算包含数十万设备、数千VLAN的电信级WLAN网络拓扑，对网络设备进行关联分析，可大量节约建设、运维、人力等投资成本。且设备的增加对本发明效率影响不大，设备数每增加1000台，总计算时间仅需增加2-3分钟。

本发明实施例的网络拓扑自动发现方法提高了WLAN网络建设质量的可控性及性能指标的可管理性，同时也为网络故障定位及准确判断故障点提供了及时可靠的依据；节约了大量人力每天手动进行网络监测的成本，提高了生产效率。

在整个移动WLAN网络迅速发展的今天，该方法为移动公司及时发现WLAN建设质量的问题提供了高效的保障手段，为及时快速优化建设质量争取了宝贵的时间，降低了由于网络质量问题而导致的用户投诉率，提升了用户满意度。

图4为本发明实施例提供的网络拓扑自动发现装置的结构示意图，如图4所示，所述装置包括：

分组模块11，用于将网络中的设备按照交换域进行分组，同一个交换域中的设备属于同一组；

层次确定模块12，用于根据所述分组确定每组中各设备之间的层次关系；

处理模块13，用于根据所述层次关系，计算下级设备的端口和上级设备端口间的连接关系，根据所述连接关系建立并更新网络拓扑。

本实施例提供的网络拓扑自动发现装置是与网络拓扑自动发现方法实施例一对应的装置实施例，其原理类似，此处不再赘述。

本实施例的网络拓扑自动发现装置，通过分组模块将网络设备按照交换域进行分组，同一个交换域中的设备属于同一组，由层次确定模块确定分组后的每组中各设备之间的层次关系，处理模块根据该层次关系，计算下级设备的端口和上级设备端口间的连接关系，根据该连接关系建立并更新网络拓扑。该装置中，通过分组缩小了设备的计算范围，同时确定层次关系后只需比较下级设备的端口和上级设备端口间的连接关系，减少计算量，提高实时性。

进一步的，所述层次确定模块12具体用于：

如果在第一设备的第一端口上学习到MAC所属的虚拟局域网VLAN集合，包含于在第二设备的所有端口上学习到所述MAC所属的VLAN集合的合集，则所述第一设备在所述第二设备的下级；其中，所述第一设备和所述第二设备 分别为同一组设备中都学习到所述MAC的任意两个设备，第一端口为所述第一设备的任意一个端口。

本实施例提供的网络拓扑自动发现装置是与上述网络拓扑自动发现方法对应的装置实施例，其原理和效果类似，此处不再赘述。

进一步的，所述处理模块13具体用于：

如果存在一个MAC，所述MAC在所述第一设备的非所述第一端口的端口和所述第二设备的第二端口均学习到，则所述第一端口和所述第二端口间接相连；其中，所述第二端口为所述第二设备的任意一个端口；

在所有和所述上级设备的同一端口之间间接相连的下级设备的端口中，计算所述下级设备的端口和所述上级设备的端口间接相连的权值，所述权值最小的间接相连为直接相连。

本实施例提供的网络拓扑自动发现装置是与上述网络拓扑自动发现方法对应的装置实施例，其原理和效果类似，此处不再赘述。

进一步的，所述处理模块13还用于：

针对间接相连二元组根据公式计算所述的权值；

其中，为所述上级设备的任意一个端口，为和所述间接相连的所述下级设备的任意一个端口，w为所述间接相连二元组的权值，为不在所述上学习到所述MAC的VLAN集合中元素的个数，为所述上学习到的MAC不存在于所述S₁中的MAC的个数占所述上学习到的所有MAC的个数的比值。

本实施例提供的网络拓扑自动发现装置是与上述网络拓扑自动发现方法对应的装置实施例，其原理和效果类似，此处不再赘述。

在实际应用中，所述分组模块11、层次确定模块12和处理模块13均可由 位于终端的中央处理器(CPU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)、或现场可编程门阵列(FPGA)等实现。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

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 (8)

1.一种网络拓扑自动发现方法，其特征在于，所述方法包括：

将网络中的设备按照交换域进行分组，同一个交换域中的设备属于同一组；

根据所述分组确定每组中各设备之间的层次关系；

根据所述层次关系，计算下级设备的端口和上级设备端口间的连接关系，根据所述连接关系建立并更新网络拓扑。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述分组确定每组中各设备之间的层次关系包括：

在第一设备的第一端口上学习到媒体访问控制MAC所属的虚拟局域网VLAN集合，包含于在第二设备的所有端口上学习到所述MAC所属的VLAN集合的合集时，所述第一设备在所述第二设备的下级；其中，所述第一设备和所述第二设备分别为同一组设备中都学习到所述MAC的任意两个设备，第一端口为所述第一设备的任意一个端口。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述层次关系，计算下级设备的端口和上级设备端口间的连接关系包括：

存在一个MAC，所述MAC在所述第一设备的非所述第一端口的端口和所述第二设备的第二端口均学习到，则所述第一端口和所述第二端口间接相连；其中，所述第二端口为所述第二设备的任意一个端口；

在所有和所述上级设备的同一端口之间间接相连的下级设备的端口中，计算所述下级设备的端口和所述上级设备的端口间接相连的权值，所述权值最小的间接相连为直接相连。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所有和所述上级设备的同一端口之间间接相连的下级设备的端口中，计算所述下级设备的端口和所述上级设备的端口间接相连的权值包括：

针对间接相连二元组根据计算所述的权值；

其中，为所述上级设备的任意一个端口，为和所述间接相连的所述下级设备的任意一个端口，w为所述间接相连二元组的权值，为不在所述上学习到所述MAC的VLAN集合中元素的个数，为所述上学习到的MAC不存在于所述S₁中的MAC的个数占所述上学习到的所有MAC的个数的比值。

5.一种网络拓扑自动发现装置，其特征在于，所述装置包括：

分组模块，用于将网络中的设备按照交换域进行分组，同一个交换域中的设备属于同一组；

层次确定模块，用于根据所述分组确定每组中各设备之间的层次关系；

处理模块，用于根据所述层次关系，计算下级设备的端口和上级设备端口间的连接关系，根据所述连接关系建立并更新网络拓扑。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述层次确定模块具体用于：

在第一设备的第一端口上学习到MAC所属的虚拟局域网VLAN集合，包含于在第二设备的所有端口上学习到所述MAC所属的VLAN集合的合集时，所述第一设备在所述第二设备的下级；其中，所述第一设备和所述第二设备分别为同一组设备中都学习到所述MAC的任意两个设备，第一端口为所述第一设备的任意一个端口。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理模块具体用于：

存在一个MAC，所述MAC在所述第一设备的非所述第一端口的端口和所述第二设备的第二端口均学习到，则所述第一端口和所述第二端口间接相连；其中，所述第二端口为所述第二设备的任意一个端口；

在所有和所述上级设备的同一端口之间间接相连的下级设备的端口中，计算所述下级设备的端口和所述上级设备的端口间接相连的权值，所述权值最小的间接相连为直接相连。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理模块还用于：

针对间接相连二元组根据计算所述的权值；

其中，为所述上级设备的任意一个端口，为和所述间接相连的所述下级设备的任意一个端口，w为所述间接相连二元组的权值，为不在所述上学习到所述MAC的VLAN集合中元素的个数，为所述上学习到的MAC不存在于所述S₁中的MAC的个数占所述上学习到的所有MAC的个数的比值。