CN109951321A - 一种变电站站控层网络拓扑分析方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变电站站控层网络拓扑分析方法、装置及存储介质，该方法包括如下步骤：基于拓扑发现算法，获取待测站控层网络中的种子路由设备的路由信息，令种子路由设备的跳数值为1；根据路由信息确定与种子路由设备连接的第一路由设备，令第一路由设备的跳数值为2；对于第一路由设备，根据拓扑发现算法确定与第一路由设备连接的第二路由设备，令第二路由设备的跳数值为3；递归拓扑发现算法，直至无法发现路由设备或发现的路由设备的跳数值大于指定跳数；根据发现的所有路由设备确定待测站控层网络的拓扑结构。本发明的技术方案能够自动确定站控层网络的拓扑结构，提高了网络拓扑分析的效率，减少了工作人员的工作量。

Description

一种变电站站控层网络拓扑分析方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，尤其涉及一种变电站站控层网络拓扑分析方法、装置及存储介质。

背景技术

目前，变电站的站控层网络大部分由以太网双网组网构成，呈树状结构，路由设备数量多，以太网线密布，并且存在部分老旧站点施工不规范的问题，造成许多网线无标签、标识，当出现网络问题造成通讯中断或通讯异常时，工作人员无法迅速定位故障定，给工作人员的维修工作造成很大的困难。为了能够迅速定位故障点，目前常采用网络测试仪或“ping命令”对站控层网络进行逐级查找来完善路由设备和网线的标签、标识，确定变电站的站控层网络的拓扑结构，即确定站控层网络中各路由设备之间的连接关系，但是手动查找标签、标识的方式费时费力，工作量大，并且效率低。

发明内容

为了提高变电站站控层网络拓扑分析的效率，减少工作人员的工作量，本发明提供一种变电站站控层网络拓扑分析方法、装置及存储介质。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种变电站站控层网络拓扑分析方法，该方法包括如下步骤：

基于拓扑发现算法，获取待测站控层网络中的种子路由设备的路由信息，令所述种子路由设备的跳数值为1。

根据所述路由信息确定与所述种子路由设备连接的第一路由设备，令所述第一路由设备的跳数值为所述种子路由设备的跳数值加1。

根据所述拓扑发现算法对所述第一路由设备进行处理，确定与所述第一路由设备连接的第二路由设备，令所述第二路由设备的跳数值为所述第一路由设备的跳数值加1。

递归所述拓扑发现算法，直至无法发现路由设备或发现的路由设备的跳数值大于指定跳数。

根据发现的所有所述路由设备确定所述待测站控层网络的拓扑结构。

第二方面，本发明提供了一种变电站站控层网络拓扑分析装置，包括：

获取模块，用于基于拓扑发现算法，获取待测站控层网络中的种子路由设备的路由信息，令所述种子路由设备的跳数值为1。

第一处理模块，用于根据所述路由信息确定与所述种子路由设备连接的第一路由设备，令所述第一路由设备的跳数值为所述种子路由设备的跳数值加1。

第二处理模块，用于根据所述拓扑发现算法对所述第一路由设备进行处理，确定与所述第一路由设备连接的第二路由设备，令所述第二路由设备的跳数值为所述第一路由设备的跳数值加1。

第三处理模块，用于递归所述拓扑发现算法，直至无法发现路由设备或发现的路由设备的跳数值大于指定跳数。

分析模块，用于根据发现的所有所述路由设备确定所述待测站控层网络的拓扑结构。

第三方面，本发明提供了一种变电站站控层网络拓扑分析装置，所述装置包括存储器和处理器。

所述存储器，用于存储计算机程序。

所述处理器，用于执行所述计算机程序时，实现如上所述的变电站站控层网络拓扑分析方法。

第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的变电站站控层网络拓扑分析方法。

本发明的变电站站控层网络拓扑分析方法、装置及存储介质的有益效果是：通过拓扑发现算法不断发现与当前路由设备连接的下一跳路由设备，直至无法发现路由设备或发现的路由设备的跳数值大于指定跳数，根据发现的各路由设备确定指定跳数范围内的站控层网络的拓扑结构，本发明的方案能够自动发现指定跳数范围内的路由设备，并确定路由设备之间的连接关系，大幅提高了变电站站控层网络拓扑分析的效率，并且减少了工作人员的工作量。当路由设备的跳数值大于指定跳数时停止搜索，能够只针对用户设定的跳数范围内的站控层网络进行分析，避免搜索深度过深，导致搜索时间过长。

附图说明

图1为本发明实施例的一种变电站站控层网络拓扑分析方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的一种变电站站控层网络拓扑分析装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

计算机网络中，网络拓扑结构中各子网通过各自的网关与其他子网通信，网关与路由设备的端口一一对应，数据通过路由设备从一个子网传输到另一个子网，路由设备的一个端口可以与一个子网连接，也可以与其它路由设备连接。

如图1所示，本发明实施例提供的一种变电站站控层网络拓扑分析方法，该方法包括如下步骤：

步骤110，基于拓扑发现算法，获取待测站控层网络中的种子路由设备的路由信息，令所述种子路由设备的跳数值为1。

具体地，变电站站控层网络为树状结构，最顶层的路由设备为种子路由设备，也可称为根路由器。跳数值为数据到达目标网络所经过的路由设备的数目，每经过一个路由器，跳数值加1。本实施例中，路由设备的跳数值对应该路由设备在站控层网络中的深度，即路由设备在站控层网络中所在的层数。

步骤120，根据所述路由信息确定与所述种子路由设备连接的第一路由设备，令所述第一路由设备的跳数值为所述种子路由设备的跳数值加1。

具体地，路由信息包括路由设备的路由类型ipRouteType值，拓扑发现算法是根据ipRouteType值来确定是否存在与该路由设备直接连接的下一跳路由设备。

步骤130，根据所述拓扑发现算法对所述第一路由设备进行处理，确定与所述第一路由设备连接的第二路由设备，令所述第二路由设备的跳数值为所述第一路由设备的跳数值加1。

步骤140，递归所述拓扑发现算法，直至无法发现路由设备或发现的路由设备的跳数值大于指定跳数。

步骤150，根据发现的所有所述路由设备确定所述待测站控层网络的拓扑结构。

本实施例中，通过拓扑发现算法不断发现与当前路由设备连接的下一跳路由设备，直至无法发现路由设备或发现的路由设备的跳数值大于指定跳数，根据发现的路由设备确定指定跳数范围内的站控层网络的拓扑结构，本发明的方案能够自动发现指定跳数范围内的路由设备，并确定路由设备之间的连接关系，大幅提高了变电站站控层网络拓扑分析的效率，并且减少了工作人员的工作量。当路由设备的跳数值大于指定跳数时停止搜索，能够只针对用户设定的跳数范围内的站控层网络进行分析，避免搜索深度过深，导致搜索时间过长。

优选地，在所述获取待测站控层网络中的种子路由设备的路由信息之前，该方法还包括如下步骤：

初始化待检设备网关链表、拓扑信息链表和子网信息链表

优选地，所述获取待测站控层网络中的种子路由设备的路由信息具体包括如下步骤：

向所述种子路由设备发送协议数据单元PDU征询数据包。

接收并解析所述种子路由设备返回的应答数据包，获得所述路由信息。

具体地，协议数据单元PDU(Protocol Data Unit)为SNMP协议报文，路由信息包括路由设备的路由表中的信息，路由表是一个存储在路由设备或联网计算机中的电子表格或类数据库，存储着只想特定网络地址的路径，含有网络周边的拓扑信息。

优选地，所述路由信息包括种子路由设备的路由类型ipRouteType值、网关IP地址ipAdEntAddr值、下一跳网关地址ipRouteNextHop值和目标子网的子网信息，所述根据所述路由信息确定与所述种子路由设备连接的第一路由设备具体包括如下步骤：

根据所述ipRouteType值确定所述路由信息对应的目标子网与所述种子路由设备之间的连接类型，所述连接类型包括直接连接和间接连接。

具体地，当ipRouteType值为1时，表示路由类型为其他；当ipRouteType值为2时，表示路由类型为无效；当ipRouteType值为3时，表示路由类型为直接路由，目标子网与路由设备直接连接；当ipRouteType值为4时，表示路由类型为间接路由，目标子网与路由设备间接连接。

当所述目标子网与所述种子路由设备直接连接时，不存在与所述种子路由设备连接的所述第一路由设备，将所述目标子网的子网信息添加至子网信息链表。

具体地，当ipRouteType值为3时，将路由设备的下一跳网关地址ipRouteNextHop值存储至拓扑信息链表，子网信息包括目标子网的IP地址ipRouteDest值、目标子网的子网掩码ipRouteMask值、目标子网的转发物理端口号ipRoutelflndex值和路由设备的接口类型ifDescr值，ipRoutelflndex值与ifDescr值对应，通过ipRoutelflndex值与ifDescr值的对应关系可以得到目标子网的类型，将ipRouteNextHop值和子网信息存储至子网信息链表。

当所述目标子网与所述种子路由设备间接连接时，存在与所述种子路由设备连接的所述第一路由设备，将所述ipAdEntAddr值ipRouteNextHop值添加至所述拓扑信息链表。

具体地，当ipRouteType值为4时，表示第一路由设备只能通过ipRouteNextHop值对应的下一跳路由器与目标子网连接。

当所述待检设备网关链表中无节点的IP地址与所述ipRouteNextHop值相同时，将所述ipRouteNextHop值添加至所述待检设备网关链表，并将所述ipRouteNextHop值对应的所述第一路由设备的跳数值设为2。

具体地，检测所述待检设备网关链表中是否有网关信息与ipRouteNextHop值相同，避免将同一个ipRouteNextHop值重复多次添加至待检设备网关链表。

优选地，根据所述拓扑发现算法对所述第一路由设备进行处理，确定与所述第一路由设备连接的第二路由设备具体包括如下步骤：

当所述待检设备网关链表不为空且所述第一路由设备的跳数值不大于指定跳数时，读取所述待检设备网关链表中与所述第一路由设备对应的所述ipRouteNextHop值，将所述ipRouteNextHop值封装入所述PDU征询数据包发送给所述第一路由设备。

具体地，待检设备网关链表为空时，表示没有与当前路由设备连接的下一跳路由设备，若路由设备的跳数值大于指定跳数，停止搜索，避免搜索时间过长，种子路由设备的ipRouteNextHop值就是第一路由设备的IP地址，根据ipRouteNextHop值可将PDU征询数据包准确发送给第一路由设备。

接收并解析从所述第一路由设备返回的应答数据包，获得所述第一路由设备的路由信息。

基于所述拓扑发现算法，根据所述第一路由设备的路由信息确定与所述第一路由设备连接的所述第二路由设备，将所述第二路由设备的跳数值设为3。

具体地，与上述种子路由设备的路由信息相同的处理方法，以拓扑发现算法对第一路由设备的信息进行处理，根据第二路由信息中ipRouteType值确定路由类型，进而确定是否存在与第一路由设备连接的第二路由设备。

优选地，递归所述拓扑发现算法，直至无法发现路由设备或发现的所述路由设备的跳数值大于指定跳数的具体实现为：

重复采用所述拓扑发现算法对发现的所述路由设备进行处理，确定与所述路由设备连接的下一跳路由设备，将所述下一跳路由设备的跳数值设为所述路由设备的跳数值加1，直至无法发现与所述路由设备连接的所述下一跳路由设备或所述下一跳路由设备的跳数值大于所述指定跳数。

具体地，对于发现的路由设备，根据拓扑发现算法确定与所述路由设备连接的下一跳路由设备，再根据拓扑发现算法确定与下一跳路由设备连接的新路由设备，将下一跳路由设备的跳数值在路由设备的跳数值的基础上加1，采用拓扑发现算法重复对发现的路由设备进行处理，直至无法发现与所述路由设备连接的下一跳路由设备或所述下一跳路由设备的跳数值大于指定跳数。待检设备网关链表为空表示整个站控层网络搜索结束，路由设备的跳数值大于指定跳数时停止搜索，只针对用户设定的指定跳数范围内进行搜索，避免搜索时间过长。

优选地，所述根据发现的所述路由设备确定所述待测站控层网络的拓扑结构具体包括如下步骤：

根据所述拓扑信息链表中的信息，确定所述路由设备之间的连接关系。

并根据所述子网信息链表中的所述子网信息，确定所述目标子网与所述路由设备之间的连接关系。

具体地，站控层网络的拓扑结构是指站控层网络中各个路由设备之间的连接关系，还可包括目标子网与路由设备之间的连接关系，当ipRouteType值为3时，将ipRouteNextHop值与ipRouteMask值相与可以得到与路由设备直接连接的目标子网的地址，进而确定目标子网与路由设备之间的连接关系。通过拓扑信息链表中的ipAdEntAddr值和ipRouteNextHop值可以确定与当前路由设备连接的上一跳路由设备和下一跳路由设备，进而可以确定各路由设备之间的连接关系。

如图2所示，本发明实施例提供的一种变电站站控层网络拓扑分析装置，包括：

获取模块，用于基于拓扑发现算法，获取待测站控层网络中的种子路由设备的路由信息，令所述种子路由设备的跳数值为1。

第一处理模块，用于根据所述路由信息确定与所述种子路由设备连接的第一路由设备，令所述第一路由设备的跳数值为所述种子路由设备的跳数值加1。

第二处理模块，用于根据所述拓扑发现算法对所述第一路由设备进行处理，确定与所述第一路由设备连接的第二路由设备，令所述第二路由设备的跳数值为所述第一路由设备的跳数值加1。

第三处理模块，用于递归所述拓扑发现算法，直至无法发现路由设备或发现的路由设备的跳数值大于指定跳数。

分析模块，用于根据发现的所有所述路由设备确定所述待测站控层网络的拓扑结构。

本发明另一实施例提供的一种变电站站控层网络拓扑分析装置包括存储器和处理器。所述存储器，用于存储计算机程序。所述处理器，用于执行所述计算机程序时，实现如上所述的变电站站控层网络拓扑分析方法。该装置可以为计算机等装置。

本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的变电站站控层网络拓扑分析方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变电站站控层网络拓扑分析方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

基于拓扑发现算法，获取待测站控层网络中的种子路由设备的路由信息，令所述种子路由设备的跳数值为1；

根据所述路由信息确定与所述种子路由设备连接的第一路由设备，令所述第一路由设备的跳数值为所述种子路由设备的跳数值加1；

根据所述拓扑发现算法对所述第一路由设备进行处理，确定与所述第一路由设备连接的第二路由设备，令所述第二路由设备的跳数值为所述第一路由设备的跳数值加1；

递归所述拓扑发现算法，直至无法发现路由设备或发现的路由设备的跳数值大于指定跳数；

根据发现的所有所述路由设备确定所述待测站控层网络的拓扑结构。

2.根据权利要求1所述的变电站站控层网络拓扑分析方法，其特征在于，在所述获取待测站控层网络中的种子路由设备的路由信息之前，所述方法还包括如下步骤：

初始化待检设备网关链表、拓扑信息链表和子网信息链表。

3.根据权利要求2所述的变电站站控层网络拓扑分析方法，其特征在于，所述获取待测站控层网络中的种子路由设备的路由信息具体包括如下步骤：

向所述种子路由设备发送协议数据单元PDU征询数据包；

接收并解析所述种子路由设备返回的应答数据包，获得所述路由信息。

4.根据权利要求3所述的变电站站控层网络拓扑分析方法，其特征在于，所述路由信息包括所述种子路由设备的路由类型ipRouteType值、网关IP地址ipAdEntAddr值、下一跳网关地址ipRouteNextHop值和目标子网的子网信息，所述根据所述路由信息确定与所述种子路由设备连接的第一路由设备具体包括如下步骤：

根据所述ipRouteType值确定所述路由信息对应的目标子网与所述种子路由设备之间的连接类型，所述连接类型包括直接连接和间接连接；

当所述目标子网与所述种子路由设备直接连接时，不存在与所述种子路由设备连接的所述第一路由设备，将所述目标子网的子网信息添加至所述子网信息链表；

当所述目标子网与所述种子路由设备间接连接时，存在与所述种子路由设备连接的所述第一路由设备，将所述ipAdEntAddr值和所述ipRouteNextHop值添加至所述拓扑信息链表；

当所述待检设备网关链表中无节点的IP地址与所述ipRouteNextHop值相同时，将所述ipRouteNextHop值添加至所述待检设备网关链表，并将所述ipRouteNextHop值对应的所述第一路由设备的跳数值设为2。

5.根据权利要求4所述的变电站站控层网络拓扑分析方法，其特征在于，所述根据所述拓扑发现算法对所述第一路由设备进行处理，确定与所述第一路由设备连接的第二路由设备具体包括如下步骤：

当所述待检设备网关链表不为空且所述第一路由设备的跳数值不大于指定跳数时，读取所述待检设备网关链表中与所述第一路由设备对应的所述ipRouteNextHop值，将所述ipRouteNextHop值封装入所述PDU征询数据包发送给所述第一路由设备；

接收并解析从所述第一路由设备返回的应答数据包，获得所述第一路由设备的路由信息；

基于所述拓扑发现算法，根据所述第一路由设备的路由信息确定与所述第一路由设备连接的所述第二路由设备，将所述第二路由设备的跳数值设为3。

6.根据权利要求5所述的变电站站控层网络拓扑分析方法，其特征在于，所述递归所述拓扑发现算法，直至无法发现路由设备或发现的所述路由设备的跳数值大于指定跳数的具体实现为：

重复采用所述拓扑发现算法对发现的所述路由设备进行处理，确定与所述路由设备连接的下一跳路由设备，将所述下一跳路由设备的跳数值设为所述路由设备的跳数值加1，直至无法发现与所述路由设备连接的所述下一跳路由设备或所述下一跳路由设备的跳数值大于所述指定跳数。

7.根据权利要求3至6任一项所述的变电站站控层网络拓扑分析方法，其特征在于，所述根据发现的所述路由设备确定所述待测站控层网络的拓扑结构具体包括如下步骤：

根据所述拓扑信息链表中的信息，确定所述路由设备之间的连接关系；

并根据所述子网信息链表中的所述子网信息，确定所述目标子网与所述路由设备之间的连接关系。

8.一种变电站站控层网络拓扑分析装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于基于拓扑发现算法，获取待测站控层网络中的种子路由设备的路由信息，令所述种子路由设备的跳数值为1；

第一处理模块，用于根据所述路由信息确定与所述种子路由设备连接的第一路由设备，令所述第一路由设备的跳数值为所述种子路由设备的跳数值加1；

第二处理模块，用于根据所述拓扑发现算法对所述第一路由设备进行处理，确定与所述第一路由设备连接的第二路由设备，令所述第二路由设备的跳数值为所述第一路由设备的跳数值加1；

第三处理模块，用于递归所述拓扑发现算法，直至无法发现路由设备或发现的路由设备的跳数值大于指定跳数；

分析模块，用于根据发现的所有所述路由设备确定所述待测站控层网络的拓扑结构。

9.一种变电站站控层网络拓扑分析装置，其特征在于，所述装置包括存储器和处理器；

所述存储器，用于存储计算机程序；

所述处理器，用于执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至7任一项所述的变电站站控层网络拓扑分析方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至7任一项所述的变电站站控层网络拓扑分析方法。