CN110661629B - 一种网络拓扑发现方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种网络拓扑发现方法，向接入网络的每个交换机分配各自对应的网络标识信息，并存储在软件定义网络(SDN)控制器中；第一交换机接入所述网络时，采用所述第一交换机的网络标识信息与存储的所述网络中每个第二交换机网络标识信息，配置所述第一交换机与所述每个第二交换机之间分别对应的通信隧道，及每个通信隧道对应的互联链路；将各互联链路的配置信息发送给第一交换机与第二交换机，并获取第一交换机与第二交换机在接收所述各互联链路配置信息后分别返回的第一端口上报信息，将互联链路配置信息与第一端口上报信息匹配的通信隧道，确定为网络拓扑中的通信隧道。本发明实施例还公开了一种网络拓扑发现装置、存储介质。

Description

一种网络拓扑发现方法和装置

技术领域

本发明涉及软件定义网络(SDN，Software Defined Network)技术领域，尤其涉及一种网络拓扑发现方法和装置。

背景技术

SDN作为一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式。SDN通常用于将网络设备上的控制权分离出来，由集中的SDN控制器管理，无须依赖底层网络设备，从而屏蔽来自底层网络设备的差异。SDN控制器能够集中管理网络，首先要确定交换机之间的连接关系，并能够对各个交换机之间的连接关系的变化做出快速反应，目前，链路发现协议(LLDP，Link Layer Discovery Protocol)是SDN控制器常用的确定交换机连接关系方法。

LLDP允许局域网中的结点告知其他结点自身的功能(capabilities)和相邻结点(neighbors)。在图1所示的SDN网络中，SW1、SW2和SW3表示三个交换机，SDN控制器能够主动向自身连接的交换机发出LLDP报文；以确定SW1、SW3互联状态为例，SDN控制器通过SW1的状态、信息查询，封装LLDP报文，并通过发包信息(Packet-Out Message)将LLDP发送至SW1，SW1按照Packet-Out Message的动作列表(Action List)处理，将LLDP报文从换网端口(Fabric Port)发送出去，SW3接收到LLDP报文后，通过未匹配表(Table-Miss)或者LLDP的匹配(Match)表项，将LLDP报文通过收包信息(Packet-In Message)发送给SDN控制器，SDN控制器通过查阅Packet-In Message的输入端口(input-port)，LLDP包(Packet)等信息，可以感知到SW1-SW3的互联状态；通过重复上述的状态，可以完成整个网络拓扑的发现。

一般，LLDP比较适用于交换机数量比较少的场景，如果网络拓扑中的交换机达到成千量级时，需要手工配置隧道费时费力，SDN控制器周期性的发送LLDP报文，维护网络拓扑中的链路状态，对SDN控制器性能要求较高。

因此，如何能在不实时采集所有设备隧道状态下完成网络拓扑发现，并实现网络中互联链路的配置信息的自动下发，适应大规模交换机场景，降低SDN控制器负载，是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种网络拓扑发现方法和装置，能完成网络拓扑发现，并实现网络中互联链路的配置信息的自动下发，适应大规模交换机场景，降低SDN控制器负载。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种网络拓扑发现方法，所述方法包括：根据预设网络标识分配规则，分别向接入网络的每个交换机分配各自对应的网络标识信息，并存储在SDN控制器中；所述方法还包括：

第一交换机接入所述网络时，采用所述第一交换机的网络标识信息与存储的所述网络中每个第二交换机网络标识信息，配置所述第一交换机与所述每个第二交换机之间各自对应的通信隧道、以及每个通信隧道对应的互联链路；

将每个互联链路的配置信息分别发送给所述第一交换机以及与所述互联链路对应的第二交换机，并获取所述第一交换机与所述每个第二交换机在接收各自的互联链路配置信息后分别返回的第一端口上报信息，将所述互联链路配置信息与所述第一端口上报信息匹配的通信隧道，确定为所述网络拓扑中的通信隧道。

上述方案中，所述根据预设网络标识分配规则，分别向接入网络的每个交换机分配各自对应的网络标识信息，包括：

向接入网络的每个交换机分配各自对应的设备标识号(Device ID)和/或虚拟网络隧道端点互联协议地址(VTEP IP)。

上述方案中，所述互联链路包括：第一单向链路和/或第二单向链路；所述互联链路的配置信息包括：所述第一单向链路的表征信息和/或所述第二单向链路的表征信息；所述第一单向链路和第二单向链路传输方向相反；

表征所述第一交换机和第二交换机之间的通信隧道的信息包括：所述第一交换机对应的VTEP IP和Device ID，以及所述第二交换机的VTEP IP；

所述通信隧道的第一单向链路第一源端的表征信息包括：所述第一交换机的Device ID和预设第一端口号；

所述通信隧道的第一单向链路第一目的端的表征信息包括：所述第二交换机的Device ID和预设第二端口号；

所述通信隧道的第二单向链路第二源端的表征信息包括：所述第二交换机的Device ID和预设第二端口号；

所述通信隧道的第二单向链路第二目的端的表征信息包括：所述第一交换机的Device ID和预设第一端口号。

上述方案中，所述第一交换机与所述每个第二交换机在接收所述各互联链路配置信息后分别返回的第一端口上报信息，包括：

所述第一交换机和所述第二交换机分别根据所述互联链路的配置信息，为所述互联链路分配端口，并通过第一端口上报信息进行上报所述分配的端口；

所述第一端口上报信息包括：Device ID和端口号。

上述方案中，所述将所述互联链路配置信息与所述第一端口上报信息匹配的通信隧道，确定为所述网络拓扑中的通信隧道，包括：

所述互联链路信的信息中所述第一单向链路的Device ID及端口号、所述第二单向链路的Device ID及端口号，均存在于所述端口上报信息的Device ID及端口号之中时，确定所述互联链路对应的通信隧道在所述网络拓扑中建立。

上述方案中，所述方法还包括：

获取所述第一交换机和/或第二交换机在各自端口发生变化时发送的第二端口上报信息；

将所述互联链路配置信息与所述第二端口上报信息相匹配的通信隧道确定为网络拓扑的通信隧道；

所述第二端口上报信息包括：Device ID和端口号。

上述方案中，所述第一交换机和所述各第二交换机属于同一网关内的交换机。

本发明实施例还提供了一种网络拓扑发现装置，所述装置包括：标识分配模块，配置模块和拓扑发现模块，其中，

所述标识分配模块，用于根据预设网络标识分配规则，分别向接入网络的每个交换机分配各自对应的网络标识信息，并存储在SDN控制器中；

所述配置模块，用于第一交换机接入所述网络时，采用所述第一交换机的网络标识信息与存储的所述网络中每个第二交换机网络标识信息，配置所述第一交换机与所述每个第二交换机各自分别对应的通信隧道、及每个通信隧道对应的互联链路；

所述拓扑发现模块，用于将每个互联链路的配置信息分别发送给所述第一交换机以及与所述互联链路对应的第二交换机，并获取所述第一交换机与所述每个第二交换机在接收各自互联链路配置信息后分别返回的第一端口上报信息，将所述互联链路配置信息与所述第一端口上报信息匹配的通信隧道，确定为所述网络拓扑中的通信隧道。

上述方案中，所述标识分配模块，具体用于：

向接入网络的每个交换机分配各自对应的Device ID和/或VTEP IP。

上述方案中，所述互联链路包括：第一单向链路和/或第二单向链路；所述互联链路的配置信息包括：所述第一单向链路的表征信息和/或所述第二单向链路的表征信息；所述第一单向链路和第二单向链路传输方向相反；

表征所述第一交换机和第二交换机之间的通信隧道的信息包括：所述第一交换机对应的VTEP IP和Device ID，以及所述第二交换机的VTEP IP；

所述通信隧道的第一单向链路第一源端的表征信息包括：所述第一交换机的Device ID和预设第一端口号；

所述通信隧道的第一单向链路第一目的端的表征信息包括：所述第二交换机的Device ID和预设第二端口号；

所述通信隧道的第二单向链路第二源端的表征信息包括：所述第二交换机的Device ID和预设第二端口号；

所述通信隧道的第二单向链路第二目的端的表征信息包括：所述第一交换机的Device ID和预设第一端口号。

上述方案中，所述拓扑发现模块，具体用于：

获取所述第一交换机和所述第二交换机分别根据所述互联链路的配置信息，为所述互联链路分配端口，并返回的第一端口上报信息；

所述第一端口上报信息用于上报所述分配的端口；

所述第一端口上报信息包括：Device ID和端口号。

上述方案中，所述拓扑发现模块，具体用于：

所述互联链路信的信息中所述第一单向链路的Device ID及端口号、所述第二单向链路的Device ID及端口号，均存在于所述端口上报信息的Device ID及端口号之中时，确定所述互联链路对应的通信隧道在所述网络拓扑中建立。

上述方案中，所述拓扑发现模块，还用于：

获取所述第一交换机和/或第二交换机在各自端口发生变化时发送的第二端口上报信息；

将所述互联链路配置信息与所述第二端口上报信息相匹配的通信隧道确定为网络拓扑的通信隧道；

所述第二端口上报信息包括：Device ID和端口号。

上述方案中，所述第一交换机和所述各第二交换机属于同一网关内的交换机。

本发明实施例还提供了一种存储介质，其上存储由可执行程序，所述可执行程序被处理器执行时实现上述方法任一种所述网络拓扑发现方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种网络拓扑发现装置，包括处理器、存储器及存储在存储器上并能够有所述处理器运行的可执行程序，所述处理器运行所述可执行程序时执行上述方法任一种所述网络拓扑发现方法的步骤。

本发明实施例所提供的网络拓扑发现方法和装置；根据预设网络标识分配规则，分别向接入网络的每个交换机分配各自对应的网络标识信息，并存储在SDN控制器中；第一交换机接入所述网络时，采用所述第一交换机的网络标识信息与存储的所述网络中每个第二交换机网络标识信息，配置所述第一交换机与所述每个第二交换机之间各自对应的通信隧道、以及每个通信隧道对应的互联链路；将每个互联链路的配置信息分别发送给所述第一交换机以及与所述互联链路对应的第二交换机，并获取所述第一交换机与所述每个第二交换机在接收各自的互联链路配置信息后分别返回的第一端口上报信息，将所述互联链路配置信息与所述第一端口上报信息匹配的通信隧道，确定为所述网络拓扑中的通信隧道。如此，在交换机接入网络时，通过存储的网络中现有交换机信息，仅建立与接入交换机之间的隧道，不再实时采集所有设备通信隧道状态，并能自动向交换机下发通信隧道的链路配置信息，不再由人工逐个交换机处理，适应大规模交换机场景，进而完成网络拓扑发现，降低SDN控制器负载。

附图说明

图1为现有技术SDN网络及信息交互示意图；

图2为本发明实施例网络拓扑发现方法的流程示意图；

图3为本发明实施例SDN网络及信息交互示意图；

图4为本发明实施例网络拓扑发现方法具体实施流程示意图；

图5为本发明实施例网络拓扑发现装置组成结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例中，根据预设网络标识分配规则，分别向接入网络的每个交换机分配各自对应的网络标识信息，并存储在SDN控制器中；第一交换机接入所述网络时，采用所述第一交换机的网络标识信息与存储的所述网络中每个第二交换机网络标识信息，配置所述第一交换机与所述每个第二交换机之间各自对应的通信隧道、以及每个通信隧道对应的互联链路；将每个互联链路的配置信息分别发送给所述第一交换机以及与所述互联链路对应的第二交换机，并获取所述第一交换机与所述每个第二交换机在接收各自的互联链路配置信息后分别返回的第一端口上报信息，将所述互联链路配置信息与所述第一端口上报信息匹配的通信隧道，确定为所述网络拓扑中的通信隧道。

下面结合实施例对本发明再作进一步详细的说明。

本发明实施例提供的网络拓扑发现方法，如图2所示，所述方法包括：

步骤201：根据预设网络标识分配规则，分别向接入网络的每个交换机分配各自对应的网络标识信息，并存储在SDN控制器中；

这里，可以由SDN中的SDN控制器来分配网络标识信息，用于在网络中标识接入的交换机；所述网络标识分配规则可以根据实际需求设置，如可以预设用于标识交换机的字符表达形式，用Device ID或网络地址标识交换机等，也可以设置Device ID组成方式等，以及设置Device ID或网络地址的时机等。

进一步的，可以向接入网络的各交换机分配各自对应的Device ID和/或VTEP IP；

这里，所述Device ID可以采用一种数字可以用来标识一个交换机，方便SDN控制器通过Device ID来对交换机做出对应的处理；所述VTEP IP为SDN网络中设备之间的互联地址，可以用于SDN控制器配置交换机隧道，SDN控制器根据可以VTEP IP和Device ID生成隧道端口，下发到交换机，端口链路信息也会同时配置到SDN控制器的数据库。

实际应用中，可以在SDN控制器中设置静态网络拓扑模式，在静态网络拓扑模式中可以关闭LLDP；可以在所述静态网络拓扑模式的SDN控制器上对网络中交换机网络拓扑链路做出预配置，可以对不同流量模型的交换机进行分组，例如分成不同的POD组，所述POD组主要用于SDN控制器把具有相同流量模型的交换机放到同一个组内，组内的交换机两两之间形成隧道；分组可以便于SDN控制器进行组内交换机的管理。接入交换机时，除可以分配Device ID和VTEP IP之外，还可以分配交换机类型，所述交换机类型主要可以分为两种物理交换机和虚拟交换机，SDN控制器可以根据选择的交换机类型，采取不同的协议与交换机进行配置交互，虚拟交换机可以采取ovsdb协议；物理交换机可以采取netconf协议。

步骤202：第一交换机接入所述网络时，采用所述第一交换机的网络标识信息与存储的所述网络中每个第二交换机网络标识信息，配置所述第一交换机与所述每个第二交换机之间各自对应的通信隧道、以及每个通信隧道对应的互联链路；

这里，所述第一交换机可以是当前正在接入网络的交换机，所述第二交换机可以是已经存在于网络中的交换机；这里，如果第二交换机只有一台，那么第二交换机还没有与任何交换机形成连接；如果第二交换机有两台以上，则认为第二交换机之间已经形成了两两互联；这里，网络拓扑发现的目的是实现交换机之间的两两互联，可以在SDN控制器中对当前接入的第一交换机和第二交换机之间的通信隧道进行预配置，以及对组成通信隧道的互联链路进行预配置；

所述互联链路包括互为反向的第一单向链路和第二单向链路；即在一个通信隧道中，如果第一单向链路为从第一交换机向第二交换机传输数据，那么第二单向链路为从第二交换机向第一交换机传输数据。可以用网络地址等来表征所述通信隧道，可以从交换机的端口信息等来表征所述互联链路。

进一步的，所述第一交换机和所述各第二交换机属于同一网关内的交换机。由于不同网关直接容易产生网络地址的重叠，影响数据传输；因此，本发明实施例提供的方法可以在同一网关的交换机之间进行网络拓扑机构发现。

更进一步的，所述互联链路包括：第一单向链路和/或第二单向链路；所述互联链路的配置信息包括：所述第一单向链路的表征信息和/或所述第二单向链路的表征信息；所述第一单向链路和第二单向链路传输方向相反；表征所述第一交换机和第二交换机之间的通信隧道的信息包括：所述第一交换机对应的VTEP IP和设备标识号，以及所述第二交换机的VTEP IP；所述通信隧道的第一单向链路第一源端的表征信息包括：所述第一交换机的Device ID和预设第一端口号；所述通信隧道的第一单向链路第一目的端的表征信息包括：所述第二交换机的Device ID和预设第二端口号；所述通信隧道的第二单向链路第二源端的表征信息包括：所述第二交换机的Device ID和预设第二端口号；所述通信隧道的第二单向链路第二目的端的表征信息包括：所述第一交换机的Device ID和预设第一端口号；

具体的，所述第一交换机对和第二交换机之间的通信隧道包含的字段可以包括源交换机VTEP IP、源交换机端口号，目的交换机VTEP IP；可以把此隧道端口绑定到交换机的网桥上，绑定的同时指定此端口的端口号。所述端口号是用来指定端口的标识号；源VTEPIP和源端口号可以是第一交换机的VTEP IP和端口号，目的VTEP IP可以是第二交换机的VTEP IP；

SDN控制器网管根据各交换机接入时配置的VTEP IP、Device ID，生成对应隧道的端口，将第一交换机和第二交换机两两之间生成互联链路，即两条单链路。一条单向链路包含源Device ID、源端口号、目的Device ID、目的端口号；

配置所述隧道和互联链路后，SDN控制器可以在指定的SDN控制器域如C域下发存储所有设备的链路配置。所述C域代表是SDN控制器底层数据库，可以用于存储SDN控制器网管下发的配置；

以第一交换机为交换机1，网络中现有的第二交换机为交换机2、交换机3、交换机4、交换机5为例；第一交换机和第二交换机之间形成的互联链路如下所示：

Link1(src_device_id：1，src_port_no：54464，dst_device_id：2，dst_port_no：54465)

Link2(src_device_id：1，src_port_no：54466，dst_device_id：3，dst_port_no：54467)

Link3(src_device_id：1，src_port_no：54468，dst_device_id：4，dst_port_no：54469)

Link4(src_device_id：1，src_port_no：54469，dst_device_id：5，dst_port_no：54470)

Link5(src_device_id：2，src_port_no：54465，dst_device_id：1，dst_port_no：54464)

Link6(src_device_id：3，src_port_no：54467，dst_device_id：1，dst_port_no：54466)

Link7(src_device_id：4，src_port_no：54469，dst_device_id：1，dst_port_no：54468)

Link8(src_device_id：5，src_port_no：54470，dst_device_id：1，dst_port_no：54469)

其中，src_device_id表示源Device ID，src_port_no表示源端口号，dst_device_id表示目的Device ID，dst_port_no表示目的端口号；以Link1为例，表示以Device ID为1的第一交换机的54464端口号为源端，Device ID为2的第二交换机的54465端口号建立的单向链路。Link1和Link5组成了交换机1和交换机2之间的通信隧道。

步骤203：将每个互联链路的配置信息分别发送给所述第一交换机以及与所述互联链路对应的第二交换机，并获取所述第一交换机与所述每个第二交换机在接收各自的互联链路配置信息后分别返回的第一端口上报信息，将所述互联链路配置信息与所述第一端口上报信息匹配的通信隧道，确定为所述网络拓扑中的通信隧道。

进一步的，所述第一交换机和所述第二交换机分别根据所述互联链路的配置信息，为所述互联链路分配端口，并通过第一端口上报信息进行上报所述分配的端口；所述第一端口上报信息包括：Device ID和端口号；

具体的，SDN控制器将各互联链路配置信息发送到交换机上，交换机的端口就发生了变化，会触发端口上报信息，即port-status消息上送到SDN控制器。所述port-status用于传递端口变化信息，当交换机的端口增加、删除、打开、关闭都会触发此消息向SDN控制器上报；port-status消息可以包括Device ID和端口号；

互联链路配置信息发送到交换机上后，交换机根据互联链路配置信息中的DeviceID和端口号，分配自身的端口号；如Link1(src_device_id：1，src_port_no：54464，dst_device_id：2，dst_port_no：54465)发送到交换机1时，第一交换机上报分配的端口deviceid 1，port_no：54464；

当各互联链路配置信息中的某一单向链路配置信息与端口上报信息匹配时，则确定该单向链路建立；当某一通信隧道中的互联链路配置信息与端口上报信息匹配时，则确定通信隧道建立。

进一步的，所述互联链路信的信息中所述第一单向链路的Device ID及端口号、所述第二单向链路的Device ID及端口号，均存在于所述端口上报信息的Device ID及端口号之中时，则确定所述互联链路对应的通信隧道在所述网络拓扑中建立；

具体的，以上述第一交换机为交换机1，网络中现有的第二交换机为交换机2、交换机3、交换机4、交换机5为例；交换机1、2、3、4、5各互联链路配置信息后，通过port-status事件上报给SDN控制器；上报的端口属性如下：

端口1(device id 2，port_no：54465)

端口2(device id 3，port_no：54467)

端口3(device id 4，port_no：54469)

端口4(device id 5，port_no：54470)

端口5(device id 1，port_no：54464)

端口6(device id 1，port_no：54466)

端口7(device id 1，port_no：54468)

端口8(device id 1，port_no：54469)

获取端口上报信息后，SDN控制器C域保存的8条链路(link)与交换机上报的8个端口可以采用如下方式进行比较：

交换机1上报端口5(device id 1，port_no：54464)与link1保存的src_device_id、src_port_no一致，交换机2上报的端口1(Device ID 2，port_no：54465)与link1保存的dst_device_id、dst_port_no一致，SDN控制器可以把link1上报到SDN控制器网管中网络拓扑模块显示，一条交换机1指向交换机2的单向链路即可形成；同时，交换机2上报的端口1(Device ID 2，port_no：54465)与link5的src_device_id、src_port_no一致，交换机1上报的端口5(device id 1，port_no：54464)与link5的dst_device id、dst_port_no一致，SDN控制器可以把link5上报到SDN控制器网管中网络拓扑模块显示，一条交换机2指向交换机1的单向链路即可形成；

SDN控制器可以在C域中把device id 1上的端口号54464对应的端口封装为fabric，把Device ID 2上的端口号54465对应的端口封装为fabric口；由此，连接设交换机1和交换机2的端口都封装为fabric，对应隧道link1和link5也已形成，SDN控制器网管网络拓扑中在交换机1和交换机2之间可以显示出双向链路。表明交换机1和交换机2之间的隧道建立；其中，所述fabric口是一种端口封装类型，隧道端口封装为fabric口类型，其余端口封装为access口；可以预先自定义；

同理可分析与交换机1相连的8条链路，即交换机1与交换机2、3、4、5形成双向隧道。对交换机2、3、4、5作类似分析可得出对应链路，在此不在赘述。本发明可实现SDN控制器自动下发隧道，非常适合接入大规模交换机场景，自动化部署隧道的效率高。

更进一步的，获取所述第一交换机和/或第二交换机在各自端口发生变化时发送的第二端口上报信息；将所述互联链路配置信息与所述第二端口上报信息相匹配的通信隧道确定为网络拓扑的通信隧道；所述第二端口上报信息包括：Device ID和端口号；

当交换机的端口发生变化如增加、删除、打开、关闭端口时，都会触发端口上报信息，即port-status，向SDN控制器上报，上报的port-status包含Device ID、端口号等，SDN控制器接收到第二端口上报信息后，可以与在先存储的所述互联链路配置信息进行比较，从而进行网络拓扑发现；SDN控制器仅对端口发生变化的交换机做出对应处理，不用实时采集所有设备隧道状态，减小SDN控制器的负载。

实际应用中，针对同时接入多个交换机的情况，可以建立导入模板，配置参数信息，然后通过SDN控制器上的批量导入命令把模板导入，根据模板内的交换机信息，自动建立隧道。所述导入模板的参数可以包括：设备类型、管理口IP、Device ID、VTEP IP，POD组和ROLE等。所述设备类型代表设备是硬件设备还是软件设备；所述ROLE代表设备是网关还是其他普通设备。如此可以批量导入交换机，提高导入效率。

下面结合具体示例对本发明产生的积极效果作进一步详细的描述；

图3为本发明示例提供的SDN网络拓扑发现交互示意图，SDN控制器与交换机之间采用协议交互，SDN控制器可以利用netconf或者ovsdb协议对交换机下发隧道配置，交换机端口发送变化时利用openflow协议向SDN控制器上报端口信息；

SDN网络拓扑发现具体步骤，如图4所示，包括：

步骤401：开启静态网络拓扑链路发现模式；

SDN控制器采用静态网络拓扑链路发现模式，即不利用LLDP协议发现网络拓扑。

步骤402：SDN控制器创建POD组，POD组用于把加入到这个组内所有设备建立两两互联(full mesh)，POD组之间的必须通过网关设备建立联系。

步骤403：SDN控制器上接入交换机，接入交换机时必须填入POD组ID和Device ID，而VTEP IP是选填，如果步骤不填写VTEP IP，则执行步骤404，否则，填写VTEP IP，并执行步骤405；

所述Device ID是一种数字，可以用来标识一个交换机，方便SDN控制器通过Device ID来对交换机做出对应的处理；VETP IP配置在交换机的隧道端口上，当与其他设备建立隧道之前必须保证网络可达；所述隧道端口是交换机的一种逻辑端口，其与交换机的物理端口绑定，一个隧道端口用来与另外一个设备建立一个单向链路，另一个设备也建立一个单向链路，两个设备之间双向链路即可形成。

步骤404：交换机接入后再输入VETP IP。SDN控制器界面上可以设有交换机属性的菜单栏。交换机属性包含的设置项可以包括VETP IP，实现对交换机VETP IP更新、删除的操作。

步骤405：SDN控制器对接入的交换机下发隧道配置。所述隧道配置包含3个参数，源VTEP IP、源端口号、目的VTEP IP，并把此隧道端口绑定到交换机的网桥上，绑定的同时指定此端口的端口号。所述端口号是用来指定端口的ID号。源VTEP IP和源端口号可以是交换机1的VTEP IP和端口号，目的VTEP IP可以是交换机2、交换机3、交换机4、交换机5的VTEPIP。

步骤406：SDN控制器网管对SDN控制器C域下发所有设备的链路配置。所述SDN控制器C域代表是SDN控制器底层数据库，用于存储SDN控制器网管下发的配置。所述链路配置是指SDN控制器网管根据交换机接入时输入的VTEP IP、Device ID，同时生成对应隧道的端口，POD组内的设备两两之间生成链路，一条单向链路包含源Device ID、源端口号、目的Device ID、目的端口号；

SDN控制器C域保存的与交换机1相关的链路属性为：

Link1(src_device_id：1，src_port_no：54464，dst_device_id：2，dst_port_no：54465)

Link2(src_device_id：1，src_port_no：54466，dst_device_id：3，dst_port_no：54467)

Link3(src_device_id：1，src_port_no：54468，dst_device_id：4，dst_port_no：54469)

Link4(src_device_id：1，src_port_no：54469，dst_device_id：5，dst_port_no：54470)

Link5(src_device_id：2，src_port_no：54465，dst_device_id：1，dst_port_no：54464)

Link6(src_device_id：3，src_port_no：54467，dst_device_id：1，dst_port_no：54466)

Link7(src_device_id：4，src_port_no：54469，dst_device_id：1，dst_port_no：54468)

Link8(src_device_id：5，src_port_no：54470，dst_device_id：1，dst_port_no：54469)。

步骤407：SDN控制器C域采集交换机上报的端口信息；当SDN控制器下发隧道端口配置到交换机上，交换机的端口就发生了变化，会触发port-status消息上送到SDN控制器；所述port-status用于传递端口变化信息，当交换机的端口增加、删除、打开、关闭都会触发此消息向SDN控制器上报，上报的port-status包括Device ID和端口号；

交换机1、交换机2、交换机3、交换机4和交换机5通过port-status事件上报给SDN控制器的端口属性为：

端口1(device id 2，port_no：54465)

端口2(device id 3，port_no：54467)

端口3(device id 4，port_no：54469)

端口4(device id 5，port_no：54470)

端口5(device id 1，port_no：54464)

端口6(device id 1，port_no：54466)

端口7(device id 1，port_no：54468)

端口8(device id 1，port_no：54469)

步骤408：对比SDN控制器C域保存的一条链路中目的Device ID，和目的端口号是否和步骤407中采集的Device ID和端口号一致，如果一致，即把链路中的目的端口的属性修改为fabric，一条单向链路即可形成，可以同时把链路上送到SDN控制器网管显示；当连接这两设备的两个端口都修改为fabric时，双向链路即可形成，隧道已建立。所述fabric口是一种端口封装类型，隧道端口封装为fabric口类型，其余端口封装为access口，可以自定义；

获取端口上报信息后，SDN控制器C域保存的8条链路(link)与交换机上报的8个端口可以采用如下方式进行比较：

交换机1上报端口5(device id 1，port_no：54464)与link1保存的src_device_id、src_port_no一致，交换机2上报的端口1(Device ID 2，port_no：54465)与link1保存的dst_device_id、dst_port_no一致，SDN控制器可以把link1上报到SDN控制器网管中网络拓扑模块显示，一条交换机1指向交换机2的单向链路即可形成；同时，交换机2上报的端口1(Device ID 2，port_no：54465)与link5的src_device_id、src_port_no一致，交换机1上报的端口5(device id 1，port_no：54464)与link5的dst_device id、dst_port_no一致，SDN控制器可以把link5上报到SDN控制器网管中网络拓扑模块显示，一条交换机2指向交换机1的单向链路即可形成；

SDN控制器可以在C域中把device id 1上的端口号54464对应的端口封装为fabric，把Device ID 2上的端口号54465对应的端口封装为fabric口；由此，连接设交换机1和交换机2的端口都封装为fabric，对应隧道link1和link5也已形成，SDN控制器网管网络拓扑中在交换机1和交换机2之间可以显示出双向链路。表明交换机1和交换机2之间的隧道建立；其中，所述fabric口是一种端口封装类型，隧道端口封装为fabric口类型，其余端口封装为access口；可以预先自定义。

本发明实施例提供的网络拓扑发现装置，如图5所示，所述装置包括：标识分配模块51，配置模块52和拓扑发现模块53，其中，

所述标识分配模块51，用于根据预设网络标识分配规则，分别向接入网络的每个交换机分配各自对应的网络标识信息，并存储在SDN控制器中；

这里，可以由SDN中的SDN控制器来分配网络标识信息，用于在网络中标识接入的交换机；所述网络标识分配规则可以根据实际需求设置，如可以预设用于标识交换机的字符表达形式，用Device ID或网络地址标识交换机等，也可以设置Device ID组成方式等，以及设置Device ID或网络地址的时机等。

进一步的，可以向接入网络的各交换机分配各自对应的Device ID和/或VTEP IP；

这里，所述Device ID可以采用一种数字可以用来标识一个交换机，方便SDN控制器通过Device ID来对交换机做出对应的处理；所述VTEP IP为SDN中的互联地址，可以用于SDN控制器配置交换机隧道，SDN控制器根据可以VTEP IP和Device ID生成隧道端口，下发到交换机，端口链路信息也会同时配置到SDN控制器的数据库。

实际应用中，可以在SDN控制器中设置静态网络拓扑模式，在静态网络拓扑模式中可以关闭LLDP；可以在所述静态网络拓扑模式的SDN控制器上对网络中交换机网络拓扑链路做出预配置，可以对不同流量模型的交换机进行分组，例如分成不同的POD组，所述POD组主要用于SDN控制器把具有相同流量模型的交换机放到同一个组内，组内的交换机两两之间形成隧道；分组可以便于SDN控制器进行组内交换机的管理。接入交换机时，除可以分配Device ID和VTEP IP之外，还可以分配交换机类型，所述交换机类型主要可以分为两种物理交换机和虚拟交换机，SDN控制器可以根据选择的交换机类型，采取不同的协议与交换机进行配置交互，虚拟交换机可以采取ovsdb协议；物理交换机可以采取netconf协议。

所述配置模块52，用于第一交换机接入所述网络时，采用所述第一交换机的网络标识信息与存储的所述网络中每个第二交换机网络标识信息，配置所述第一交换机与所述每个第二交换机之间各自对应的通信隧道、以及每个通信隧道对应的互联链路；

这里，所述第一交换机可以是当前正在接入网络的交换机，所述第二交换机可以是已经存在于网络中的交换机；这里，如果第二交换机只有一台，那么第二交换机还没有与任何交换机形成连接；如果第二交换机有两台以上，则认为第二交换机之间已经形成了两两互联；这里，网络拓扑发现的目的是实现交换机之间的两两互联，可以在SDN控制器中对当前接入的第一交换机和第二交换机之间的通信隧道进行预配置，以及对组成通信隧道的互联链路进行预配置；

所述互联链路包括互为反向的第一单向链路和第二单向链路；即在一个通信隧道中，如果第一单向链路为从第一交换机向第二交换机传输数据，那么第二单向链路为从第二交换机向第一交换机传输数据。可以用网络地址等来表征所述通信隧道，可以从交换机的端口信息等来表征所述互联链路。

进一步的，所述第一交换机和所述各第二交换机属于同一网关内的交换机。由于不同网关直接容易产生网络地址的重叠，影响数据传输；因此，本发明实施例提供的方法可以在同一网关的交换机之间进行网络拓扑机构发现。

更进一步的，所述互联链路包括：第一单向链路和/或第二单向链路；所述互联链路的配置信息包括：所述第一单向链路的表征信息和/或所述第二单向链路的表征信息；所述第一单向链路和第二单向链路传输方向相反；表征所述第一交换机和第二交换机之间的通信隧道的信息包括：所述第一交换机对应的VTEP IP和Device ID，以及所述第二交换机的VTEP IP；所述通信隧道的第一单向链路第一源端的表征信息包括：所述第一交换机的Device ID和预设第一端口号；所述通信隧道的第一单向链路第一目的端的表征信息包括：所述第二交换机的Device ID和预设第二端口号；所述通信隧道的第二单向链路第二源端的表征信息包括：所述第二交换机的Device ID和预设第二端口号；所述通信隧道的第二单向链路第二目的端的表征信息包括：所述第一交换机的Device ID和预设第一端口号；

具体的，所述第一交换机对和第二交换机之间的通信隧道包含的字段可以包括源交换机VTEP IP、源交换机端口号，目的交换机VTEP IP；可以把此隧道端口绑定到交换机的网桥上，绑定的同时指定此端口的端口号。所述端口号是用来指定端口的标识号；源VTEPIP和源端口号可以是第一交换机的VTEP IP和端口号，目的VTEP IP可以是第二交换机的VTEP IP；

SDN控制器网管根据各交换机接入时配置的VTEP IP、Device ID，生成对应隧道的端口，将第一交换机和第二交换机两两之间生成互联链路，即两条单链路。一条单向链路包含源Device ID、源端口号、目的Device ID、目的端口号；

配置所述隧道和互联链路后，SDN控制器可以在指定的SDN控制器域如C域下发存储所有设备的链路配置。所述C域代表是SDN控制器底层数据库，可以用于存储SDN控制器网管下发的配置；

以第一交换机为交换机1，网络中现有的第二交换机为交换机2、交换机3、交换机4、交换机5为例；第一交换机和第二交换机之间形成的互联链路如下所示：

Link1(src_device_id：1，src_port_no：54464，dst_device_id：2，dst_port_no：54465)

Link2(src_device_id：1，src_port_no：54466，dst_device_id：3，dst_port_no：54467)

Link3(src_device_id：1，src_port_no：54468，dst_device_id：4，dst_port_no：54469)

Link4(src_device_id：1，src_port_no：54469，dst_device_id：5，dst_port_no：54470)

Link5(src_device_id：2，src_port_no：54465，dst_device_id：1，dst_port_no：54464)

Link6(src_device_id：3，src_port_no：54467，dst_device_id：1，dst_port_no：54466)

Link7(src_device_id：4，src_port_no：54469，dst_device_id：1，dst_port_no：54468)

Link8(src_device_id：5，src_port_no：54470，dst_device_id：1，dst_port_no：54469)

其中，src_device_id表示源Device ID，src_port_no表示源端口号，dst_device_id表示目的Device ID，dst_port_no表示目的端口号；以Link1为例，表示以Device ID为1的第一交换机的54464端口号为源端，Device ID为2的第二交换机的54465端口号建立的单向链路。Link1和Link5组成了交换机1和交换机2之间的通信隧道。

所述拓扑发现模块53，用于将每个互联链路的配置信息分别发送给所述第一交换机以及与所述互联链路对应的第二交换机，并获取所述第一交换机与所述每个第二交换机在接收各自的互联链路配置信息后分别返回的第一端口上报信息，将所述互联链路配置信息与所述第一端口上报信息匹配的通信隧道，确定为所述网络拓扑中的通信隧道。

进一步的，所述第一交换机和所述第二交换机分别根据所述互联链路的配置信息，为所述互联链路分配端口，并通过第一端口上报信息进行上报所述分配的端口；所述第一端口上报信息包括：Device ID和端口号；

具体的，SDN控制器将各互联链路配置信息发送到交换机上，交换机的端口就发生了变化，会触发端口上报信息，即port-status消息上送到SDN控制器。所述port-status用于传递端口变化信息，当交换机的端口增加、删除、打开、关闭都会触发此消息向SDN控制器上报；port-status消息可以包括Device ID和端口号；

互联链路配置信息发送到交换机上后，交换机根据互联链路配置信息中的DeviceID和端口号，分配自身的端口号；如Link1(src_device_id：1，src_port_no：54464，dst_device_id：2，dst_port_no：54465)发送到交换机1时，第一交换机上报分配的端口deviceid 1，port_no：54464；

当各互联链路配置信息中的某一单向链路配置信息与端口上报信息匹配时，则确定该单向链路建立；当某一通信隧道中的互联链路配置信息与端口上报信息匹配时，则确定通信隧道建立。

进一步的，所述互联链路信的信息中所述第一单向链路的Device ID及端口号、所述第二单向链路的Device ID及端口号，均存在于所述端口上报信息的Device ID及端口号之中时，则确定所述互联链路对应的通信隧道在所述网络拓扑中建立；

具体的，以上述第一交换机为交换机1，网络中现有的第二交换机为交换机2、交换机3、交换机4、交换机5为例；交换机1、2、3、4、5各互联链路配置信息后，通过port-status事件上报给SDN控制器；上报的端口属性如下：

端口1(device id 2，port_no：54465)

端口2(device id 3，port_no：54467)

端口3(device id 4，port_no：54469)

端口4(device id 5，port_no：54470)

端口5(device id 1，port_no：54464)

端口6(device id 1，port_no：54466)

端口7(device id 1，port_no：54468)

端口8(device id 1，port_no：54469)

获取端口上报信息后，SDN控制器C域保存的8条链路(link)与交换机上报的8个端口可以采用如下方式进行比较：

交换机1上报端口5(device id 1，port_no：54464)与link1保存的src_device_id、src_port_no一致，交换机2上报的端口1(Device ID 2，port_no：54465)与link1保存的dst_device_id、dst_port_no一致，SDN控制器可以把link1上报到SDN控制器网管中网络拓扑模块显示，一条交换机1指向交换机2的单向链路即可形成；同时，交换机2上报的端口1(Device ID 2，port_no：54465)与link5的src_device_id、src_port_no一致，交换机1上报的端口5(device id 1，port_no：54464)与link5的dst_device id、dst_port_no一致，SDN控制器可以把link5上报到SDN控制器网管中网络拓扑模块显示，一条交换机2指向交换机1的单向链路即可形成；

SDN控制器可以在C域中把device id 1上的端口号54464对应的端口封装为fabric，把Device ID 2上的端口号54465对应的端口封装为fabric口；由此，连接设交换机1和交换机2的端口都封装为fabric，对应隧道link1和link5也已形成，SDN控制器网管网络拓扑中在交换机1和交换机2之间可以显示出双向链路。表明交换机1和交换机2之间的隧道建立；其中，所述fabric口是一种端口封装类型，隧道端口封装为fabric口类型，其余端口封装为access口；可以预先自定义；

同理可分析与交换机1相连的8条链路，即交换机1与交换机2、3、4、5形成双向隧道。对交换机2、3、4、5作类似分析可得出对应链路，在此不在赘述。本发明可实现SDN控制器自动下发隧道，非常适合接入大规模交换机场景，自动化部署隧道的效率高。

更进一步的，获取所述第一交换机和/或第二交换机在各自端口发生变化时发送的第二端口上报信息；将所述互联链路配置信息与所述第二端口上报信息相匹配的通信隧道确定为网络拓扑的通信隧道；所述第二端口上报信息包括：Device ID和端口号；

当交换机的端口发生变化如增加、删除、打开、关闭端口时，都会触发端口上报信息，即port-status，向SDN控制器上报，上报的port-status包含Device ID、端口号等，SDN控制器接收到第二端口上报信息后，可以与在先存储的所述互联链路配置信息进行比较，从而进行网络拓扑发现；SDN控制器仅对端口发生变化的交换机做出对应处理，不用实时采集所有设备隧道状态，减小SDN控制器的负载。

实际应用中，针对同时接入多个交换机的情况，可以建立导入模板，配置参数信息，然后通过SDN控制器上的批量导入命令把模板导入，根据模板内的交换机信息，自动建立隧道。所述导入模板的参数可以包括：设备类型、管理口IP、Device ID、VTEP IP，POD组和ROLE等。所述设备类型代表设备是硬件设备还是软件设备；所述ROLE代表设备是网关还是其他普通设备。如此可以批量导入交换机，提高导入效率。

在实际应用中，标识分配模块51，配置模块52和拓扑发现模块53均可以由SDN中服务器或交换机的CPU、微处理器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、或现场可编程门阵列(FPGA)等实现。

本发明实施例提供的存储介质，其上存储由可执行程序，所述可执行程序被处理器执行时实现网络拓扑发现方法，如图2所示，所述方法包括：

步骤201：根据预设网络标识分配规则，分别向接入网络的每个交换机分配各自对应的网络标识信息，并存储在SDN控制器中；

这里，可以由SDN中的SDN控制器来分配网络标识信息，用于在网络中标识接入的交换机；所述网络标识分配规则可以根据实际需求设置，如可以预设用于标识交换机的字符表达形式，用Device ID或网络地址标识交换机等，也可以设置Device ID组成方式等，以及设置Device ID或网络地址的时机等。

进一步的，可以向接入网络的各交换机分配各自对应的Device ID和/或VTEP IP；

这里，所述Device ID可以采用一种数字可以用来标识一个交换机，方便SDN控制器通过Device ID来对交换机做出对应的处理；所述VTEP IP为SDN中的互联地址，可以用于SDN控制器配置交换机隧道，SDN控制器根据可以VTEP IP和Device ID生成隧道端口，下发到交换机，端口链路信息也会同时配置到SDN控制器的数据库。

实际应用中，可以在SDN控制器中设置静态网络拓扑模式，在静态网络拓扑模式中可以关闭LLDP；可以在所述静态网络拓扑模式的SDN控制器上对网络中交换机网络拓扑链路做出预配置，可以对不同流量模型的交换机进行分组，例如分成不同的POD组，所述POD组主要用于SDN控制器把具有相同流量模型的交换机放到同一个组内，组内的交换机两两之间形成隧道；分组可以便于SDN控制器进行组内交换机的管理。接入交换机时，除可以分配Device ID和VTEP IP之外，还可以分配交换机类型，所述交换机类型主要可以分为两种物理交换机和虚拟交换机，SDN控制器可以根据选择的交换机类型，采取不同的协议与交换机进行配置交互，虚拟交换机可以采取ovsdb协议；物理交换机可以采取netconf协议。

步骤202：第一交换机接入所述网络时，采用所述第一交换机的网络标识信息与存储的所述网络中每个第二交换机网络标识信息，配置所述第一交换机与所述每个第二交换机之间各自对应的通信隧道、以及每个通信隧道对应的互联链路；

这里，所述第一交换机可以是当前正在接入网络的交换机，所述第二交换机可以是已经存在于网络中的交换机；这里，如果第二交换机只有一台，那么第二交换机还没有与任何交换机形成连接；如果第二交换机有两台以上，则认为第二交换机之间已经形成了两两互联；这里，网络拓扑发现的目的是实现交换机之间的两两互联，可以在SDN控制器中对当前接入的第一交换机和第二交换机之间的通信隧道进行预配置，以及对组成通信隧道的互联链路进行预配置；

所述互联链路包括互为反向的第一单向链路和第二单向链路；即在一个通信隧道中，如果第一单向链路为从第一交换机向第二交换机传输数据，那么第二单向链路为从第二交换机向第一交换机传输数据。可以用网络地址等来表征所述通信隧道，可以从交换机的端口信息等来表征所述互联链路。

进一步的，所述第一交换机和所述各第二交换机属于同一网关内的交换机。由于不同网关直接容易产生网络地址的重叠，影响数据传输；因此，本发明实施例提供的方法可以在同一网关的交换机之间进行网络拓扑机构发现。

更进一步的，所述互联链路包括：第一单向链路和/或第二单向链路；所述互联链路的配置信息包括：所述第一单向链路的表征信息和/或所述第二单向链路的表征信息；所述第一单向链路和第二单向链路传输方向相反；表征所述第一交换机和第二交换机之间的通信隧道的信息包括：所述第一交换机对应的VTEP IP和Device ID，以及所述第二交换机的VTEP IP；所述通信隧道的第一单向链路第一源端的表征信息包括：所述第一交换机的Device ID和预设第一端口号；所述通信隧道的第一单向链路第一目的端的表征信息包括：所述第二交换机的Device ID和预设第二端口号；所述通信隧道的第二单向链路第二源端的表征信息包括：所述第二交换机的Device ID和预设第二端口号；所述通信隧道的第二单向链路第二目的端的表征信息包括：所述第一交换机的Device ID和预设第一端口号；

具体的，所述第一交换机对和第二交换机之间的通信隧道包含的字段可以包括源交换机VTEP IP、源交换机端口号，目的交换机VTEP IP；可以把此隧道端口绑定到交换机的网桥上，绑定的同时指定此端口的端口号。所述端口号是用来指定端口的标识号；源VTEPIP和源端口号可以是第一交换机的VTEP IP和端口号，目的VTEP IP可以是第二交换机的VTEP IP；

SDN控制器网管根据各交换机接入时配置的VTEP IP、Device ID，生成对应隧道的端口，将第一交换机和第二交换机两两之间生成互联链路，即两条单链路。一条单向链路包含源Device ID、源端口号、目的Device ID、目的端口号；

配置所述隧道和互联链路后，SDN控制器可以在指定的SDN控制器域如C域下发存储所有设备的链路配置。所述C域代表是SDN控制器底层数据库，可以用于存储SDN控制器网管下发的配置；

以第一交换机为交换机1，网络中现有的第二交换机为交换机2、交换机3、交换机4、交换机5为例；第一交换机和第二交换机之间形成的互联链路如下所示：

Link1(src_device_id：1，src_port_no：54464，dst_device_id：2，dst_port_no：54465)

Link2(src_device_id：1，src_port_no：54466，dst_device_id：3，dst_port_no：54467)

Link3(src_device_id：1，src_port_no：54468，dst_device_id：4，dst_port_no：54469)

Link4(src_device_id：1，src_port_no：54469，dst_device_id：5，dst_port_no：54470)

Link5(src_device_id：2，src_port_no：54465，dst_device_id：1，dst_port_no：54464)

Link6(src_device_id：3，src_port_no：54467，dst_device_id：1，dst_port_no：54466)

Link7(src_device_id：4，src_port_no：54469，dst_device_id：1，dst_port_no：54468)

Link8(src_device_id：5，src_port_no：54470，dst_device_id：1，dst_port_no：54469)

其中，src_device_id表示源Device ID，src_port_no表示源端口号，dst_device_id表示目的Device ID，dst_port_no表示目的端口号；以Link1为例，表示以Device ID为1的第一交换机的54464端口号为源端，Device ID为2的第二交换机的54465端口号建立的单向链路。Link1和Link5组成了交换机1和交换机2之间的通信隧道。

步骤203：将每个互联链路的配置信息分别发送给所述第一交换机以及与所述互联链路对应的第二交换机，并获取所述第一交换机与所述每个第二交换机在接收各自的互联链路配置信息后分别返回的第一端口上报信息，将所述互联链路配置信息与所述第一端口上报信息匹配的通信隧道，确定为所述网络拓扑中的通信隧道。

进一步的，所述第一交换机和所述第二交换机分别根据所述互联链路的配置信息，为所述互联链路分配端口，并通过第一端口上报信息进行上报所述分配的端口；所述第一端口上报信息包括：Device ID和端口号；

具体的，SDN控制器将各互联链路配置信息发送到交换机上，交换机的端口就发生了变化，会触发端口上报信息，即port-status消息上送到SDN控制器。所述port-status用于传递端口变化信息，当交换机的端口增加、删除、打开、关闭都会触发此消息向SDN控制器上报；port-status消息可以包括Device ID和端口号；

互联链路配置信息发送到交换机上后，交换机根据互联链路配置信息中的DeviceID和端口号，分配自身的端口号；如Link1(src_device_id：1，src_port_no：54464，dst_device_id：2，dst_port_no：54465)发送到交换机1时，第一交换机上报分配的端口deviceid 1，port_no：54464；

当各互联链路配置信息中的某一单向链路配置信息与端口上报信息匹配时，则确定该单向链路建立；当某一通信隧道中的互联链路配置信息与端口上报信息匹配时，则确定通信隧道建立。

进一步的，所述互联链路信的信息中所述第一单向链路的Device ID及端口号、所述第二单向链路的Device ID及端口号，均存在于所述端口上报信息的Device ID及端口号之中时，则确定所述互联链路对应的通信隧道在所述网络拓扑中建立；

具体的，以上述第一交换机为交换机1，网络中现有的第二交换机为交换机2、交换机3、交换机4、交换机5为例；交换机1、2、3、4、5各互联链路配置信息后，通过port-status事件上报给SDN控制器；上报的端口属性如下：

端口1(device id 2，port_no：54465)

端口2(device id 3，port_no：54467)

端口3(device id 4，port_no：54469)

端口4(device id 5，port_no：54470)

端口5(device id 1，port_no：54464)

端口6(device id 1，port_no：54466)

端口7(device id 1，port_no：54468)

端口8(device id 1，port_no：54469)

获取端口上报信息后，SDN控制器C域保存的8条链路(link)与交换机上报的8个端口可以采用如下方式进行比较：

交换机1上报端口5(device id 1，port_no：54464)与link1保存的src_device_id、src_port_no一致，交换机2上报的端口1(Device ID 2，port_no：54465)与link1保存的dst_device_id、dst_port_no一致，SDN控制器可以把link1上报到SDN控制器网管中网络拓扑模块显示，一条交换机1指向交换机2的单向链路即可形成；同时，交换机2上报的端口1(Device ID 2，port_no：54465)与link5的src_device_id、src_port_no一致，交换机1上报的端口5(device id 1，port_no：54464)与link5的dst_device id、dst_port_no一致，SDN控制器可以把link5上报到SDN控制器网管中网络拓扑模块显示，一条交换机2指向交换机1的单向链路即可形成；

SDN控制器可以在C域中把device id 1上的端口号54464对应的端口封装为fabric，把Device ID 2上的端口号54465对应的端口封装为fabric口；由此，连接设交换机1和交换机2的端口都封装为fabric，对应隧道link1和link5也已形成，SDN控制器网管网络拓扑中在交换机1和交换机2之间可以显示出双向链路。表明交换机1和交换机2之间的隧道建立；其中，所述fabric口是一种端口封装类型，隧道端口封装为fabric口类型，其余端口封装为access口；可以预先自定义；

同理可分析与交换机1相连的8条链路，即交换机1与交换机2、3、4、5形成双向隧道。对交换机2、3、4、5作类似分析可得出对应链路，在此不在赘述。本发明可实现SDN控制器自动下发隧道，非常适合接入大规模交换机场景，自动化部署隧道的效率高。

更进一步的，获取所述第一交换机和/或第二交换机在各自端口发生变化时发送的第二端口上报信息；将所述互联链路配置信息与所述第二端口上报信息相匹配的通信隧道确定为网络拓扑的通信隧道；所述第二端口上报信息包括：Device ID和端口号；

当交换机的端口发生变化如增加、删除、打开、关闭端口时，都会触发端口上报信息，即port-status，向SDN控制器上报，上报的port-status包含Device ID、端口号等，SDN控制器接收到第二端口上报信息后，可以与在先存储的所述互联链路配置信息进行比较，从而进行网络拓扑发现；SDN控制器仅对端口发生变化的交换机做出对应处理，不用实时采集所有设备隧道状态，减小SDN控制器的负载。

实际应用中，针对同时接入多个交换机的情况，可以建立导入模板，配置参数信息，然后通过SDN控制器上的批量导入命令把模板导入，根据模板内的交换机信息，自动建立隧道。所述导入模板的参数可以包括：设备类型、管理口IP、Device ID、VTEP IP，POD组和ROLE等。所述设备类型代表设备是硬件设备还是软件设备；所述ROLE代表设备是网关还是其他普通设备。如此可以批量导入交换机，提高导入效率。

本发明实施例提供的网络拓扑发现装置，包括处理器、存储器及存储在存储器上并能够有所述处理器运行的可执行程序，所述处理器运行所述可执行程序时执行实现网络拓扑发现方法，如图1所示，所述方法包括：

步骤201：根据预设网络标识分配规则，分别向接入网络的每个交换机分配各自对应的网络标识信息，并存储在SDN控制器中；

这里，可以由SDN中的SDN控制器来分配网络标识信息，用于在网络中标识接入的交换机；所述网络标识分配规则可以根据实际需求设置，如可以预设用于标识交换机的字符表达形式，用Device ID或网络地址标识交换机等，也可以设置Device ID组成方式等，以及设置Device ID或网络地址的时机等。

进一步的，可以向接入网络的各交换机分配各自对应的Device ID和/或VTEP IP；

这里，所述Device ID可以采用一种数字可以用来标识一个交换机，方便SDN控制器通过Device ID来对交换机做出对应的处理；所述VTEP IP为SDN中的互联地址，可以用于SDN控制器配置交换机隧道，SDN控制器根据可以VTEP IP和Device ID生成隧道端口，下发到交换机，端口链路信息也会同时配置到SDN控制器的数据库。

实际应用中，可以在SDN控制器中设置静态网络拓扑模式，在静态网络拓扑模式中可以关闭LLDP；可以在所述静态网络拓扑模式的SDN控制器上对网络中交换机网络拓扑链路做出预配置，可以对不同流量模型的交换机进行分组，例如分成不同的POD组，所述POD组主要用于SDN控制器把具有相同流量模型的交换机放到同一个组内，组内的交换机两两之间形成隧道；分组可以便于SDN控制器进行组内交换机的管理。接入交换机时，除可以分配Device ID和VTEP IP之外，还可以分配交换机类型，所述交换机类型主要可以分为两种物理交换机和虚拟交换机，SDN控制器可以根据选择的交换机类型，采取不同的协议与交换机进行配置交互，虚拟交换机可以采取ovsdb协议；物理交换机可以采取netconf协议。

步骤202：第一交换机接入所述网络时，采用所述第一交换机的网络标识信息与存储的所述网络中每个第二交换机网络标识信息，配置所述第一交换机与所述每个第二交换机之间各自对应的通信隧道、以及每个通信隧道对应的互联链路；

这里，所述第一交换机可以是当前正在接入网络的交换机，所述第二交换机可以是已经存在于网络中的交换机；这里，如果第二交换机只有一台，那么第二交换机还没有与任何交换机形成连接；如果第二交换机有两台以上，则认为第二交换机之间已经形成了两两互联；这里，网络拓扑发现的目的是实现交换机之间的两两互联，可以在SDN控制器中对当前接入的第一交换机和第二交换机之间的通信隧道进行预配置，以及对组成通信隧道的互联链路进行预配置；

所述互联链路包括互为反向的第一单向链路和第二单向链路；即在一个通信隧道中，如果第一单向链路为从第一交换机向第二交换机传输数据，那么第二单向链路为从第二交换机向第一交换机传输数据。可以用网络地址等来表征所述通信隧道，可以从交换机的端口信息等来表征所述互联链路。

进一步的，所述第一交换机和所述各第二交换机属于同一网关内的交换机。由于不同网关直接容易产生网络地址的重叠，影响数据传输；因此，本发明实施例提供的方法可以在同一网关的交换机之间进行网络拓扑机构发现。

更进一步的，所述互联链路包括：第一单向链路和/或第二单向链路；所述互联链路的配置信息包括：所述第一单向链路的表征信息和/或所述第二单向链路的表征信息；所述第一单向链路和第二单向链路传输方向相反；表征所述第一交换机和第二交换机之间的通信隧道的信息包括：所述第一交换机对应的VTEP IP和Device ID，以及所述第二交换机的VTEP IP；所述通信隧道的第一单向链路第一源端的表征信息包括：所述第一交换机的Device ID和预设第一端口号；所述通信隧道的第一单向链路第一目的端的表征信息包括：所述第二交换机的Device ID和预设第二端口号；所述通信隧道的第二单向链路第二源端的表征信息包括：所述第二交换机的Device ID和预设第二端口号；所述通信隧道的第二单向链路第二目的端的表征信息包括：所述第一交换机的DeviceID和预设第一端口号；

具体的，所述第一交换机对和第二交换机之间的通信隧道包含的字段可以包括源交换机VTEP IP、源交换机端口号，目的交换机VTEP IP；可以把此隧道端口绑定到交换机的网桥上，绑定的同时指定此端口的端口号。所述端口号是用来指定端口的标识号；源VTEPIP和源端口号可以是第一交换机的VTEP IP和端口号，目的VTEP IP可以是第二交换机的VTEP IP；

SDN控制器网管根据各交换机接入时配置的VTEP IP、Device ID，生成对应隧道的端口，将第一交换机和第二交换机两两之间生成互联链路，即两条单链路。一条单向链路包含源Device ID、源端口号、目的Device ID、目的端口号；

配置所述隧道和互联链路后，SDN控制器可以在指定的SDN控制器域如C域下发存储所有设备的链路配置。所述C域代表是SDN控制器底层数据库，可以用于存储SDN控制器网管下发的配置；

以第一交换机为交换机1，网络中现有的第二交换机为交换机2、交换机3、交换机4、交换机5为例；第一交换机和第二交换机之间形成的互联链路如下所示：

Link1(src_device_id：1，src_port_no：54464，dst_device_id：2，dst_port_no：54465)

Link2(src_device_id：1，src_port_no：54466，dst_device_id：3，dst_port_no：54467)

Link3(src_device_id：1，src_port_no：54468，dst_device_id：4，dst_port_no：54469)

Link4(src_device_id：1，src_port_no：54469，dst_device_id：5，dst_port_no：54470)

Link5(src_device_id：2，src_port_no：54465，dst_device_id：1，dst_port_no：54464)

Link6(src_device_id：3，src_port_no：54467，dst_device_id：1，dst_port_no：54466)

Link7(src_device_id：4，src_port_no：54469，dst_device_id：1，dst_port_no：54468)

Link8(src_device_id：5，src_port_no：54470，dst_device_id：1，dst_port_no：54469)

其中，src_device_id表示源Device ID，src_port_no表示源端口号，dst_device_id表示目的Device ID，dst_port_no表示目的端口号；以Link1为例，表示以Device ID为1的第一交换机的54464端口号为源端，Device ID为2的第二交换机的54465端口号建立的单向链路。Link1和Link5组成了交换机1和交换机2之间的通信隧道。

步骤203：将每个互联链路的配置信息分别发送给所述第一交换机以及与所述互联链路对应的第二交换机，并获取所述第一交换机与所述每个第二交换机在接收各自的互联链路配置信息后分别返回的第一端口上报信息，将所述互联链路配置信息与所述第一端口上报信息匹配的通信隧道，确定为所述网络拓扑中的通信隧道。

进一步的，所述第一交换机和所述第二交换机分别根据所述互联链路的配置信息，为所述互联链路分配端口，并通过第一端口上报信息进行上报所述分配的端口；所述第一端口上报信息包括：Device ID和端口号；

具体的，SDN控制器将各互联链路配置信息发送到交换机上，交换机的端口就发生了变化，会触发端口上报信息，即port-status消息上送到SDN控制器。所述port-status用于传递端口变化信息，当交换机的端口增加、删除、打开、关闭都会触发此消息向SDN控制器上报；port-status消息可以包括Device ID和端口号；

互联链路配置信息发送到交换机上后，交换机根据互联链路配置信息中的DeviceID和端口号，分配自身的端口号；如Link1(src_device_id：1，src_port_no：54464，dst_device_id：2，dst_port_no：54465)发送到交换机1时，第一交换机上报分配的端口deviceid 1，port_no：54464；

当各互联链路配置信息中的某一单向链路配置信息与端口上报信息匹配时，则确定该单向链路建立；当某一通信隧道中的互联链路配置信息与端口上报信息匹配时，则确定通信隧道建立。

进一步的，所述互联链路信的信息中所述第一单向链路的Device ID及端口号、所述第二单向链路的Device ID及端口号，均存在于所述端口上报信息的Device ID及端口号之中时，则确定所述互联链路对应的通信隧道在所述网络拓扑中建立；

具体的，以上述第一交换机为交换机1，网络中现有的第二交换机为交换机2、交换机3、交换机4、交换机5为例；交换机1、2、3、4、5各互联链路配置信息后，通过port-status事件上报给SDN控制器；上报的端口属性如下：

端口1(device id 2，port_no：54465)

端口2(device id 3，port_no：54467)

端口3(device id 4，port_no：54469)

端口4(device id 5，port_no：54470)

端口5(device id 1，port_no：54464)

端口6(device id 1，port_no：54466)

端口7(device id 1，port_no：54468)

端口8(device id 1，port_no：54469)

获取端口上报信息后，SDN控制器C域保存的8条链路(link)与交换机上报的8个端口可以采用如下方式进行比较：

交换机1上报端口5(device id 1，port_no：54464)与link1保存的src_device_id、src_port_no一致，交换机2上报的端口1(Device ID 2，port_no：54465)与link1保存的dst_device_id、dst_port_no一致，SDN控制器可以把link1上报到SDN控制器网管中网络拓扑模块显示，一条交换机1指向交换机2的单向链路即可形成；

同时交换机2上报的端口1(Device ID 2，port_no：54465)与link5的src_device_id、src_port_no一致，交换机1上报的端口5(device id 1，port_no：54464)与link5的dst_device id、dst_port_no一致，SDN控制器可以把link5上报到SDN控制器网管中网络拓扑模块显示，一条交换机2指向交换机1的单向链路即可形成；

SDN控制器可以在C域中把device id 1上的端口号54464对应的端口封装为fabric，把Device ID 2上的端口号54465对应的端口封装为fabric口；由此，连接设交换机1和交换机2的端口都封装为fabric，对应隧道link1和link5也已形成，SDN控制器网管网络拓扑中在交换机1和交换机2之间可以显示出双向链路。表明交换机1和交换机2之间的隧道建立；其中，所述fabric口是一种端口封装类型，隧道端口封装为fabric口类型，其余端口封装为access口；可以预先自定义；

同理可分析与交换机1相连的8条链路，即交换机1与交换机2、3、4、5形成双向隧道。对交换机2、3、4、5作类似分析可得出对应链路，在此不在赘述。本发明可实现SDN控制器自动下发隧道，非常适合接入大规模交换机场景，自动化部署隧道的效率高。

更进一步的，获取所述第一交换机和/或第二交换机在各自端口发生变化时发送的第二端口上报信息；将所述互联链路配置信息与所述第二端口上报信息相匹配的通信隧道确定为网络拓扑的通信隧道；所述第二端口上报信息包括：Device ID和端口号；

当交换机的端口发生变化如增加、删除、打开、关闭端口时，都会触发端口上报信息，即port-status，向SDN控制器上报，上报的port-status包含DeviceID、端口号等，SDN控制器接收到第二端口上报信息后，可以与在先存储的所述互联链路配置信息进行比较，从而进行网络拓扑发现；SDN控制器仅对端口发生变化的交换机做出对应处理，不用实时采集所有设备隧道状态，减小SDN控制器的负载。

实际应用中，针对同时接入多个交换机的情况，可以建立导入模板，配置参数信息，然后通过SDN控制器上的批量导入命令把模板导入，根据模板内的交换机信息，自动建立隧道。所述导入模板的参数可以包括：设备类型、管理口IP、Device ID、VTEP IP，POD组和ROLE等。所述设备类型代表设备是硬件设备还是软件设备；所述ROLE代表设备是网关还是其他普通设备。如此可以批量导入交换机，提高导入效率。

以上所述，仅为本发明的最佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种网络拓扑发现方法，其特征在于，所述方法包括：根据预设网络标识分配规则，分别向接入网络的每个交换机分配各自对应的网络标识信息，并存储在软件定义网络SDN控制器中；所述方法还包括：

第一交换机接入所述网络时，采用所述第一交换机的网络标识信息与存储的所述网络中每个第二交换机网络标识信息，配置所述第一交换机与所述每个第二交换机之间各自对应的通信隧道、以及每个通信隧道对应的互联链路；

将每个互联链路的配置信息分别发送给所述第一交换机以及与所述互联链路对应的第二交换机，并获取所述第一交换机与所述每个第二交换机在接收各自的互联链路配置信息后分别返回的第一端口上报信息，将所述互联链路配置信息与所述第一端口上报信息匹配的通信隧道，确定为所述网络拓扑中的通信隧道。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设网络标识分配规则，分别向接入网络的每个交换机分配各自对应的网络标识信息，包括：

向接入网络的每个交换机分配各自对应的设备标识号Device ID和/或虚拟网络隧道端点互联协议地址VTEP IP。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述互联链路包括：第一单向链路和/或第二单向链路；所述互联链路的配置信息包括：所述第一单向链路的表征信息和/或所述第二单向链路的表征信息；所述第一单向链路和第二单向链路传输方向相反；

表征所述第一交换机和第二交换机之间的通信隧道的信息包括：所述第一交换机对应的VTEP IP和Device ID，以及所述第二交换机的VTEP IP；

所述通信隧道的第一单向链路第一源端的表征信息包括：所述第一交换机的DeviceID和预设第一端口号；

所述通信隧道的第一单向链路第一目的端的表征信息包括：所述第二交换机的DeviceID和预设第二端口号；

所述通信隧道的第二单向链路第二源端的表征信息包括：所述第二交换机的DeviceID和预设第二端口号；

所述通信隧道的第二单向链路第二目的端的表征信息包括：所述第一交换机的DeviceID和预设第一端口号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一交换机与所述每个第二交换机在接收所述各互联链路配置信息后分别返回的第一端口上报信息，包括：

所述第一交换机和所述第二交换机分别根据所述互联链路的配置信息，为所述互联链路分配端口，并通过第一端口上报信息进行上报所述分配的端口；

所述第一端口上报信息包括：Device ID和端口号。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述互联链路配置信息与所述第一端口上报信息匹配的通信隧道，确定为所述网络拓扑中的通信隧道，包括：

所述互联链路信的信息中所述第一单向链路的Device ID及端口号、所述第二单向链路的Device ID及端口号，均存在于所述端口上报信息的Device ID及端口号之中时，确定所述互联链路对应的通信隧道在所述网络拓扑中建立。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述第一交换机和/或第二交换机在各自端口发生变化时发送的第二端口上报信息；

将所述互联链路配置信息与所述第二端口上报信息相匹配的通信隧道确定为网络拓扑的通信隧道；

所述第二端口上报信息包括：Device ID和端口号。

7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述第一交换机和所述各第二交换机属于同一网关内的交换机。

8.一种网络拓扑发现装置，其特征在于，所述装置包括：标识分配模块，配置模块和拓扑发现模块，其中，

所述标识分配模块，用于根据预设网络标识分配规则，分别向接入网络的每个交换机分配各自对应的网络标识信息，并存储在SDN控制器中；

所述配置模块，用于第一交换机接入所述网络时，采用所述第一交换机的网络标识信息与存储的所述网络中每个第二交换机网络标识信息，配置所述第一交换机与所述每个第二交换机各自分别对应的通信隧道、及每个通信隧道对应的互联链路；

所述拓扑发现模块，用于将每个互联链路的配置信息分别发送给所述第一交换机以及与所述互联链路对应的第二交换机，并获取所述第一交换机与所述每个第二交换机在接收各自互联链路配置信息后分别返回的第一端口上报信息，将所述互联链路配置信息与所述第一端口上报信息匹配的通信隧道，确定为所述网络拓扑中的通信隧道。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述标识分配模块，具体用于：

向接入网络的每个交换机分配各自对应的Device ID和/或VTEP IP；

所述互联链路包括：第一单向链路和/或第二单向链路；所述互联链路的配置信息包括：所述第一单向链路的表征信息和/或所述第二单向链路的表征信息；所述第一单向链路和第二单向链路传输方向相反；

表征所述第一交换机和第二交换机之间的通信隧道的信息包括：所述第一交换机对应的VTEP IP和Device ID，以及所述第二交换机的VTEP IP；

所述通信隧道的第一单向链路第一源端的表征信息包括：所述第一交换机的DeviceID和预设第一端口号；

所述通信隧道的第一单向链路第一目的端的表征信息包括：所述第二交换机的DeviceID和预设第二端口号；

所述通信隧道的第二单向链路第二源端的表征信息包括：所述第二交换机的DeviceID和预设第二端口号；

所述通信隧道的第二单向链路第二目的端的表征信息包括：所述第一交换机的DeviceID和预设第一端口号。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述拓扑发现模块，具体用于：

获取所述第一交换机和所述第二交换机分别根据所述互联链路的配置信息，为所述互联链路分配端口，并返回的第一端口上报信息；

所述第一端口上报信息用于上报所述分配的端口；

所述第一端口上报信息包括：Device ID和端口号。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述拓扑发现模块，具体用于：

所述互联链路信的信息中所述第一单向链路的Device ID及端口号、所述第二单向链路的Device ID及端口号，均存在于所述端口上报信息的Device ID及端口号之中时，确定所述互联链路对应的通信隧道在所述网络拓扑中建立。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述拓扑发现模块，还用于：

获取所述第一交换机和/或第二交换机在各自端口发生变化时发送的第二端口上报信息；

将所述互联链路配置信息与所述第二端口上报信息相匹配的通信隧道确定为网络拓扑的通信隧道；

所述第二端口上报信息包括：Device ID和端口号。

13.一种存储介质，其上存储由可执行程序，其特征在于，所述可执行程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述网络拓扑发现方法的步骤。

14.一种网络拓扑发现装置，包括处理器、存储器及存储在存储器上并能够有所述处理器运行的可执行程序，其特征在于，所述处理器运行所述可执行程序时执行权利要求1至7任一项所述网络拓扑发现方法的步骤。

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