CN110855464A - 一种网络拓扑结构调整方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络拓扑结构调整方法和装置，包括：通过交换机的各个端口向目标设备发送数据包，并分别从各个端口处，抓取目标设备返回的反馈数据包；对返回的反馈数据包进行解析，并获取各个端口的传输网络的构造信息，所述构造信息包括网络拓扑的节点位置信息；根据所述网络拓扑的节点位置信息，将所述网络拓扑中的网络节点生成对应的初始拓扑结构；在所述拓扑结构中，选取满足预置的方向数和容量要求的网络节点，并将该网络节点作为备选环节点；依据所述备选环节点，将初始拓扑结构调整为环形网络拓扑结构。本发明采用环形网络拓扑的方法还能提升微波网络规划的效率和质量，提高了中心网络节点的可靠性。

Description

一种网络拓扑结构调整方法和装置

技术领域

本发明属于互联网技术领域，具体涉及一种网络拓扑结构调整方法和装置。

背景技术

在通信系统中，对于传输网络的拓扑管理是传输网络管理的重要组成部分，用户需通过拓扑管理掌握传输网络的拓扑结构、网络覆盖情况、网络容量规模、电路流向等信息以及故障管理、性能管理、安全管理等，此外，其他类型的网络管理模块也需要根据上述拓扑管理的结果进行数据或者图形的呈现。

网络设备耗电量巨大，少则上百瓦，多则几千瓦，部分核心设备功耗已经近万瓦，如此高功率的设备电能消耗是巨大的。现有技术的网络拓扑调整方法只是在没有部署任何拓扑节点和链路的空白网络中作拓扑调整，调整结果不符合人工经验，可靠性差，无法满足实际应用场景，降低了微波网络规划的效率和质量，从而降低了中心网络节点的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种网络拓扑结构调整方法和装置，该网络拓扑结构调整方法和装置能够满足实际场景的不同需求，能提高网络规划的效率和质量并提高网络节点的可靠性的功能优点。本发明是通过以下技术方案实现的：

在上述技术方案中，权利要求1内容

一种网络拓扑结构调整方法，包括以下步骤：

步骤1)通过交换机的各个端口分别向与其一一对应的多个目标设备发送协议数据包，并通过各个端口抓取所述目标设备返回的反馈数据包；

步骤2)对所述反馈数据包进行解析，获得所述交换机的各个端口的传输网络的构造信息，所述构造信息包括所述网络拓扑的节点位置信息；

步骤3)根据所述网络拓扑的节点位置信息，将所述网络拓扑中的网络节点生成对应的初始网络拓扑结构；

步骤4)在所述初始拓扑结构中，选取满足预置的方向数要求和容量要求的网络节点，并将该网络节点作为备选环节点；

步骤5)依据所述备选环节点，将所述初始网络拓扑结构调整为环形网络拓扑结构。

在上述技术方案中，在步骤2)中，若所述构造信息中只包括一个MAC地址，则判断与该端口相连接的所述目标设备为终端设备；若所述端口对应的所述传输网络的构造信息中包括多个MAC地址，则判断与该端口相连接的目标设备为一交换机，该交换机连接有终端设备。

在上述技术方案中，在步骤3)中，所述网络拓扑中的网络节点生成对应的初始网络拓扑结构的步骤为：

从所述网络拓扑中的网络节点的节点位置信息中确定出一级节点及其位置，所述一级节点为所述初始拓扑结构的根节点；

获取二级节点及其位置，将所述网络拓扑中的所有网络节点构造成初始网络拓扑结构。

在上述技术方案中，在步骤4)中，所述的方向数要求为：对于某个网络节点与其邻接的网络节点的数量要求；所述的容量要求为：对于该网络节点能够下挂子节点的总接入业务量要求。

在上述技术方案中，所述步骤4)具体包括以下步骤：

查询所述目标设备的网络节点的方向数要求和容量要求；

判断所述目标设备的方向数是否满足对于该网络节点能够下挂子节点的总的接入业务量；

如果满足，则设定该网络节点为备选环节点；如果不满足，则继续查询。

一种网络拓扑结构调整装置，包括：收发模块、解析模块、拓扑生成模块、拓扑分析模块以及拓扑调整模块；

所述收发模块通过所述交换机的各个端口向多个与所述端口一一对应的所述目标设备发送协议数据包，所述交换机通过其端口获取所述目标设备反馈的反馈数据包；

所述解析模块对所述反馈数据包进行解析以用于获取所述交换机的各个端口的传输网络的构造信息，该构造信息包括所述网络拓扑结构的网络节点位置信息；

所述拓扑生成模块根据所述的网络节点位置信息将所述网络节点生成对应的所述初始网络拓扑结构；

所述拓扑分析模块用于在所述初始网络拓扑结构中选取满足预置的方向数要求和容量要求的网络节点，并将该网络节点设定为备选环节点；

所述拓扑调整模块根据所述备选环节点将所述初始拓扑结构调整为环形网络拓扑结构。

在上述技术方案中，所述拓扑生成模块包括数量关系获得子模块和排序子模块，所述数量关系获得子模块用于确定所述初始网络拓扑结构的相邻网络层的网元的环连接数量及其关系；所述排序子模块用于根据所述网元的环连接数量由少到多的顺序对所述的相邻网络层的一层的网元进行排序。

在上述技术方案中，所述拓扑分析模块包括状态查询模块和判断状态模块，所述的状态查询模块用于查询所述目标设备的方向数和容量要求；所述判断状态模块用于判断目标设备容量是否满足对于所述网络节点能够下挂子节点的总的接入业务量。

在上述技术方案中，所述交换机的各个端口均设置有用于存储所述网络构造信息的网络构造信息列表。

本发明的优点和有益效果为：

1.本发明的一种网络拓扑结构调整方法通过对网络拓扑结构进行分析，并对初始网络拓扑结构采用方向数要求和容量要求的方式来选取出备选环节点，依据该备选环节点将初始网络拓扑结构调整为环形网络拓扑结构，使得该网络拓扑结构能够满足实际场景中的不同需求，环形网络拓扑因为能够满足距离约束和链路需求，因此具有就近连接、无越站链路等特点，同时，将网络拓扑结构调整为环形网络拓扑结构的方法还能提升微波网络规划的效率和质量，提高了中心网络节点的可靠性。

2.本发明的一种网络拓扑结构调整装置通过收发模块、解析模块、拓扑生成模块、拓扑分析模块以及拓扑调整模块配合使用能够生成环形网络拓扑以提升微波网络规划的效率和质量，提高了中心网络节点的可靠性。

附图说明

图1是本发明的一种网络拓扑结构调整方法的流程图；

图2是本发明的一种网络拓扑结构的组成示意图；

图3为本发明的一种网络拓扑结构调整装置的组成示意图；

图4为本发明的一种网络拓扑结构调整装置中拓扑生成模块的组成图；

图5为本发明的一种网络拓扑结构调整装置中拓扑分析模块的组成图。

其中：

601：收发模块，602：解析模块，603：拓扑生成模块，604：拓扑分析模块，605：拓扑调整模块，701：数量关系获得子模块，702：排序子模块，801：状态查询模块，802：判断状态模块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图1-5以及具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

一种网络拓扑结构调整方法，包括以下步骤：

步骤1)通过交换机的各个端口分别向与其一一对应的多个目标设备发送协议数据包，并通过各个端口抓取目标设备返回的反馈数据包；

步骤2)对反馈数据包进行解析，获得交换机的各个端口的传输网络的构造信息，构造信息包括网络拓扑的节点位置信息；

步骤3)根据网络拓扑的节点位置信息，将网络拓扑中的网络节点生成对应的初始网络拓扑结构；

步骤4)在初始拓扑结构中，选取满足预置的方向数要求和容量要求的网络节点，并将该网络节点作为备选环节点；

步骤5)依据备选环节点，将初始网络拓扑结构调整为环形网络拓扑结构。

本发明的一种网络拓扑结构调整方法通过对网络拓扑结构进行分析，并对初始网络拓扑结构采用方向数要求和容量要求的方式来选取出备选环节点，依据该备选环节点将初始网络拓扑结构调整为环形网络拓扑结构，就能使得该网络拓扑结构能够满足实际场景中的不同需求，环形网络拓扑因为能够满足距离约束和链路需求，因此具有就近连接、无越站链路等特点，同时，将网络拓扑结构调整为环形网络拓扑结构的方法还能提升微波网络规划的效率和质量，提高了中心网络节点的可靠性。

进一步，具体实施方式为：

S1：通过交换机的各个端口向多个与各个端口一一对应的目标设备发送数据包，并分别从各个端口处抓取于各个端口对应的目标设备返回的反馈数据包；

具体的，分别根据抓取目标设备返回的反馈数据包，确定该端口对应的目标设备；其中：若端口对应的网络构造信息中只包括一个MAC地址，判断与端口相连接的目标设备为终端设备；若端口对应的网络构造信息中包括多个MAC地址，判断与端口相连接的目标设备为交换机，且该交换机连接有终端设备(该交换机采用上述方法最终找出末端连接的终端设备)，各个终端设备均通过各个交换机相连接，构成一个局域网，由于交换机的存在，这个局域网内的各个终端设备均可以互相通信，其中，图2只是一个示例性表示，实际网络拓扑结构不限于此。

S2：对返回的反馈数据包进行解析，并获取各个端口的传输网络的构造信息，该构造信息包括网络拓扑的节点位置信息；

具体的，在反馈数据包进行解析之后，可以将网络构造信息存储到对应端口的网络构造信息列表中，该网络构造信息列表存放在该端口的交换机内，进一步地，当从反馈数据包中获取对应端口的网络构造信息时，可以登录该交换机，然后，可以从该端口的网络构造信息列表中读取该端口的网络构造信息。

S3：根据网络拓扑的节点位置信息，将网络拓扑中的网络节点生成对应的初始拓扑结构；

具体的包括：从网络拓扑结构中的网络节点的节点位置信息中确定出一级节点及其位置，该一级节点为初始拓扑结构的根节点；获取到与一级节点及其位置连接的二级节点及其位置，依此方法，获取到最后一级节点及其位置，将网络拓扑结中的所有网络节点构造成初始网络拓扑结构。

S4：在初始网络拓扑结构中，选取满足预置的方向数要求和容量要求的网络节点，并将该网络节点作为备选环节点；

其中，方向数要求为：对于与该网络节点邻接的网络节点的数量要求；容量要求为：对于该网络节点能够下挂子节点的总的接入业务量要求，具体包括以下步骤：查询目标设备的方向数要求和容量要求；判断目标设备的方向数是否满足对于该网络节点所能够下挂子节点的总的接入业务量；如果满足，则设定该网络节点为备选环节点；如果不满足，则继续查询。

S5：依据备选环节点，将初始拓扑结构调整为环形网络拓扑结构。

具体的，以备选环节点为子树根，自动计算和更新全网拓扑，依次查找并连接可以与备选环节点直接连接的网络节点，同时，将全网的其他网络节点也通过直连的网络节点连接至备选环节点，当依据备选环节点建立环形结构时，每个环中的节点个数一般情况下应该为偶数，同时，所述环形网络拓扑结构中的各个环的夹角优选情况下应尽量小，并且，各个环之间尽量不能交叉，当然，在不同的应用场景中，依据备选环节点进行环形网络拓扑结构的调整时也可以设置不同的约束条件，通过将初始网络拓扑结构根据实际需求调整为更加适应于当前环境的环形网络拓扑结构。

实施例二

以实施例1为基础，

一种网络拓扑结构调整装置，包括：收发模块601、解析模块602、拓扑生成模块603、拓扑分析模块604以及拓扑调整模块605；

收发模块通过交换机的各个端口向多个与端口一一对应的目标设备发送协议数据包，交换机通过其端口获取目标设备反馈的反馈数据包；

解析模块602对反馈数据包进行解析以用于获取交换机的各个端口的传输网络的构造信息，该构造信息包括网络拓扑结构的网络节点位置信息；

拓扑生成模块603根据网络节点位置信息将网络节点生成对应的初始网络拓扑结构；

拓扑分析模块604用于在初始网络拓扑结构中选取满足预置的方向数要求和容量要求的网络节点，并将该网络节点设定为备选环节点；

拓扑调整模块605根据备选环节点将初始网络拓扑结构调整为环形网络拓扑结构。

进一步，拓扑生成模块603包括：数量关系获得子模块701和排序子模块702，数量关系获得子模块701用于确定初始网络拓扑结构的相邻网络层的网元的环连接数量关系；排序子模块702用于根据网元的环连数量由少到多的顺序对相邻网络层的一层的网元进行排序。

进一步，拓扑分析模块604包括状态查询模块801和判断状态模块802，状态查询模块801用于查询目标设备的方向数和容量要求；判断状态模块802用于判断目标设备的容量是否满足对于网络节点能够下挂子节点的总的接入业务量。

进一步，拓扑调整模块605，用于根据备选环节点将初始网络拓扑结构调整为环形网络拓扑结构。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种网络拓扑结构调整方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)通过交换机的各个端口分别向与其一一对应的多个目标设备发送协议数据包，并通过各个端口抓取所述目标设备返回的反馈数据包；

步骤2)对所述反馈数据包进行解析，获得所述交换机的各个端口的传输网络的构造信息，所述构造信息包括所述网络拓扑的节点位置信息；

步骤3)根据所述网络拓扑的节点位置信息，将所述网络拓扑中的网络节点生成对应的初始网络拓扑结构；

步骤4)在所述初始拓扑结构中，选取满足预置的方向数要求和容量要求的网络节点，并将该网络节点作为备选环节点；

步骤5)依据所述备选环节点，将所述初始网络拓扑结构调整为环形网络拓扑结构。

2.根据权利要求1所述的网络拓扑结构调整方法，其特征在于，在步骤2)中，若所述构造信息中只包括一个MAC地址，则判断与该端口相连接的所述目标设备为终端设备；若所述端口对应的所述传输网络的构造信息中包括多个MAC地址，则判断与该端口相连接的目标设备为一交换机，该交换机连接有终端设备。

3.根据权利要求1所述的网络拓扑结构调整方法，其特征在于，在步骤3)中，所述网络拓扑中的网络节点生成对应的初始网络拓扑结构的步骤为：

从所述网络拓扑中的网络节点的节点位置信息中确定出一级节点及其位置，所述一级节点为所述初始拓扑结构的根节点；

获取二级节点及其位置，将所述网络拓扑中的所有网络节点构造成初始网络拓扑结构。

4.根据权利要求1所述的网络拓扑结构调整方法，其特征在于，在步骤4)中，所述的方向数要求为：对于某个网络节点与其邻接的网络节点的数量要求；所述的容量要求为：对于该网络节点能够下挂子节点的总接入业务量要求。

5.根据权利要求1所述的网络拓扑结构调整方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括以下步骤：

查询所述目标设备的网络节点的方向数要求和容量要求；

判断所述目标设备的方向数是否满足对于该网络节点能够下挂子节点的总的接入业务量；

如果满足，则设定该网络节点为备选环节点；如果不满足，则继续查询。

6.一种网络拓扑结构调整装置，其特征在于，包括：收发模块、解析模块、拓扑生成模块、拓扑分析模块以及拓扑调整模块；

所述收发模块通过所述交换机的各个端口向多个与所述端口一一对应的所述目标设备发送协议数据包，所述交换机通过其端口获取所述目标设备反馈的反馈数据包；

所述解析模块对所述反馈数据包进行解析以用于获取所述交换机的各个端口的传输网络的构造信息，该构造信息包括所述网络拓扑结构的网络节点位置信息；

所述拓扑生成模块根据所述的网络节点位置信息将所述网络节点生成对应的所述初始网络拓扑结构；

所述拓扑分析模块用于在所述初始网络拓扑结构中选取满足预置的方向数要求和容量要求的网络节点，并将该网络节点设定为备选环节点；

所述拓扑调整模块根据所述备选环节点将所述初始拓扑结构调整为环形网络拓扑结构。

7.根据权利要求6所述的网络拓扑结构调整装置，其特征在于：所述拓扑生成模块包括数量关系获得子模块和排序子模块，所述数量关系获得子模块用于确定所述初始网络拓扑结构的相邻网络层的网元的环连接数量及其关系；所述排序子模块用于根据所述网元的环连接数量由少到多的顺序对所述的相邻网络层的一层的网元进行排序。

8.根据权利要求6所述的网络拓扑结构调整装置，其特征在于，所述拓扑分析模块包括状态查询模块和判断状态模块，所述的状态查询模块用于查询所述目标设备的方向数和容量要求；所述判断状态模块用于判断目标设备容量是否满足对于所述网络节点能够下挂子节点的总的接入业务量。

9.根据权利要求6所述的网络拓扑结构调整装置，其特征在于，所述交换机的各个端口均设置有用于存储所述网络构造信息的网络构造信息列表。

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