CN116155743B - 一种自动化运维中第三层网络拓扑结构修正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动化运维中第三层网络拓扑结构修正方法，包括以下步骤：以路由器或交换机为节点起点，构建设备队列Equipment；利用网络工具发现能够连接的节点，确定节点类型，将节点加入Equipment队列；根据队列中节点的IP地址和子网掩码，获取子网标识；确定路由器与路由器、路由器与子网之间的连接关系；在构建的静态网络结构上，观测一段时间t，利用动态网络流量修正连接关系。本发明的有益效果为：将能构成三角拓扑结构的连接关系作为一个统计分组，动态地统计三角形拓扑结构中每个边上的加权流量数据，并且删除加权值最小的连接关系，以此对网络拓扑发现的结果进行修正。经过修正之后，使发现结果更准确、完整。

Description

一种自动化运维中第三层网络拓扑结构修正方法
技术领域
本发明涉及智能IT运维的领域，具体涉及种自动化运维中第三层网络拓扑结构修正方法。
背景技术
自动化运维中第三层网络拓扑修正主要关注的网络设备有同一个管理域内所有的路由器和子网。当使用网络拓扑发现技术还原第三层网路拓扑结构后，总是会存在一些冗余的连接关系。本发明需要解决的问题就是通过连接关系上的流量情况，动态的修正网络拓扑结构。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种自动化运维中第三层网络拓扑结构修正方法。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：一种自动化运维中第三层网络拓扑结构修正方法，该方法包括以下步骤：
（1）、以路由器或交换机为节点起点，将其设为
Figure SMS_1
；构建设备队列，命名为Equipment；
（2）、利用网络工具发现
Figure SMS_2
能够连接的节点，确定节点类型，将节点加入Equipment队列；
（3）、根据队列中节点的IP地址和子网掩码，获取子网标识；
（4）、确定路由器与路由器、路由器与子网之间的连接关系，这种连接关系称为第三层网络拓扑结构；
（5）、在步骤（1）-（4）构建的静态网络结构上，观测一段时间
Figure SMS_3
，利用动态网络流量修正连接关系。
更进一步的，在步骤（2）中，确定节点类型的方法为利用公知协议SNMP获取每一个节点的MIB库，MIB库中的interface和ip字段会记录与节点类型有关的信息，节点类型包括主机、交换机和路由器。
更进一步的，在步骤（3）中，获取子网标识的方法为：假如一个主机的IP地址为A.B.C.D，其子网掩码为a.b.c.d，则将(A∧a).(B∧b).(C∧c).(D∧d)作为该主机所在子网的子网标识，其中“∧”表示按位与操作。
更进一步的，在步骤（4）中，确定路由器与路由器、路由器与子网之间的连接关系的方法为：直接从MIB库中获取；若节点i为节点j的下一跳且节点i和节点j都是路由器，则记节点i和节点j有连接；若节点i为路由器，节点j为主机，则记节点i与节点j所在的子网有连接；若为其他情况，则不分析他们之间的连接关系。
更进一步的，在步骤（5）中，修正第三层网络拓扑结构的方法为：
（5.1）、对Equipment队列进行修正：遍历Equipment队列中的所有节点，若节点为路由器，则不做处理；若节点为交换机，则从队列中删除；若节点为主机，则将其子网标识代替其加入队列；节点全部处理后，重新遍历队列，删除重复的子网标识；
（5.2）、从步骤（4）构建的连接关系中，获取连接三角形，该三角形的获取方法为从Equipment队列中的第一个节点顺序遍历，直到构建形成第一个三角形，该三角形节点分别为
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本发明的有益效果为：本发明采用流量统计技术，将能构成三角拓扑结构的连接关系作为一个统计分组，动态地统计三角形拓扑结构中每个边上的加权流量数据，并且删除加权值最小的连接关系，以此对网络拓扑发现的结果进行修正。经过修正之后，减少了冗余的拓扑关系，使发现结果更准确、完整。并且使用动态流量统计技术不会占用额外带宽，修正速度较快，避免造成较高的网络负载。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：
如图1所示，一种自动化运维中第三层网络拓扑结构修正方法，该方法包括以下步骤：
（1）、以路由器或交换机为节点起点，将其设为
Figure SMS_31
；构建设备队列，命名为Equipment；
（2）、利用网络工具发现
Figure SMS_32
能够连接的节点，确定节点类型，将节点加入Equipment队列；确定节点类型的方法为公知方法且有多种，本发明选取的方法为利用公知协议SNMP获取每一个网络节点的MIB库，MIB库中的interface和ip字段会记录与节点类型有关的信息，节点类型包括主机、交换机和路由器。
（3）、根据队列中节点的IP地址和子网掩码，获取子网标识；获取子网标识的方法为：假如一个主机的IP地址为A.B.C.D，其子网掩码为a.b.c.d，则将(A∧a).(B∧b).(C∧c).(D∧d)作为该主机所在子网的子网标识，其中“∧”表示按位与操作。
（4）、确定路由器与路由器、路由器与子网之间的连接关系，这种连接关系被网络研究人员称为第三层网络拓扑结构；获取节点下一跳的方法为公知方法，可直接从MIB库中获取。若节点i为节点j的下一跳且节点i和节点j都是路由器，则记节点i和节点j有连接；若节点i为路由器，节点j为主机，则记节点i与节点j所在的子网有连接；若为其他情况，则不分析他们之间的连接关系。
（5）、在步骤（1）-（4）构建的静态网络结构上，观测一段时间
Figure SMS_33
，利用动态网络流量修正连接关系。
修正第三层网络拓扑结构的方法为：
（5.1）、对Equipment队列进行修正：遍历Equipment队列中的所有节点，若节点为路由器，则不做处理；若节点为交换机，则从队列中删除；若节点为主机，则将其子网标识代替其加入队列；节点全部处理后，重新遍历队列，删除重复的子网标识；
（5.2）、从步骤（4）构建的连接关系中，获取连接三角形，该三角形的获取方法为从Equipment队列中的第一个节点顺序遍历，直到构建形成第一个三角形，该三角形节点分别为
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可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种自动化运维中第三层网络拓扑结构修正方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)、以路由器或交换机为节点起点，将其设为V0；构建设备队列，命名为Equipment；
(2)、利用网络工具发现V0能够连接的节点，确定节点类型，将节点加入Equipment队列；
(3)、根据队列中节点的IP地址和子网掩码，获取子网标识；
(4)、确定路由器与路由器、路由器与子网之间的连接关系，这种连接关系称为第三层网络拓扑结构；
(5)、在步骤(1)-(4)构建的静态网络结构上，观测一段时间t，利用动态网络流量修正连接关系；
修正第三层网络拓扑结构的方法为：
(5.1)、对Equipment队列进行修正：遍历Equipment队列中的所有节点，若节点为路由器，则不做处理；若节点为交换机，则从队列中删除；若节点为主机，则将其子网标识代替其加入队列；节点全部处理后，重新遍历队列，删除重复的子网标识；
(5.2)、从步骤(4)构建的连接关系中，获取连接三角形，该三角形的获取方法为从Equipment队列中的第一个节点顺序遍历，直到构建形成第一个三角形，该三角形节点分别为V0、Vi、Vj，彼此两两相互连接，Vi表示节点i，Vj表示为节点j；构建此三角形后，三个节点不再参与后续构建，下一个三角形从V1开始构建，若V1存在于以V0为起点的三角形中，则从V2开始构建，依此类推；
(5.3)、针对构建出的三角形，利用一段时间内三角形各顶点之间的动态数据流量信息，对三角形网络结构进行修正。
2.根据权利要求1所述自动化运维中第三层网络拓扑结构修正方法，其特征在于：在步骤(2)中，确定节点类型的方法为利用公知协议SNMP获取每一个节点的MIB库，MIB库中的interface和ip字段会记录与节点类型有关的信息，节点类型包括主机、交换机和路由器。
3.根据权利要求2所述自动化运维中第三层网络拓扑结构修正方法，其特征在于：在步骤(3)中，获取子网标识的方法为：假如一个主机的IP地址为A.B.C.D，其子网掩码为a.b.c.d，则将(A∧a).(B∧b).(C∧c).(D∧d)作为该主机所在子网的子网标识，其中“∧”表示按位与操作。
4.根据权利要求3所述自动化运维中第三层网络拓扑结构修正方法，其特征在于：在步骤(4)中，确定路由器与路由器、路由器与子网之间的连接关系的方法为：直接从MIB库中获取；若节点i为节点j的下一跳且节点i和节点j都是路由器，则记节点i和节点j有连接；若节点i为路由器，节点j为主机，则记节点i与节点j所在的子网有连接；若为其他情况，则不分析他们之间的连接关系。
5.根据权利要求4所述自动化运维中第三层网络拓扑结构修正方法，其特征在于：在步骤(5.3)中，以节点Va、Vb、Vc构成的三角形，具体方法如下：分别统计当前时刻向前t时间内，三角形各个节点之间相互发送的数据流量，节点Va发送给节点Vb的流量记为
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节点Va发送给节点Vc的流量记为/>
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依此类推；接着计算任意两个节点之间的加权数据包流量Flowab、Flowac、Flowbc；
Figure FDA0004263444530000023
其中k1+k2＝1，k1，k2为加权系数；最后比较Flowab、Flowac、Flowbc之间的大小关系，删除最小加权数据包流量对应的两个节点之间的连接关系。
6.根据权利要求5所述自动化运维中第三层网络拓扑结构修正方法，其特征在于：求加权系数的k1，k2的具体方法如下：
Figure FDA0004263444530000031
其中
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分别为三角形任意两个节点之间的数据流量权重，/>
Figure FDA0004263444530000033
依次类推；
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分别表示，时间t内三角形任意两个节点之间相互发送的平均数据包流量，/>
Figure FDA0004263444530000035
依此类推。
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