CN1791011A - 一种网络管理系统中网络拓扑图自动生成方法 - Google Patents

Abstract

一种网络管理系统中网络拓扑图自动生成方法，属于计算机应用技术领域，具体涉及网络管理系统中网络拓扑图生成技术，由节点分类、根节点定位、叶节点定位、生成节点和生成链路等5个步骤组成。其实质是将网络中的节点分为根节点和叶节点，网络拓扑图的生成以圆为基础并辐射扩展，根节点平均分布于基础圆上，叶节点平均分布于以相连根节点为圆心的扇弧上。利用本发明所述的一种网络管理系统中网络拓扑图自动生成方法自动生成的拓扑图符合人们构造拓扑图的习惯，也正确的体现出了网络中各设备的物理连接关系，并在一定程度上反映了逻辑层次关系。更重要的是，网络资源信息发生变化时，本发明能够方便的生成变化后的网络拓扑图，适应了动态网络的拓扑显示。

Description

一种网络管理系统中网络拓扑图自动生成方法

技术领域

一种网络管理系统中网络拓扑图自动生成方法，属于计算机应用技术领域，具体涉及网络管理系统中网络拓扑图生成技术。

背景技术

在网络管理系统中，为了向管理员直观的反映出网络拓扑连接情况，必然需要在人机交互界面上显示所管理网络的拓扑图。就目前而言，网络拓扑图的构图方式主要有两大类：

一类是使用固定的网络拓扑图，即网络各个节点的构图位置固化在系统的程序中，如果不更改程序，节点位置就不会发生变化。这种拓扑图生成方式是已经投入使用的网络管理系统中用的较多的方式。但它有明显的缺点：现实中网络拓扑情况是不时变化的，如果用这种方式构图，不精通编程的一般管理员在网络结构发生变化后，无法更改程序使其符合新的网络拓扑情况，只有依靠专业人员对系统源程序进行修改以适应变化。这样既提高了管理成本，又缺乏实效性。

另一类是手动生成拓扑图，即系统拓扑图的构图过程有人的参与。这一类应用的也较广泛，其实现方式多种多样。其共同点是系统提供了一个初始的拓扑图，当网络结构发生变化后，管理员可以用某种操作手动修改网络拓扑图。这种方式虽然可以适应网络结构的变化，但同时也增加了管理员的工作量。

以上两类方式都有不足，最好的方法是利用网络拓扑信息(网络设备信息和网络链路信息)来自动的生成网络拓扑图。这一方法在一些新的网络管理系统设计中已经提到，但其技术内容和拓扑图生成算法不详。

发明内容

本发明提出了一种网络管理系统中网络拓扑图自动生成方法，利用网络拓扑信息来自动生成网络拓扑图，当网络拓扑结构发生变化时，系统可以根据新的网络拓扑信息生成新的网络拓扑图。本发明应用于网络管理系统中可以增加系统的普适性和实现操作的简单化。

本发明详细技术方案为：

一种网络管理系统中网络拓扑图自动生成方法，其特征是由以下步骤组成：

1、节点分类与编号。根据网络资源中的设备信息与链路信息将网络中所有节点归为两类：一类是和其他节点有两条或以上直接链路相连接的节点，称为根节点；另一类是和其他节点仅有一条直接链路相连的节点，称为叶节点。根节点层次较高位于交换中心，子节点层次较低靠近终端。对节点进行编号时，遵循一号一节点、并一一对应的原则。

2、根节点定位。将所有根节点平均分布在一个半径为R的基础圆的圆周上，相互之间构成一个正多边形。

3、叶节点定位。如图1所示，将与某个根节点相连的所有叶节点平均分布在一段特定扇弧上，该扇弧以该根节点为圆心，等于或略小于多边形边长的一半的长度r为半径，正多边形外角为圆心角；平均分布叶节点时，为了避免将叶节点放置在根节点连线上，每个根节点都考虑了1个叶节点的冗余度，即对于有p个叶节点的根节点，将其所在的正多边形外角扇面按角度分成p+1等份，并将p个叶节点放置于p条等分线与扇弧的交点上。

4、生成节点。将步骤2和步骤3所定位的根节点与叶节点用一定几何形状表示在画图面板上，节点的几何尺寸应当远远小于基础圆的半径R，在靠近节点的位置注明节点的名称。

5、生成链路。根据网络资源中的链路信息将有直接连接关系的节点用直线连接起来。

以上5个步骤都是利用计算机软件自动运行的。

网络资源中的设备信息与链路信息发生变化时，重复步骤1-5，可以生成新的网络拓扑图。

步骤2中所述基础圆的半径R应该综合考虑节点本身的面积、根节点数以及根节点最大叶节点数这三方面的因素来设置，以使自动生成的拓扑图合理美观；最简单的方法是R取画图面板最短边长的1/4。

步骤4中所述的表示节点的几何形状可以是矩形、圆形、三角形等。

利用本发明所述的一种网络管理系统中网络拓扑图自动生成方法自动生成的拓扑图符合人们构造拓扑图的习惯，也正确的体现出了网络中各设备的物理连接关系，并在一定程度上反映了逻辑层次关系。更重要的是，网络资源信息发生变化时，本发明能够方便的生成变化后的网络拓扑图，适应了动态网络的拓扑显示。

附图说明

图1是叶节点的分布原理图。

图2是某公司网络结构实例图。

图3是自动生成的图1所示公司的网络拓扑图。

具体实施方式

图2是某公司网络结构实例图。在图2中，交换机1、路由器1、远程服务器、ATM交换机1、ATM交换机2和ATM交换机3共6个设备为根节点。交换机1的叶节点有网管、DNS、FTP、mail、web与IPTV。路由器1的叶节点有帧中继交换机1。远程服务器的叶节点有终端服务器。另外，路由器1、帧中继交换机1、ATM交换机2分别与Internet、Public FrameRelayNet、ATM Net相连。

在图3中，整个画图面板宽X高Y(X＞Y)，坐标系原点位于画图面板左上角顶点，x轴正方向向右，y轴正方向向下；基础圆半径R＝Y/4，圆心坐标(X/2，Y/2)；

设共N个根节点，第n个根节点的坐标为(x[n]，y[n])，其中n＝0，1，...，N-1，则：

                       x[n]＝X/2+R·cos(n·θ)

                       y[n]＝Y/2-R·sin(n·θ)；

其中θ表示正N边形一条边所对应的圆心角：θ＝2π/N；

设第n个根节点的叶节点数为p，它的第i个叶节点的坐标为(x′[i]，y′[i])，其中i＝0，1，...，p-1，则：

当x[n]＜x[n-1]时

             x′[i]＝x[n]+r·cos((i+1)·θ₁-tan^-1((y[n-1]-y[n])/(x[n-1]-x[n])))

             y′[i]＝y[n]-r·sin((i+1)·θ₁-tan^-1((y[n-1]-y[n])/(x[n-1]-x[n])))；

当x[n]＞x[n-1]时

             x′[i]＝x[n]-r·cos((i+1)·θ₁-tan^-1((y[n-1]-y[n])/(x[n-1]-x[n])))

             y′[i]＝y[n]+r·sin((i+1)·θ₁-tan^-1((y[n-1]-y[n])/(x[n-1]-x[n])))；

其中θ₁＝(π+θ)/(p+1)； $r=\sqrt{{\left(x\right[n-1]-x[n\left]\right)}^2+{\left(y\right[n-1]-y[n\left]\right)}^2}/2;$ 当n＝0时，x[n-1]＝x[N-1]，y[n-1]＝y[N-1]。

各节点坐标定出，便可画出拓扑图。

Claims (5)

1、一种网络管理系统中网络拓扑图自动生成方法，其特征是由以下步骤组成：

1)、节点分类与编号，根据网络资源中的设备信息与链路信息将网络中所有节点归为两类：一类是和其他节点有两条或以上直接链路相连接的节点，称为根节点；另一类是和其他节点仅有一条直接链路相连的节点，称为叶节点；对节点进行编号时，遵循一号一节点、并一一对应的原则；

2)、根节点定位，将所有根节点平均分布在一个半径为R的基础圆的圆周上，相互之间构成一个正多边形；

3)、叶节点定位，将与某个根节点相连的所有叶节点平均分布在一段特定扇弧上，该扇弧以该根节点为圆心，等于或略小于多边形边长的一半的长度r为半径，正多边形外角为圆心角；平均分布叶节点时，为了避免将叶节点放置在根节点连线上，每个根节点都考虑了1个叶节点的冗余度，即对于有p个叶节点的根节点，将其所在的正多边形外角扇面按角度分成p+1等份，并将p个叶节点放置于p条等分线与扇弧的交点上；

4)、生成节点，将步骤2)和步骤3)所定位的根节点与叶节点用一定几何形状表示在画图面板上，节点的几何尺寸应当远远小于基础圆的半径R，在靠近节点的位置注明节点的名称；

5)、生成链路，根据网络资源中的链路信息将有直接连接关系的节点用直线连接起来；

以上5个步骤都是利用计算机软件自动运行的。

2、根据权利要求1所述的一种网络管理系统中网络拓扑图自动生成方法，其特征是，网络资源中的设备信息与链路信息发生变化时，重复步骤1)-5)，可以生成新的网络拓扑图。

3、根据权利要求1所述的一种网络管理系统中网络拓扑图自动生成方法，其特征是，步骤2)中所述基础圆的半径R应该综合考虑节点本身的面积、根节点数以及根节点最大叶节点数这三方面的因素来设置，以使自动生成的拓扑图合理美观；最简单的方法是R取画图面板最短边长的1/4。

4、根据权利要求1所述的一种网络管理系统中网络拓扑图自动生成方法，其特征是，步骤4)中所述的表示节点的几何形状可以是矩形、圆形、三角形等。

5、根据权利要求1-4所述的一种网络管理系统中网络拓扑图自动生成方法，其特征是，步骤2)-3)定位根节点与叶节点时，整个画图面板宽X高Y(X＞Y)，坐标系原点位于画图面板左上角顶点，x轴正方向向右，y轴正方向向下；基础圆半径R＝Y/4，圆心坐标(X/2，Y/2)；

设共N个根节点，第n个根节点的坐标为(x[n]，y[n])，其中n＝0，1，…，N-1，则：

                  x[n]＝X/2+R·cos(n·θ)；

                  y[n]＝Y/2-R·sin(n·θ)

其中θ表示正N边形一条边所对应的圆心角：θ＝2π/N；

设第n个根节点的叶节点数为p，它的第i个叶节点的坐标为(x′[i]，y′[i])，其中i＝0，1，…，p-1，则：

当x[n]＜x[n-1]时

       x′[i]＝x[n]+r·cos((i+1)·θ₁-tan^-1((y[n-1]-y[n])/(x[n-1]-x[n])))

       y′[i]＝y[n]-r·sin((i+1)·θ₁-tan^-1((y[n-1]-y[n])/(x[n-1]-x[n])))；

当x[n]＞x[n-1]时

       x′[i]＝x[n]-r·cos((i+1)·θ₁-tan^-1((y[n-1]-y[n])/(x[n-1]-x[n])))

       y′[i]＝y[n]+r·sin((i+1)·θ₁-tan^-1((y[n-1]-y[n])/(x[n-1]-x[n])))；

其中θ₁＝(π+θ)/(p+1)； $r=\sqrt{{\left(x\right[n-1]-x[n\left]\right)}^2+{\left(y\right[n-1]-y[n\left]\right)}^2}/2;$ 当n＝0时，x[n-1]＝x[N-1]，y[n-1]＝y[N-1]。

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