网络拓扑自发现方法、装置、网络设备及计算机存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种网络拓扑自发现方法，包括：在多个网络节点所在的网络中，将其中一个网络节点设为源网络节点，从其他网络节点中逐一选取网络节点作为目标网络节点；从源网络节点向目标网络节点发送路径探测包，使得路径探测包途径的网络节点以及目标网络节点在接收到路径探测包后分别向源网络节点发送探测应答包；将探测应答包的个数标记为目标网络节点的坐标值；根据网络中所有其他网络节点的坐标值绘制网络对应的互连拓扑图。相应地本发明专利技术还公开了一种网络拓扑自发现装置、网络设备以及计算机存储介质。本发明专利技术基于MAC帧格式的数据包传播，自动完成拓扑自发现,无需集成生成树协议，适合实时性要求高的网络系统使用。

【技术实现步骤摘要】
网络拓扑自发现方法、装置、网络设备及计算机存储介质
本专利技术实施例涉及网络管理技术，尤其涉及一种网络拓扑自发现方法、装置、网络设备及计算机存储介质。
技术介绍
网络拓扑自发现的主要目的是获取和维护网络节点的存在信息和它们之间的连接关系信息，并在此基础上绘制出整个网络拓扑图，网络管理人员在网络拓扑图的基础上能够对故障节点进行快速排查。现有技术提供了基于网络层和基于数据链路层的网络拓扑自发现方法。其中网络层拓扑自发现方法，通过对网络设备路由信息的分析，仅能够获得路由或主机间的逻辑连接关系，不能发现实际的物理连接情况。而数据链路层的网络拓扑自发现方法，需要网络节点支持生成树STP协议，在一些工控自动化系统中，由于实时性要求高，为了保证工控数据处理的高效性，一般不集成较为复杂的STP软件协议，因此，现有技术的网络拓扑方法并不适合实时性要求高的网络系统使用。
技术实现思路
本专利技术提供一种网络拓扑自发现方法、装置、网络设备及计算机存储介质，以实现基于MAC帧传播的方式自动完成拓扑自发现无需集成生成树协议，适合实时性要求高的网络系统使用。第一方面，本专利技术实施例提供了一种网络拓扑自发现方法，包括：在多个网络节点所在的网络中，将其中一个网络节点设为源网络节点，从其他网络节点中逐一选取网络节点作为目标网络节点；从所述源网络节点向目标网络节点发送路径探测包，所述路径探测包的目的地址为目标网络节点的MAC地址；使得所述路径探测包途径的网络节点以及所述目标网络节点在接收到所述路径探测包后分别向所述源网络节点发送探测应答包，各探测应答包的目的地址为所述源网络节点的MAC地址；将所述探测应答包的个数标记为所述目标网络节点的坐标值；根据所述网络中所有其他网络节点的坐标值绘制所述网络对应的互连拓扑图，所述互连拓扑图中相连的两个网络节点的坐标值之间的差值为1。第二方面，本专利技术实施例提供了一种网络拓扑自发现装置，包括：节点选取模块，用于在多个网络节点所在的网络中，将其中一个网络节点设为源网络节点，从其他网络节点中逐一选取网络节点作为目标网络节点；路径探测模块，用于从所述源网络节点向目标网络节点发送路径探测包，所述路径探测包的目的地址为目标网络节点的MAC地址；使得所述路径探测包途径的网络节点以及所述目标网络节点在接收到所述路径探测包后分别向所述源网络节点发送探测应答包，各探测应答包的目的地址为所述源网络节点的MAC地址；坐标记录模块，用于将所述探测应答包的个数标记为所述目标网络节点的坐标值；节点互连模块，用于根据所述网络中所有其他网络节点的坐标值绘制所述网络对应的互连拓扑图，所述互连拓扑图中相连的两个网络节点的坐标值之间的差值为1。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种网络设备，该网络设备包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本专利技术任意实施例提供的网络拓扑自发现方法。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本专利技术任意实施例提供的网络拓扑自发现方法。本专利技术实施例通过源网络节点向网络中的其他网络节点发送路径探测包，获得其他网络节点的坐标值，由于网络拓扑中相连的网络节点相对某个特定的网络节点的坐标值差值为1，因此，根据各网络节点到源网络节点的距离，可绘制拓扑图，解决现有技术需要支持生成树STP协议进行拓扑自发现而不能在实时性要求高的网络系统中应用的问题，实现基于MAC帧格式数据包传播就能自动完成拓扑自发现的效果，适合实时性要求高的网络系统使用。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的网络拓扑自发现方法的流程图；图2是本专利技术实施例一中示例的互连拓扑图；图3是本专利技术实施例一中的网络拓扑自发现方法的应用场景图；图4是本专利技术实施例二提供的网络拓扑自发现方法的流程图；图5是本专利技术实施例二中示例的互连拓扑图；图6是本专利技术实施例三提供的网络拓扑自发现方法的流程图；图7是本专利技术实施例四提供的网络拓扑自发现装置的结构示意图；图8是本专利技术实施例五提供的网络设备的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的网络拓扑自发现方法的流程图，具体包括如下步骤：步骤110、在多个网络节点所在的网络中，将其中一个网络节点设为源网络节点，从其他网络节点中逐一选取网络节点作为目标网络节点。步骤120、从所述源网络节点向目标网络节点发送路径探测包，所述路径探测包的目的地址为目标网络节点的MAC地址；使得所述路径探测包途径的网络节点以及所述目标网络节点在接收到所述路径探测包后分别向所述源网络节点发送探测应答包，各探测应答包的目的地址为所述源网络节点的MAC地址。其中，各网络节点一般通过MAC地址学习功能创建和维护MAC地址转发表，使得网络节点在接收到路径探测包时，会先查询路径探测包的目的地址与自身的MAC地址是否相同，若相同则直接发送以路径探测包源地址，即源网络节点MAC地址为目的地址的探测应答包，若不相同则查询MAC地址转发表，从MAC地址转发表指示的端口将路径探测包转发出去。步骤130、将所述探测应答包的个数标记为所述目标网络节点的坐标值。步骤140、根据所述网络中所有其他网络节点的坐标值绘制所述网络对应的互连拓扑图，所述互连拓扑图中相连的两个网络节点的坐标值之间的差值为1。上述方法步骤基于MAC帧格式的数据包传播，自动完成了拓扑自发现。在具体实施时，步骤140可根据网络的拓扑类型，用不同的具体方案实现。简单地，对于网络拓扑为多个网络节点依次连接的线型网络，如图2所示，图2是本实施例示例的互连拓扑图，该互连拓扑图所示的网关网络为线型网络，若设定的源网络节点为该线型网络中的第一个网关31或最后一个网关，则所有网络节点都连接在源网络节点的一个端口侧，将源网络节点与坐标值为1的网络节点连接，将各网络节点按坐标值的从小到大的次序连接，即得到互连拓扑图。若网络拓扑为如图2所示的多个网络节点依次连接的线型网络，且设定的源网络节点不是该线型网络中的第一个网络节点或最后一个网络节点，例如图中的网关32，则查询源网络节点的MAC地址转发表，获得源网络节点的两个端口侧对应的两个网络节点分组，其中，网络节点分组中的各网络节点连接在源网络节点的同一个端口侧；将网络节点分组中的网络节点按照坐标值大小顺次连接，并将源网络节点与坐标值为1的两个网络节点分别连接，即获得互连拓扑图。对于线型网络，通过查询网络节点的MAC地址转发表，还可以确定任意网络节点连接相邻网络节点的端口。本实施例还提供了进一步方案，可以实现仅绘制指定的多个网络节点之间的连接拓扑。在一些实际的应用场景中，可以绘制网络中实现相同功能的网络节点(例如同为网关或同为路由器的网络节点)之间的互连拓扑图，而排除其他网络节点在绘制过程中的干扰。具体地，步骤110、在多个网络节点所在的网络中，将其中一个网络节点设为源网络节点，从其他网络节点中逐一选取网络节点作为目标网络节点，包括：加入组播组，接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络拓扑自发现方法，其特征在于，包括：在多个网络节点所在的网络中，将其中一个网络节点设为源网络节点，从其他网络节点中逐一选取网络节点作为目标网络节点；从所述源网络节点向目标网络节点发送路径探测包，所述路径探测包的目的地址为目标网络节点的MAC地址；使得所述路径探测包途径的网络节点以及所述目标网络节点在接收到所述路径探测包后分别向所述源网络节点发送探测应答包，各探测应答包的目的地址为所述源网络节点的MAC地址；将所述探测应答包的个数标记为所述目标网络节点的坐标值；根据所述网络中所有其他网络节点的坐标值绘制所述网络对应的互连拓扑图，所述互连拓扑图中相连的两个网络节点的坐标值之间的差值为1。

【技术特征摘要】
1.一种网络拓扑自发现方法，其特征在于，包括：在多个网络节点所在的网络中，将其中一个网络节点设为源网络节点，从其他网络节点中逐一选取网络节点作为目标网络节点；从所述源网络节点向目标网络节点发送路径探测包，所述路径探测包的目的地址为目标网络节点的MAC地址；使得所述路径探测包途径的网络节点以及所述目标网络节点在接收到所述路径探测包后分别向所述源网络节点发送探测应答包，各探测应答包的目的地址为所述源网络节点的MAC地址；将所述探测应答包的个数标记为所述目标网络节点的坐标值；根据所述网络中所有其他网络节点的坐标值绘制所述网络对应的互连拓扑图，所述互连拓扑图中相连的两个网络节点的坐标值之间的差值为1。2.如权利要求1所述的网络拓扑自发现方法，其特征在于，所述根据所述网络中所有其他网络节点的坐标值绘制所述网络对应的互连拓扑图，具体包括:在所述网络对应的互连拓扑图内孤立的网络节点中，读取坐标值最大的网络节点作为最远节点；查找在以最远节点为目标网络节点发送路径探测包时，源网络节点接收到的各探测应答包的源地址，获得各源地址对应的网络节点的坐标值；将获得的各源地址对应的网络节点按坐标值大小顺次连接。3.如权利要求1或2所述的网络拓扑自发现方法，其特征在于，所述在多个网络节点所在的网络中，将其中一个网络节点设为源网络节点，从其他网络节点中逐一选取网络节点作为目标网络节点，具体包括：加入组播组，接收组播组内多个网络节点发送的其自身的MAC地址，获得组播组内网络节点的MAC地址集合；获取网络节点的MAC地址转发表；其中，所述MAC地址转发表用于记录网络节点的以太网端口所连接的其他网络节点MAC地址集合；比对所述组播组内网络节点的MAC地址集合以及网络节点的每一以太网端口所连接的其他网络节点MAC地址集合，判断网络节点的每一以太网端口是否连接有所述组播组内的网络节点；如果网络节点的以太网端口没有连接所述组播组内的网络节点，则关闭该以太网端口；将所述组播组内网络节点中的一个网络节点设为源网络节点，从组播组内其他网络节点中逐一选取网络节点作为目标网络节点。4.如权利要求3所述的网络拓扑自发现方法，其特征在于，所述组播组内的网络节点为矿井集控系统中连接于上位机与综采设备之间的网关；所述网关包括以太网端口和工业现场总线端口；所述网关的以太网端口用于连接所述上位机、其他网关或具有以太网端口的综采设备，所述工业现场总线端口用于连接具有工业现场总线端口的综采设备。5.如权利要求3所述的网络拓扑自发现方法，其特征在于，在所述比对所述组播组内网络节点的MAC地址集合以及网络节点的每一以太网端口所连接的其他网络节点MAC地址集合之前，还包括：将网络节点的MAC地址转发表老化时间调整为预先设置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈辉，余佳鑫，马鹏宇，黄金福，李棉，
申请(专利权)人：日立楼宇技术广州有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44