一种网络拓扑自发现方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种网络拓扑自发现方法及装置，所述方法包括：通过网络层拓扑发现方法搜索目标网络中的第一活动节点，并获取所述第一活动节点的网络拓扑信息；以及，通过数据链路层拓扑发现方法搜索所述目标网络中的第二活动节点，并获取所述第二活动节点的网络拓扑信息；根据获取的第一活动节点和第二活动节点的网络拓扑信息构建所述目标网络的网络拓扑结构。通过本发明专利技术提供的方法能够较全面的发现活动节点，并准确构建网络拓扑结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种网络拓扑自发现方法及装置。
技术介绍
随着计算机网络技术的发展，网络规模不断扩大，复杂性不断增加，网络的异构性越来越高。一个网络往往由若干个大大小小的子网组成。如果没有一个高效的网络管理系统对网络进行维护和管理，将很难保证为广大用户提供令人满意的服务。网络拓扑不仅应用于网络管理，提高网络管理的质量和效率，还可应用于服务器定位，确定用户在网络中的位置等。目前，网络拓扑发现方法包括网络层的拓扑发现方法和数据链路层拓扑发现方法，其中：网络层拓扑发现方法例如基于IP(Inernet Protocol，互联网协议)地址的发现方法，例如基于SNMP协议(Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议)的拓扑发现方法、基于ICMP协议(Internet Control Message Protocol，网络控制报文协议)的拓扑发现方法和基于ARP协议(Address Resolution Protocol，地址解析协议)的拓扑发现方法等。其中：基于SNMP协议的拓扑发现方法的原理为：每个网络设备都有路由表，路由信息中包含有网络拓扑信息，该信息至少包括路由目的网络地址、目的网络的子网掩码、下一跳IP地址、对应的端口所有和路由协议类型等。由于路由表中的下一跳IP地址所标识的必然是具有路由功能的活动节点，因此从设定路由器开始，读取路由器的路由表，可以逐渐向下发现网络中所有基于路由功能的活动节点。再根据路由表的本地接口的索引标识，可找到接口表中对应的接口索引，由接口表的接口类型就可以了解到所在子网的类型，从而构建出整
个网络的拓扑结构。但该方法需要网络设备支持SNMP协议，且该方法无法发现网络中没有配置IP地址的活动节点。基于ICMP协议的拓扑发现方法的原理为：通过向网络设备发送ICMP报文，测试设备的可达性。该方法对一个网店内所有设备的网络IP地址一次执行ping操作，根据响应就可以发现当前该网段内所有活动的网络设备(即活动节点)。根据给定的IP区间逐一进行ping操作，根据结果，再对上一次操作记录的活动的IP地址逐一进行路由跟踪，记录下每一次路由跟踪的操作结果，最后分析所有的操作结果，从中得到网络的拓扑结构。该方法需要网络设备支持ICMP协议，且该方法同样无法发现网络中没有配置IP地址的活动节点。基于ARP协议的拓扑发现方法的原理为：每个支持地址协议的网络设备中都维护有一张ARP表，该表记录了该设备连接的网络设备的IP地址和MAC地址的对应关系。利用ARP表，可以从一台已知的网络设备的ARP表发现其连接的其它活动节点，从这些先发现设备中区分出路由器和交换机，并继续跟进区分出的路由器和交换机的ARP表进行网络设备的发现，从而得到网络的拓扑结构。因为ARP表中的网络设备地址都是最近活动过的有效设备的IP地址，几乎没有冗余信息。但该方法需要网络设备支持地址协议，且该方法同样需要IP地址，无法发现网络中没有配置IP地址的活动节点。相对于网络层拓扑发现方法，数据链路层拓扑发现方法由于适用于数据链路层，因此不需要IP地址，该方法例如基于STP协议(Spanning Tree Protocol，生成树协议)的拓扑发现方法和基于MAC(Media Access Control,介质访问控制)地址转发表的拓扑发现方法。其中：基于STP协议的拓扑发现方法的原理为：该方法通过在交换域的交换机上配置STP协议后，按照\树\的结构构造网络的拓扑结构。树的根是一个称为根桥的设备，交换域中的交换机选举出根桥之后，除根桥之外的其余交换机都称为非根桥；然后，根桥定时发送包含了网桥配置信息的BPDU(Bridge Protocol Data Unit,网桥协议数据单元)，非根桥根据该BPDU计算各自的每个端口到达
根桥的最近距离，并选出距离根桥最近的端口为自己的根端口；最后，针对每一个网段选择出一个指定端口。此外，该方法进一步通过阻塞部分端口以消除冗余连接链路，从而形成单一的一棵生成树，从而确定交换域的拓扑结构。但该方法需要设备支持STP协议，对于不支持STP协议的活动节点无法发现。基于MAC地址转发表的拓扑发现方法的原理为：MAC地址表的表项中包括MAC地址和与该MAC地址对应的端口。如果已知根交换机，则根据根交换机的MAC地址表可以求得根交换机的下行完全集，即与根交换机连接的网络设备，然后再根据根交换机的下行完全集中的每个网络设备，求个该网络设备的下行完全集，然后重复操作，直至求得交换机的拓扑结构。但MAC地址表并不能包括网络中的所有网络设备，而且MAC地址表还有老化机制。故此，该方法发现的活动节点有限，对于不在MAC地址表中的活动节点无法发现。现有网络拓扑的自发现，均采用单一的网络管理协议或IP协议。而对于任一种协议，均需要网络设备的支持，才能发现该网络设备。在实际情况中，并非所有的网络设备都支持用于网络拓扑发现的协议，尤其对于网络层的拓扑发现不能发现没有配置IP地址的网络设备。故此，基于单一协议的网络拓扑发现的活动节点均受限制，从而导致网络的拓扑结构不够准确。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种网络拓扑自发现方法及装置，以克服现有技术中网络拓扑发现活动的网络设备均受限制导致拓扑结构准确性低的问题。一方面，本专利技术提供一种网络拓扑自发现方法，所述方法包括：通过网络层拓扑发现方法搜索目标网络中的第一活动节点，并获取所述第一活动节点的网络拓扑信息；以及，通过数据链路层拓扑发现方法搜索所述目标网络中的第二活动节点，并获取所述第二活动节点的网络拓扑信息；根据获取的第一活动节点和第二活动节点的网络拓扑信息构建所述目标
网络的网络拓扑结构。其中，在一个实施例中，根据以下方法搜索目标网络中的第一活动节点：当以下两种情况中的至少一种情况成立时，确定所述目标网络中的网络设备属于第一活动节点：接收到源自该网络设备的IP地址的对发向该网络设备的ICMP ECHO报文的响应；或，该网络设备的IP地址在所述目标网络的其它网络设备的ARP表或IP路由表中。其中，在一个实施例中，所述根据获取的第一活动节点和第二活动节点的网络拓扑信息构建所述目标网络的网络拓扑结构，具体包括：根据获取的第一活动节点和第二活动节点的网络拓扑信息，第一活动节点和第二活动节点中，属于同一网络实体的至少两个活动节点用一个活动节点表示，获得属于不同网络实体的各活动节点；根据属于不同网络实体的各活动节点的网络拓扑信息，构建所述目标网络的网络拓扑结构。其中，在一个实施例中，，所述获得属于不同网络实体的各活动节点之后，以及所述根据属于不同网络实体的各活动节点的网络拓扑信息，构建所述目标网络的网络拓扑结构之前，所述方法还包括：根据属于不同网络实体的各活动节点的网络拓扑信息，将下一跳相同且位于同一子网的至少两个活动节点，作为一组疑似环形组网设备集合；在任一疑似环形组网设备集合中，针对每个网络设备，获取该网络设备的MAC地址表；并在获取的各MAC地址表中，查找与至少两个MAC地址存在对应关系的端口；将查找到的端口中同属于一个VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)的端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络拓扑自发现方法，其特征在于，所述方法包括：通过网络层拓扑发现方法搜索目标网络中的第一活动节点，并获取所述第一活动节点的网络拓扑信息；以及，通过数据链路层拓扑发现方法搜索所述目标网络中的第二活动节点，并获取所述第二活动节点的网络拓扑信息；根据获取的第一活动节点和第二活动节点的网络拓扑信息构建所述目标网络的网络拓扑结构。

【技术特征摘要】
1.一种网络拓扑自发现方法，其特征在于，所述方法包括：通过网络层拓扑发现方法搜索目标网络中的第一活动节点，并获取所述第一活动节点的网络拓扑信息；以及，通过数据链路层拓扑发现方法搜索所述目标网络中的第二活动节点，并获取所述第二活动节点的网络拓扑信息；根据获取的第一活动节点和第二活动节点的网络拓扑信息构建所述目标网络的网络拓扑结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据以下方法搜索目标网络中的第一活动节点：当以下两种情况中的至少一种情况成立时，确定所述目标网络中的网络设备属于第一活动节点：接收到源自该网络设备的IP地址的对发向该网络设备的ICMP ECHO报文的响应；或，该网络设备的IP地址在所述目标网络的其它网络设备的ARP表或IP路由表中。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据获取的第一活动节点和第二活动节点的网络拓扑信息构建所述目标网络的网络拓扑结构，具体包括：根据获取的第一活动节点和第二活动节点的网络拓扑信息，第一活动节点和第二活动节点中，属于同一网络实体的至少两个活动节点用一个活动节点表示，获得属于不同网络实体的各活动节点；根据属于不同网络实体的各活动节点的网络拓扑信息，构建所述目标网络的网络拓扑结构。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获得属于不同网络实体的各活动节点之后，以及所述根据属于不同网络实体的各活动节点的网络拓
\t扑信息，构建所述目标网络的网络拓扑结构之前，所述方法还包括：根据属于不同网络实体的各活动节点的网络拓扑信息，将下一跳相同且位于同一子网的至少两个活动节点，作为一组疑似环形组网设备集合；在任一疑似环形组网设备集合中，针对每个网络设备，获取该网络设备的MAC地址表；并，在获取的各MAC地址表中，查找与至少两个MAC地址存在对应关系的端口；将查找到的端口中同属于一个VLAN的端口所在的网络设备，确定为属于同一环形组网的环形组网设备。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过数据链路层拓扑发现方法搜索所述目标网络中的第二活动节点，并获取所述第二活动节点的网络拓扑信息，具体包括：基于STP协议或MAC地址转发表，搜索目标网络中的第二活动节点。6.一种网络拓扑自发现装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓伟伟，刘晓峰，梁耿，黎祖锋，陈丽芹，徐俊，
申请(专利权)人：中国移动通信集团广西有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45