基于SNMP的数据链路层网络拓扑发现方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于SNMP的数据链路层网络拓扑发现方法及装置，该方法包括：获取子网中网络设备的地址解析表、接口表、地址转发表；根据子网中网络设备的地址解析表、接口表、地址转发表，获得网络设备的连接关系表，所述连接关系表包括至少一条网络设备之间的的连接关系，所述连接关系包括连接方向；重复执行如下步骤，直至获得子网中网络设备的所有直接连接关系：根据连接关系表，确定叶节点网络设备；获得叶节点网络设备的直接连接关系；删除目的网络设备为叶节点网络设备的连接关系；根据子网中网络设备的所有直接连接关系，生成子网的拓扑图。本发明专利技术可以降低计算复杂度，提高收敛速度。

SNMP based data link layer network topology discovery method and device

【技术实现步骤摘要】
基于SNMP的数据链路层网络拓扑发现方法及装置
本专利技术涉及计算机网络管理领域，尤其涉及一种数据链路层拓扑发现方法及装置。
技术介绍
随着网络技术的不断发展与普及，网络的规模变得越来越大，网络的结构变得越来越复杂，对网络进行有效的管理和控制是保证网络处在正常高效运转的关键。但对网络进行有效的管理首先要获得网络的拓扑结构，而网络的结构复杂、节点数目繁多，靠人工统计往往是行不通的，而目前的网络拓扑发现技术又存在着一定的不足，所以研究更加有效的手段来得到网络的拓扑结构具有重大的意义。网络拓扑算法多种多样，但通常分别依赖STP(SpanningTreeProtocol，生成树协议)、SNMP(SimpleNetworkManagementProtocol，简单网络管理协议)或ICMP(InternetControlMessageProtocol，Internet控制报文协议)来实现，利用这三种协议来实现拓扑算法各有利弊，分别适合不同的网络结构和应用场景。其中，SNMP是Internet体系结构委员会在网络管理标准框架基础上提出的相应的网络管理标准，其中网络管理标准框架(即开放系统互连管理框架)由国际标准化组织提出，该框架将网络管理划分成5大功能模块：配置管理、性能管理、故障管理、计费管理和安全管理。基于TCP/IP的SNMP由于其简单和易于实现的特性，已经成为网络管理领域事实上的协议标准，且目前主要的网络设备都提供对SNMP的支持，因此基于SNMP的拓扑发现技术被广泛采用。目前基于SNMP的数据链路层拓扑发现步骤如下：步骤1：从子网中已知交换机中确定与网关直接相连的根交换机，用树形图结构保存根交换机与网关间的连接关系；步骤2：判断子网中所有已知交换机是否还有未确定位置的交换机，如果有，执行步骤3，如果没有执行步骤5；步骤3：根据已确定拓扑位置的交换机的地址转发表获取该交换机的下行完全集S，然后计算该交换机的下行完全集中的每个交换机的下行完全集Sn，然后用所述完全集S减去所述每个交换机的下行完全集Sn，得到所有与所述已确定拓扑位置的交换机直接相连的交换机；步骤4：将所确定的连接关系保存到树形图中；步骤5：将所述树形图转换为树结构。以上步骤表示的基于SNMP的数据链路层拓扑发现方法具有以下问题：假设该树形结构的层数为n，自上而下每一层的设备数量为m1，m2，m3,……mn，算法自上而下逐层确定连接关系，且每一层链路的确定依赖于对下面所有节点的遍历结果，因此，该方法的遍历计算量S1，可表示为：S1＝m1+2m2+3m3+…+imi+…+nmn，网络拓扑图在绝大多数情况下，是一棵上窄下宽的多叉树，也就是说绝大多数情况下m1<m2<m3<……<mi<……<mn，因此其计算量会随着多叉树的规模变大而越来越大，计算复杂度增加，收敛速度变慢。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种基于SNMP的数据链路层网络拓扑发现方法，以实现基于SNMP的数据链路层网络拓扑发现，并降低计算复杂度，提高收敛速度，该方法包括：获取子网中网络设备的地址解析表、接口表、地址转发表；根据子网中网络设备的地址解析表、接口表、地址转发表，获得网络设备的连接关系表，所述连接关系表包括至少一条网络设备之间的的连接关系，所述连接关系包括连接方向；重复执行如下步骤，直至获得子网中网络设备的所有直接连接关系：根据连接关系表，确定叶节点网络设备；获得叶节点网络设备的直接连接关系；删除目的网络设备为叶节点网络设备的连接关系；根据子网中网络设备的所有直接连接关系，生成子网的拓扑图。本专利技术实施例提供一种基于SNMP的数据链路层网络拓扑发现装置，以实现基于SNMP的数据链路层网络拓扑发现，并降低计算复杂度，提高收敛速度，该装置包括：数据获取模块，用于获取子网中网络设备的地址解析表、接口表、地址转发表；连接关系表获得模块，用于根据子网中网络设备的地址解析表、接口表、地址转发表，获得网络设备的连接关系表，所述连接关系表包括至少一条网络设备之间的连接关系，所述连接关系包括连接方向；直接连接关系获得模块，用于重复执行如下步骤，直至获得子网中网络设备的所有直接连接关系：根据连接关系表，确定叶节点网络设备；获得叶节点网络设备的直接连接关系；删除目的网络设备为叶节点网络设备的连接关系；拓扑图生成模块，用于根据子网中网络设备的所有直接连接关系，生成子网的拓扑图。本专利技术实施例还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于SNMP的数据链路层网络拓扑发现方法。本专利技术实施例还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述基于SNMP的数据链路层网络拓扑发现方法的计算机程序。在本专利技术实施例中，获取子网中网络设备的地址解析表、接口表、地址转发表；根据子网中网络设备的地址解析表、接口表、地址转发表，获得网络设备的连接关系表，所述连接关系表包括至少一条网络设备之间的的连接关系，所述连接关系包括连接方向；重复执行如下步骤，直至获得子网中网络设备的所有直接连接关系：根据连接关系表，确定叶节点网络设备；获得叶节点网络设备的直接连接关系，在该步骤中，从叶节点网络设备开始查找直接连接关系，属于一种自下而上的查找方式，计算复杂度低，收敛速度快；删除目的网络设备为叶节点网络设备的连接关系；根据子网中网络设备的所有直接连接关系，生成子网的拓扑图。本专利技术实施例由于采用自下而上的查找方式，降低了计算复杂度，提高了收敛速度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本专利技术实施例中基于SNMP的数据链路层网络拓扑发现方法的流程图；图2为本专利技术实施例的地址转发表的示意图；图3为本专利技术实施例中连接关系表的示意图；图4为本专利技术实施例中生成的子网的树结构的子网的拓扑图；图5为本专利技术实施例中基于SNMP的数据链路层网络拓扑发现装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。图1为本专利技术实施例中基于SNMP的数据链路层网络拓扑发现方法的流程图，如图1所示，该方法包括：步骤101，获取子网中网络设备的地址解析表、接口表、地址转发表；步骤102，根据子网中网络设备的地址解析表、接口表、地址转发表，获得网络设备的连接关系表，所述连接关系表包括至少一条网络设备之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SNMP的数据链路层网络拓扑发现方法，其特征在于，包括：/n获取子网中网络设备的地址解析表、接口表、地址转发表；/n根据子网中网络设备的地址解析表、接口表、地址转发表，获得网络设备的连接关系表，所述连接关系表包括至少一条网络设备之间的的连接关系，所述连接关系包括连接方向；/n重复执行如下步骤，直至获得子网中网络设备的所有直接连接关系：根据连接关系表，确定叶节点网络设备；获得叶节点网络设备的直接连接关系；删除目的网络设备为叶节点网络设备的连接关系；/n根据子网中网络设备的所有直接连接关系，生成子网的拓扑图。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于SNMP的数据链路层网络拓扑发现方法，其特征在于，包括：
获取子网中网络设备的地址解析表、接口表、地址转发表；
根据子网中网络设备的地址解析表、接口表、地址转发表，获得网络设备的连接关系表，所述连接关系表包括至少一条网络设备之间的的连接关系，所述连接关系包括连接方向；
重复执行如下步骤，直至获得子网中网络设备的所有直接连接关系：根据连接关系表，确定叶节点网络设备；获得叶节点网络设备的直接连接关系；删除目的网络设备为叶节点网络设备的连接关系；
根据子网中网络设备的所有直接连接关系，生成子网的拓扑图。


2.如权利要求1所述的基于SNMP的数据链路层网络拓扑发现方法，其特征在于，根据子网中网络设备的地址解析表、接口表、地址转发表，获得网络设备的连接关系表，包括：
获取子网中网络设备的IP；
根据子网中网络设备的IP和接口表，查找网络设备的接口；
根据子网中网络设备的接口和地址转发表，查找目的网络设备的MAC地址；
根据子网中目的网络设备的MAC地址和地址解析表，查找目的网络设备的IP；
确定网络设备与对应的目的网络设备之间的连接方向；
根据子网中网络设备的IP、网络设备的接口、目的网络设备的IP、网络设备与对应的目的网络设备之间的连接方向，生成至少一条连接关系；
将至少一条连接关系汇总成连接关系表。


3.如权利要求1所述的基于SNMP的数据链路层网络拓扑发现方法，其特征在于，根据连接关系表，确定叶节点网络设备，包括：
根据连接关系表，将连接方向仅存在上行连接的网络设备确定为叶节点网络设备。


4.如权利要求1所述的基于SNMP的数据链路层网络拓扑发现方法，其特征在于，获得叶节点网络设备的直接连接关系，包括：
根据连接关系表，获得至少一连接关系集合，每一连接关系集合包括同一网络设备的接口；
对每一连接关系集合，若该连接关系集合中的目的网络设备均为叶节点网络设备，确定该连接关系集合中的连接关系为直接连接关系。


5.如权利要求1所述的基于SNMP的数据链路层网络拓扑发现方法，其特征在于，根据子网中网络设备的所有直接连接关系，生成子网的拓扑图，包括：
根据子网中网络设备的接口表，对每一直接连接关系...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫玉攀，李红涛，何代钦，李燕舞，张志昌，蔚利东，
申请(专利权)人：北京国基科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11