[發明專利]基于SNMP的網絡物理拓撲發現方法及網管服務器

有效

• 申請號: 200910261753.7
• 申請日: 2009-12-29
• 公開（公告）號: CN101764709A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 陳小悅
• 申請（專利權）人: 福建星網銳捷網絡有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

技術領域

本發明涉及網絡拓撲發現領域，尤其涉及一種基于SNMP的網絡物理拓撲 發現方法及網管服務器。

背景技術

交換式以太網組網的核心是一個或多個互相連接的以太網交換機。每個交 換機可以有多個端口，每個端口可與一個交換機或終端設備連接，也可與一個 共享式集線器Hub連接。以太網交換機支持不同端口上的設備并行地進行數據 傳輸，從而大大提高了局域網的傳輸能力。交換式以太網是目前局域網的主要 組網方式之一，其物理拓撲結構發現的目標是確定網絡中的各種設備以及這些 設備物理端口之間的鏈路連接關系，因此，物理拓撲發現也稱為網絡的第2層 (鏈路層)拓撲發現。在本文中不加特殊說明，提到的設備間(交換機與交換 機之間、交換機與主機之間)的連接關系指的就是設備物理端口之間的連接關 系。網絡的物理拓撲信息對于網絡性能監測與評估、故障發現與定位、資源分 配與管理等一系列維護工作具有重要意義。

從2000年開始，國內外研究人員開始對交換式以太網的物理拓撲發現進 行了較為深入的研究。在標準制定方面，2000年9月，IETF(The?Internet Engineering?Task?Force，互聯網工程任務組)發布了關于物理拓撲MIB (Management?Information?Base，管理信息庫)的網絡協議RFC(Request?For Comments)，RFC用于指導網絡層以下拓撲結構的發現。它定義了標志網絡端 口之間連接和發現SNMP(Simple?Network?Management?Protocol，簡單網絡管 理協議)代理的網絡地址的統一標準。該RFC沒有規定物理拓撲的發現機制。 它需要拓撲發現方法來完成相關MIB變量的填充。

在基于SNMP的拓撲發現方法方面，提出了基于交換機生成樹的算法、基 于地址轉發表(address?forwarding?table，AFT)的算法和基于探測包的算法。 由于交換機一般均采用地址轉發表進行數據幀的轉發，基于地址轉發表的拓撲 發現方法目前應用最為廣泛。

在每個交換機上都維護著一張表，記錄著接收的數據幀應該從哪個端口轉 發出去，這張表就是地址轉發表。忽略與拓撲發現無關的信息，地址轉發表的 記錄格式可以簡單地表示為由端口和MAC地址組成的二元組轉發條目(port， MAC)，其中port稱為轉發端口，MAC稱為轉發地址。同一轉發端口p對應 的轉發條目構成一個子集，稱為端口p的轉發表。如果交換機端口p的地址轉 發表中包含了該端口p所能接收到的所有數據幀的MAC地址，則稱該端口p 的地址轉發表是完整的。如果一個交換機的每個端口的地址轉發表都是完整 的，則稱該交換機的地址轉發表是完整的。地址轉發表采用反向學習機制動態 建立，并采用超時老化機制把一段時間內沒有用到的轉發條目刪除。

貝爾實驗室的Yuri?Breitbart提出，首先任意選定一個交換機作為拓撲樹的 根節點，然后從根出發，逐漸把整個拓撲樹建立起來，這種方法一般適合用遞 歸方式實現。該方法把設備端口分為兩類：上行端口(根端口)和下行端口。 稱與根節點相連的活動端口為設備的根端口；其他活動端口為下行端口。每個 設備都有一個根端口，主機設備只有根端口，沒有下行端口。如果節點A連接 在節點B的下行端口上，則稱A是B的子孫節點，B是A的祖先節點。自頂 向下的方法通過確定每個節點最近的祖先節點逐漸逼近與該節點直接連接的 祖先節點。自頂向下的方法只需掃描一次整個地址轉發表，算法的復雜度和地 址轉發表的規模L＝交換機的總數M×所有節點的總數N呈線性關系，即為O (L)。算法描述如下：BuildTree(S)/*構造以S為根的子樹*/

對連接在S下行端口上的每個設備(記作dev)，作如下操作：

1)如果dev的祖先節點沒有確定，建立dev到S的連接

2)否則

設當前確定的dev的祖先節點為A，則A和S都是dev的祖先節點。

如果S是A的子孫節點，建立dev到S的連接。

3)BuildTree(dev)；

算法結束。