[發(fā)明專利]基于混合探測技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)現(xiàn)和自動布局方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110460635.6
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102546251A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林闖;魏兵;孔祥震;董揚威
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/26
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賈玉健

1.一種基于混合探測技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)現(xiàn)和自動化布局系統(tǒng)，其特征在于，包括：

邏輯拓撲采集機M，為被管理網(wǎng)絡(luò)中的一臺服務(wù)器，通過獲取與其直連的路由設(shè)備的SNMP協(xié)議提供的信息，發(fā)現(xiàn)整個被管理網(wǎng)絡(luò)的邏輯拓撲，并將發(fā)現(xiàn)的路由設(shè)備間的連接以及路由設(shè)備與子網(wǎng)的連接信息存儲到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器DB中；

分布式信息采集機C1，C2，…，Cn，通過ICMP中的ping工具來發(fā)現(xiàn)子網(wǎng)中的活動主機，并將子網(wǎng)中的活動主機與路由設(shè)備間的連接信息存儲到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器DB中，n為信息采集機的數(shù)量且n大于1；

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器DB，用于存儲被管理網(wǎng)絡(luò)的拓撲數(shù)據(jù)，同時也是組成基于SNMP和ICMP的拓撲自動發(fā)現(xiàn)和布局系統(tǒng)中各構(gòu)件之間的接口；

Web服務(wù)器WS，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器DB交互，獲取數(shù)據(jù)庫服務(wù)器DB中的拓撲，執(zhí)行拓撲布局算法，將被管理網(wǎng)絡(luò)的拓撲布局；

瀏覽器BS，與用戶交互，向作為網(wǎng)絡(luò)管理人員的用戶提供人機交互界面，將Web服務(wù)器WS的布局結(jié)果提供給網(wǎng)絡(luò)管理人員。

2.利用權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)現(xiàn)和自動化布局方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1，利用邏輯拓撲采集機M通過SNMP協(xié)議獲取被管理網(wǎng)絡(luò)的路由設(shè)備間的連接以及路由設(shè)備與子網(wǎng)的連接關(guān)系，并將所有的連接關(guān)系存儲到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器DB中，所述邏輯拓撲采集機M為被管理網(wǎng)絡(luò)中的一臺服務(wù)器；

步驟2，利用n個分布式信息采集機C1，C2，…，Cn，根據(jù)步驟一獲取的路由設(shè)備的子網(wǎng)信息，獲取所有子網(wǎng)中的所有活動主機信息，并將所有活動主機與路由設(shè)備間的連接信息存儲到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器DB中，其中n大于1；

步驟3，利用Web服務(wù)器WS獲取數(shù)據(jù)庫服務(wù)器DB中的拓撲，執(zhí)行拓撲布局算法，將被管理網(wǎng)絡(luò)的拓撲布局后通過瀏覽器BS提供給網(wǎng)絡(luò)管理人員。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)現(xiàn)和自動化布局方法，其特征在于：所述步驟1中，連接關(guān)系的獲取通過以下步驟完成：

步驟1.1，先定義如下幾個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：用于表示路由設(shè)備的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Router、用于表示子網(wǎng)的Subnet、用于存儲網(wǎng)絡(luò)中所有路由設(shè)備信息的AllRouters隊列、用于存儲未訪問的路由設(shè)備隊列AccessRouters和用于存儲所有子網(wǎng)的Subnets隊列，并初始化所有的隊列為空；

步驟1.2，所述邏輯拓撲采集機M通過執(zhí)行ipconfig命令獲取與其直接相連路由設(shè)備的ip，通過配置文件獲取被管理網(wǎng)絡(luò)中所有的路由設(shè)備的community集，其中community是用來訪問路由設(shè)備SNMP協(xié)議提供的信息的密碼，將該路由設(shè)備的信息加入AllRouters隊列和AccessRouters隊列，并存入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器DB；

步驟1.3，將與邏輯拓撲采集機M直連的路由設(shè)備從AccessRouters隊列中出隊，并用ip和community獲取該路由設(shè)備的MIB中的信息，可以得到與該路由設(shè)備相連的所有的其他路由設(shè)備或者子網(wǎng)的信息，對應(yīng)地加入AllRouters、AccessRouters和Subnets隊列，并將這些信息以及路由設(shè)備間的連接信息和路由設(shè)備與子網(wǎng)的連接信息存入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器DB中；

步驟1.4，給AccessRouters中所有的路由設(shè)備執(zhí)行步驟1.3，如此往復(fù)直至AccessRouters中為空，即可以發(fā)現(xiàn)被管理網(wǎng)絡(luò)中的所有路由設(shè)備之間的連接關(guān)系以及路由設(shè)備與子網(wǎng)的連接關(guān)系。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)現(xiàn)和自動化布局方法，其特征在于：所述步驟2中，活動主機信息的獲取通過以下步驟完成：

步驟2.1，定義用于存儲網(wǎng)絡(luò)中所有路由設(shè)備信息的AllRouters隊列，每個分布式信息采集機Ci，從AllRouters中取出它所負責(zé)采集的所有路由設(shè)備的所有子網(wǎng)信息，其中i∈(1，2，3，……，n)；

步驟2.2，各個分布式信息采集機Ci用ping工具來發(fā)現(xiàn)所有子網(wǎng)中的活動主機，并將活動主機與路由設(shè)備的連接信息存入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器DB中，其中i∈(1，2，3，……，n)；

步驟2.3，重復(fù)上述步驟，直至所有的分布式信息采集機Ci停止采集，整個被管理網(wǎng)絡(luò)的拓撲就已全部存入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器DB中。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)現(xiàn)和自動化布局方法，其特征在于：所述步驟3中，執(zhí)行拓撲布局算法并將被管理網(wǎng)絡(luò)的拓撲布局具體通過以下步驟完成：

步驟3.1，設(shè)拓撲布局中的路由設(shè)備以及子網(wǎng)圖標(biāo)半徑大小為r，Web服務(wù)器WS從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器DB中取出被管理網(wǎng)絡(luò)的入口路由設(shè)備Rin，以Rin為起始執(zhí)行廣度優(yōu)先搜索算法，得到一個以Rin中心、其他路由設(shè)備環(huán)繞Rin的廣度優(yōu)先環(huán)狀樹拓撲布局，深度為d，其中Rin為樹根，即0層，再定義以下變量：對于1≤k≤d，k-1層的所有路由設(shè)備中直連的接口數(shù)目最大為N_k，根據(jù)可以得到一個較為合適的R_k，其中R_d+1＝r；

步驟3.2，在瀏覽器BS的屏幕中央畫出一個大小為r的路由設(shè)備圖標(biāo)，代表Rin，把與Rin直連的所有路由設(shè)備或者子網(wǎng)布局在以該圖標(biāo)為中心，以R₁為半徑的圓環(huán)上；

步驟3.3，同理，把第2層上所有的路由設(shè)備也以該路由設(shè)備為中心，R₂為半徑來布局與該路由設(shè)備直連的所有路由設(shè)備或者子網(wǎng)圖標(biāo)；

步驟3.4，同理，布局好所有層的圖標(biāo)；之后再查詢數(shù)據(jù)庫服務(wù)器DB把路由設(shè)備或者子網(wǎng)之間的其他連接也畫在拓撲圖上；

步驟3.5，將每個子網(wǎng)中活動的主機與子網(wǎng)之間用星形方法連接起來；在上述步驟的基礎(chǔ)上得到了所有的路由設(shè)備之間的相連和路由設(shè)備與子網(wǎng)的相連，而每個葉子節(jié)點都代表的是一個子網(wǎng)，當(dāng)點擊這個子網(wǎng)圖標(biāo)時，就可以顯示出該子網(wǎng)中所有的主機與路由設(shè)備呈星形連接的布局。