[發明專利]一種快速的網絡拓撲探測方法

在審

• 申請號: 201410117654.2
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103905276A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 陳兵;李群;袁曉冬;李忠;許杏桃
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;江蘇省電力公司;江蘇省電力公司電力科學研究院;南京燦能電氣自動化有限公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L12/24
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;許婉靜

技術領域

本發明涉及一種快速的網絡拓撲探測方法，具體涉及一種用于解決網絡拓撲結構發現過程中所需的探測包數量大、效率低的網絡拓撲探測方法，本發明屬于網絡測量領域。

背景技術

當前隨著網絡規模的不斷擴大，管理網絡，鏈路監控，網絡服務都受到了極大的挑戰。通過對網絡進行探測，對性能參數進行分析，不僅能夠找到網絡瓶頸、發現網絡中潛在的危險，還能夠優化網絡，提高服務質量。網絡測量的目的是通過監視和控制復雜的計算機網絡,最大限度地保證其正常運行,并且要提高效率、降低成本。而網絡拓撲發現則是網絡測量的核心,是故障和性能管理的基礎。因此設計拓撲發現方法在整個網管系統的開發中有著舉足輕重的地位。

目前網絡拓撲發現主要有兩種方法：一種是通過網絡的內部節點獲取信息推斷拓撲，這種方法需要網絡內部節點的支持；另一種是通過研究發送端和接收端的測量信息來推斷拓撲結構，它無需內部節點信息。由于現今網絡規模越來越大、越來越復雜，出于某些商業利益，很多網絡不會透露內部節點信息。這使得第一種方法獲得拓撲結構越來越難。而第二種方法通過端到端的測量的方法，在拓撲的推斷過程中不需要內部節點的協作，近年來受到更多的關注。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種快速的網絡拓撲探測方法，通過本發明提出的方法可以極大地減少探測包的數量，從而提高拓撲發現效率。。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種快速的網絡拓撲探測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：從源節點向目的節點序列R中的各個目的節點發送單探測包，收集TTL信息；

步驟二：根據收集的TTL信息，選擇參考節點，向參考節點與剩余節點發送背靠背包對，計算共享路徑加性特征量；

步驟三：按照共享路徑加性特征量對目的節點序列R進行排序，得到序列位置向量；

步驟四：尋找分割點；

步驟五：在分割點中尋找最優二分節點；

步驟六：得到符合DFS排序的目的節點的序列。

前述的一種快速的網絡拓撲探測方法，其特征在于，所述目的節點序列R為：R={r₁,r₂,r₃,……,r_|T|}，其中T為目的節點的個數，T為大于1的整數，所述目的節點序列R的闕值為δ。

前述的一種快速的網絡拓撲探測方法，其特征在于，所述步驟一中，單探測包從源節點到目的節點經過的路由個數由IP包中的TTL域得到。

前述的一種快速的網絡拓撲探測方法，其特征在于，所述步驟五包括：

步驟5a:在分割點中尋找最優二分節點，將節點序列劃分為目的序列R1和目的序列R2；

步驟5b：若|R1|>2，則在目的序列R1中，以闕值δ進行二分深度優先搜索，得到序列位置向量I1；若|R2|>2，則在R2序列中，以闕值δ進行二分深度優先搜索，得到序列位置向量I2。

前述的一種快速的網絡拓撲探測方法，其特征在于，所述步驟六中，通過分別使用I1和I2對序列R1和R2進行排序，從而得到符合DFS排序的目的節點的序列。

本發明的有益之處在于：本發明有效地解決了在網絡拓撲發現過程中探測包數量過多，效率低下的問題。

附圖說明

圖1是本發明的一個優選實施的流程示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明作具體的介紹。

已知目的節點序列R為：R={r₁,r₂,r₃,……,r_|T|}，其中T為網絡邏輯拓撲圖中目的節點的個數，T為大于1的整數，目的節點序列R的闕值為δ。

本發明針對一般的大型網絡環境，采用斷層掃描技術，進行網絡探測，參照圖1所示，本發明包括如下步驟：

步驟一：從源節點向目的節點序列R中的各個目的節點發送單探測包，收集TTL信息；源節點向隨機目的節點序列R中各個目的節點發送單探測包，單探測包從源節點到目的節點經過的路由個數（包含的鏈路個數）可由IP包中的TTL域得到。

步驟二：根據收集的TTL信息，從目的結點序列中選擇參考節點，向參考節點與目的結點中的剩余節點發送背靠背包對，計算共享路徑加性特征量；

下面給出一種具體的二分深度優先搜索排序過程所需的背靠背包對數量計算方法。