[发明专利]一种链路层网络拓扑发现方法及装置

权利要求书

1.一种链路层网络拓扑发现方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

建立AFT，其用于建立链路层网络连接的AFT，通过Ping网络节点，获取各 网络节点的所述AFT数据信息；

进行谓词逻辑推理，其基于连接推理技术进行谓词逻辑推理，以推导节点 间的连接关系；

选择根节点，其用于从所述AFT表中选择根节点，并测试所选根节点是否符 合根节点标准；以及，

运行生成树协议算法，其用于计算链路层网络物理拓扑结构；

其中，

所述进行谓词逻辑推理是指，运用所述连接推理技术把交换机的所述AFT 翻译为一组谓词公式，然后利用所述谓词逻辑推理算法推导所述节点间的连接 关系，从而获得部分所述节点的连接关系，修补不完整的逆根AFT数据；

所述测试所选根节点是否符合所述根节点标准包括：

测试从所述AFT表所选节点的所述逆根AFT数据是否完整，若所述所选节 点的所述逆根AFT数据完整，则所述所选节点符合所述根节点标准；否则，所 述所选节点不符合所述根节点标准，需重新选择根节点，其中所述重新选择根 节点包括：主动去ping网络中的其他节点，更新AFT表；采用所述连接推理技 术“修补”所述AFT表的数据；根据所述AFT表的数据，选取新的根节点；测 试所选根节点是否符合所述根节点标准；以及，重复以上操作直到所述所选根 节点符合所述根节点标准，也就是说，直到所述逆根AFT数据完整为止；

所述运行生成树协议算法是指，根据每个交换机所有下行端口的地址转发条 目执行更新拓扑树操作，而所述更新拓扑树操作是指，调用比较操作判断一个 节点与另一个节点之间的关系，所述一个节点与另一个节点之间的关系进一步 包括：一个节点与另一个节点之间的祖孙关系和一个节点与另一个节点之间的 旁系关系。

2.根据权利要求1所述的一种链路层网络拓扑发现方法，其特征在于，所 述比较操作进一步包括：

比较一个节点与另一个节点之间是否是子孙关系；

比较一个节点是否是另一个节点的祖先节点；以及，

比较一个节点是另一个节点的旁系节点。

3.一种链路层网络拓扑发现装置，其特征在于该装置包括：

AFT模块，其特征在于所述AFT模块用于获取AFT表数据信息，所述获取 AFT表数据信息，指从运行拓扑发现的主机获取该主机所在的IP子网的交换机， 从所述IP子网的交换机上获取所述AFT表；

谓词逻辑推理模块，其包括：初始化模块和连接推理技术算法实现模块；

根节点选择模块，其包括根节点选择器和根节点测试器，其中所述根节点 选择器用于选择网络物理结构的根节点，所述根节点测试器用于测试所选节点 是否符合所述根节点标准；

其中，根节点标准包括：

测试从AFT表所选节点的逆根AFT数据是否完整，若所选节点的逆根AFT 数据完整，则所选节点符合根节点标准；否则，所选节点不符合根节点标准， 需重新选择根节点，其中所述重新选择根节点包括：主动去ping网络中的其他 节点，更新AFT表；采用所述连接推理技术“修补”所述AFT表的数据；根据 所述AFT表的数据，选取新的根节点；测试所选根节点是否符合所述根节点标 准；以及，重复以上操作直到所述所选根节点符合所述根节点标准，也就是说， 直到所述逆根AFT数据完整为止；

链路层拓扑发现模块，包括：初始化模块、拓扑发现算法实现模块和结果 输出模块；以及，

输出模块，用于输出链路层网络物理拓扑结构；

其中，

所述的谓词逻辑推理模块中的初始化模块用于初始化要进行谓词逻辑推理 的数据；

所述连接推理技术算法实现模块包括：分配律实现模块，用以实现所述谓 词逻辑推理的分配律算法；结合律实现模块，用以实现所述谓词逻辑推理的结 合律算法；交换律实现模块，用以实现所述谓词逻辑推理的交换律算法；

所述拓扑发现算法实现模块包括：

比较器1，用于判断一个节点与另一个节点之间是否是子孙关系，从而实现 定理5的算法；

定理5为：

S_im，S_in，S_jk都是下行端口，如果D₁∈A_im，D₂∈Ai_n(m≠n)，并且D₁∈A_jk，D₂∈A_jk， 则S_i是S_j的子孙节点；

S_im表示交换机i的第m端口，S_in表示交换机i的第n端口，S_jk表示交换 机j的第k端口；

A_im表示端口S_im的地址转发表集合，A_in表示端口S_in的地址转发表集合；

A_jk表示端口S_jk的地址转发表集合，A_ij表示S_ij的地址转发表集合；

A_kl表示S_kl的地址转发表集合；

A_i表示交换机S_i所有的下行端口的地址转发表集合；

S_ij表示交换机i的第j端口，S_kl表示交换机k的第l端口；

A_k表示交换机S_k所有的下行端口的地址转发表集合；

S_k，S_i和S_j表示交换机k、i和j；

D₁表示设备1，D₂表示设备2；

比较器2，用于判断一个节点与另一个节点之间是祖孙关系或是旁系关系， 从而实现定理6的算法；

定理6为：已知S_ij，S_kl是根端口，A_ij∩(A_k+{S_k})≠φ，则S_k是S_i的祖先节点 或旁氏节点，如果又知道A_kl∩(A_i+{S_i})≠φ，则可确定S_k和S_i是旁系关系；

该装置具有如下连接关系：

在AFT模块中，通过Ping网络节点交换机，得到各交换机的AFT信息；将 AFT信息输送到谓词逻辑推理模块，根据AFT中记录的节点数据信息进行谓词逻 辑推理，得到节点之间的连接关系，作为AFT数据信息的补充，从而“修补” AFT表得到新的数据信息完全的AFT表；根据数据信息完全的AFT表，采用生成 树协议算法进行链路层网络物理拓扑发现；将网络物理拓扑发现结果数据信息 通过输出模块输出。