[发明专利]一种IP城域网网元拓扑实时发现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种IP城域网网元拓扑实时发现方法，属于城域网网络通信技术领域。

背景技术

随着运营商城域网用户的急剧增加，基于VLAN模式的二层交换机理论上只能容纳1024个用户接入，由此在城域网中引入了基于QinQ模式的SVLAN，将城域网理论用户增加到1024×1024。由此带来的是不同设备制造商和不同时间段的不同类型的网络交换机的数量和种类上的急剧膨胀，以及目前EPON设备以及WLAN的无线AP等设备加入，从而使原来相对简单的城域网网络拓扑结构变得愈加复杂。原来的人工开通维护模式使得交换机上配置的数据和标志资源越来越少，尤其是后期新开通用户的可使用资源，包括IP地址、SVLAN号、VLAN号等较难分配。如何将现网中曾经占用但已经作废的配置资源释放出来，需要对现网所有在线用户所占用的资源进行精确梳理。由于每个宽带用户贯穿城域网的用户接入设备、园区设备、汇聚交换机、BAS/SR交换机，同时为了考虑到流量适配，在汇聚和BAS/SR之间还大量“双挂”甚至“多挂”，并非以前文献或资料中的一个上联，多个下联的单一树模式，简要的城域网拓扑表示如图1所示。

针对此种问题，很多方案给出了基于PING模式的ICMP协议的网络拓扑生成方法。但运营商的城域网的交换机基本关闭ICMP访问功能，主要是因为城域网所有设备均在公网上，否则将被黑客暴力攻击以致瘫痪；同时ICMP协议只适用于三层交换的核心网，而核心网的拓扑维护相对稳定，不象城域网的用户接入设备时刻处于开通、关闭、设备割接、设备更换维护之中。部分方案只能解决以VLAN模式的简单组网，且Cisco等设备对QinQ模式支持不足，与当前城域网中的华为、中兴等国内设备的定义不一致；对很多采用SNMP协议的网络拓扑方案来说，目前城域网的SVLAN模式并非国际标准。因此很多厂商设备的SNMP协议不支持标准的SVLAN协议，从而造成了使用SVLAN的汇聚交换网元设备的“隐藏”和“丢失”，及“隐元”问题，也是很多网络拓扑发现厂家所无法突破的瓶颈。另外，很多文献中的网络拓扑仅限于原理级别的推导，所推导出的网络拓扑没有校验验证模式，对于运营商的高规模要求，此类拓扑数据无生产运营意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了解决现有运营商城域网的网络拓扑信息维护人工化、粗糙化、不可信化，无法满足日益膨胀和更新换代的网络交换机所带来的网络拓扑信息的准确性要求，克服传统广义优先遍历的低效率模式，采用基于BAS/SR层端口的实时拓扑发现与更新模式，提供了一种IP城域网网元拓扑实时发现方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种IP城域网网元拓扑实时发现方法，包括拓扑发现步骤、拓扑信息校验步骤、基于BAS/SR端口的实时更新步骤；其中：

A、拓扑发现步骤如下：

A1、对城域网现网所有宽带用户服务器登记的交换机进行网元属性抽象提取，生成网元集合； 

A2、二次封装JAVA环境中的Telnet类，对步骤A1中产生的网元集合进行广义优先遍历，对开通TL1接口的设备使用TL1接口访问，然后抓取信息文本包括：端口配置文件、端口信息文件、地址转发表或路由转发表，同时记录会话过程相关参数；

A3、对步骤A2所有信息文本进行解析，形成对指定网元的属性参数，将其定义为多元参数组，并存储入数据库，与网元信息相互关联；

A4、以接入层交换机网元作为拓扑发现的起点，找出对应核心网边缘网元中的物理MAC地址，查找数据库中该MAC地址所关联的网元，建立已确认网元下联端口信息的链状关系网元集合；

A5、根据权重因子建立初步约束条件，对链状关系网元集合进行排序，利用物理直联网元的端口通信MAC地址相互学习的特性，确认网元上联端口，并最终在链状拓扑数据中确立网元、网元下联端口与网元、网元上联端口的准确信息；

B、拓扑信息校验步骤如下：

B1、取得宽带用户服务器中用户的实时拨号清单信息，以及宽带用户服务器中用户登记的接入设备信息；

B2、根据拨号清单信息中用户占用的端口，以及用户标识的SVLAN 和VLAN，查找步骤A中A1至A5中的拓扑数据，直接找到作为叶子节点网元的IP地址和上联端口；

B3、取得宽带用户服务器中用户的登记信息，查找叶子节点网元的IP地址与步骤B2的校验结果是否一致：

当结果一致，则该条拓扑数据被验证为正确；

当结果不一致，则进入步骤C；