[发明专利]基于混合探测技术的网络拓扑发现和自动布局方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于互联网中的网络管理和控制领域，具体涉及一种基于混合探测技术的网络拓扑发现和自动化布局方法。

背景技术

计算机网络作为信息社会的基础设施已经渗透到社会生产生活的方方面面，对人类生活方式和工作方式产生了巨大的影响。但是与此同时，网络规模的扩大使得网络拓扑越来越复杂；为了更好地管理网络，首先很有必要快速的自动发现网络的拓扑。而且由于网络节点过多，所以如何直观简单的布局网络拓扑，也是网络管理中一个必须要解决的问题。

简单网络管理协议(SNMP)是一个管理者和代理之间通信的标准，提供了一种访问由任何厂商生产的任何网络设备，并获得一系列标准值的一致性方式。它是专门设计用于在IP网络管理网络节点的一种应用层协议。SNMP提供了一种从网络上的设备中收集网络管理信息的方法，本发明中主要用到其中的管理信息库(MIB)；MIB是由网络管理协议使用并维护的网络管理信息数据库，它定义了一系列对象组，这些信息组包括了网络拓扑发现的重要信息。由于SNMP具有简单、灵活、扩展性好、开销小、易于实现等优点，很快得以普及，并已成为事实上的工业标准。目前流行的绝大多数的拓扑发现方法都是基于SNMP的。

Internet控制报文协议(ICMP)是一个用于在IP主机、路由器之间传递控制消息的协议。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。ping是ICMP中用于探测网络中主机连通性的重要工具，几乎每种拓扑发现算法都不同程度地使用它。

地址解析协议(ARP)是用于将计算机的网络地址转化为物理地址的协议，一般网络设备都支持它，即网络设备上维护着一张ARP表，保存了与它直接相连的活动主机，因此也被广泛应用于拓扑发现算法中。

发现被管理网络拓扑需要分两步进行：第一步是逻辑网络拓扑发现，即发现该网络的网络设备间的连接关系，以及网络设备与子网的连接关系；第二步是发现每个子网中的活动主机。上面所述的3个协议中的SNMP协议是用来实现第一步的；而ICMP协议和ARP协议是用来发现子网中的活动主机的。ARP协议虽然高效快速，但是实时性却不好，不能实时的删除已经关闭的主机，也不能及时的加入新加入子网的主机。相反，ICMP协议却可以探测所有正在活动的主机；为了提高发现效率，给被管理网络中的每个逻辑子网安装一个采集机。

目前网络拓扑布局算法主要有以下几种：树形布局算法、环形布局算法、启发式布局算法、随机建模布局算法、基于斥力张力模型的布局算法以及基于抽象点的布局算法。但是从算法的效率和布局的效果等方面因素来看，以上算法都不能很好的达到效果。因此，一种层次分明、直观显示、算法简单高效的广度优先环状树布局算法得到了实现。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种基于混合探测技术的网络拓扑发现和自动化布局方法，可以快速高效的自动发现被管理网络的拓扑，并很好的将拓扑布局显示给网络管理人员。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于混合探测技术的网络拓扑发现和自动化布局系统，包括：

逻辑拓扑采集机M，为被管理网络中的一台服务器，通过获取与其直连的路由设备的SNMP协议提供的信息，发现整个被管理网络的逻辑拓扑，并将发现的路由设备间的连接以及路由设备与子网的连接信息存储到数据库服务器DB中；

分布式信息采集机C1，C2，…，Cn，通过ICMP中的ping工具来发现子网中的活动主机，并将子网中的活动主机与路由设备间的连接信息存储到数据库服务器DB中，n为信息采集机的数量且n大于1；

数据库服务器DB，用于存储被管理网络的拓扑数据，同时也是组成基于SNMP和ICMP的拓扑自动发现和布局系统中各构件之间的接口；

Web服务器WS，数据库服务器DB交互，获取数据库服务器DB中的拓扑，执行拓扑布局算法，将被管理网络的拓扑布局；

浏览器BS，与用户交互，向作为网络管理人员的用户提供人机交互界面，将Web服务器WS的布局结果提供给网络管理人员。

基于以上系统，本发明还提供了一种基于混合探测技术的网络拓扑发现和自动化布局方法，包括以下步骤：

步骤1，利用逻辑拓扑采集机M通过SNMP协议获取被管理网络的路由设备间的连接以及路由设备与子网的连接关系，并将所有的连接关系存储到数据库服务器DB中，所述逻辑拓扑采集机M为被管理网络中的一台服务器；