[发明专利]一种网络拓扑发现方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及网络管理技术领域，尤指一种网络拓扑发现方法和装置。

背景技术

网络拓扑是一种表达网络逻辑连接关系和物理连接关系的方法。通过网络拓扑管理员可以直观地了解网络当前的运行状况，准确定位网络中的故障以进行隔离，并对整个网络中可能存在的瓶颈进行准确分析，从而有针对性地改造网络，提高网络的整体性能。因此，随着网络规模的越来越大，对网络拓扑发现的准确性和实时性提出了更高的要求。

目前比较常见的网络拓扑发现方法有：根据媒体访问控制（MAC）地址学习表进行拓扑发现的方法和根据邻居信息进行拓扑发现的方法。

首先以图1为例简要介绍根据MAC地址学习表进行拓扑发现的过程。

图1是现有技术中的一个简单的网络拓扑示意图。如图1所示，交换机1的接口11同交换机2的接口21直连；交换机2的接口22同交换机3的接口31直连；交换机1的MAC地址为0a，交换机2的MAC地址为0b，交换机3的MAC地址为0c。交换机1的接口11可以学习到交换机2和交换机3的MAC地址，交换机2的接口21可以学习到交换机1的MAC地址，交换机2的接口22可以学习到交换机3的MAC地址，交换机3的接口31可以学习到交换机1和交换机2的MAC地址，则上述四个接口所学习的MAC地址如表1所示：

表1

下面以交换机3的接口31为例来说明网络拓扑的发现过程，包括以下步骤：

步骤101，取出交换机3的接口31学习到第一个MAC地址0a，根据该MAC地址0a查找到设备为交换机1；

步骤102，获取交换机1上所有存在MAC地址学习信息的接口，本例中交换机1上只有接口11存在MAC地址学习信息；

步骤103，判断交换机1的接口11所学习的MAC地址中是否存在交换机3的MAC地址；如果不存在，则继续处理交换机3的接口31学习到的下一个MAC地址0b；如果存在，继续判断交换机1的接口11所学习的MAC地址（0b，0c）和交换机3的接口31所学习的MAC地址（0a，0b）是否存在交集，如果存在交集，则说明交换机3的接口31和交换机1的接口11之间存在其它设备，则继续处理交换机3的接口31学习到的下一个MAC地址0b，如果不存在交集，则说明交换机3的接口31和交换机1的接口11之间存在直连链路，本例中存在交集，因此接口31和接口11之间不存在直连链路；

步骤104，继续处理交换机3的接口31学习到的下一个MAC地址0b，根据该MAC地址0b查找到设备为交换机2；

步骤105，获取交换机2上所有存在MAC地址学习信息的接口，本例中交换机2上有接口21和接口22存在MAC地址学习信息；

步骤106，同样，根据步骤3中的策略对交换机2中的接口21和接口22进行判断：交换机2的接口21所学习的MAC地址（0a）中不存在交换机3的MAC地址0c，因此接口21和接口31之间不存在直连链路；交换机2的接口22所学习的MAC地址（0c）中存在交换机3的MAC地址0c，且接口22所学习的MAC地址（0c）和交换机3的接口31所学习的MAC地址（0a，0b）不存在交集，因此接口22和接口31之间存在直连链路。

其它接口的拓扑发现过程与上述过程相同，不再一一详述。

但是随着网络规模的扩大，设备的MAC地址学习表也会变得越来越庞大，这种根据MAC地址学习表进行拓扑发现的算法的性能也会变差，另外因为MAC地址老化等原因，这种算法也存在很大的局限性。

而根据邻居信息进行拓扑发现的算法，因为其效率高，正在被越来越多地应用。

目前，比较常见的根据邻居信息进行拓扑发现的算法有链路层发现协议（LLDP，Link Layer Discovery Protocol）和生成树协议（STP，Spanning Tree Protocol）两种。LLDP是端口到端口的二层协议，用于学习网络中的相邻设备间的邻居信息。STP是一种二层管理协议，它通过有选择性地阻塞网络冗余链路来达到消除网络二层环路的目的，同时又具备链路备份功能，STP的指定桥及接口就是反映设备间的邻居信息。

对于LLDP和STP来说，设备接口上只会记录同自己相连的邻居信息，所以根据邻居信息进行拓扑发现，不会随着网络规模的扩大而受到影响。

但是，根据LLDP或STP邻居信息进行网络拓扑发现时，对于存在LLDP/STP协议报文透传的情况会导致链路计算的结果出错，下面仍以图1为例进行说明。