[发明专利]交换式以太网络拓扑发现方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及网络管理技术，特别是一种交换式以太网络(交换式以太网络是以交换机为中心构成的一种星型拓扑结构的网络)拓扑发现方法和系统，能够提高网络拓扑发现的速度，并具有高容错能力。

背景技术

网络拓扑发现，即发现设备端口之间的连接关系。快速、自动、准确的拓扑发现在网管领域非常有意义。网络拓扑可以通过交换机中的转发表来计算,从而发现设备之间的拓扑关系。交换机依赖其转发表转发帧报文，交换机每收到一个帧报文，就在其转发表中记录下这个帧报文的源地址和进入该交换机的端口号，当交换机需要发送帧报文时，交换机在转发表中用目的地址查找与其对应的端口号，通过对应的端口进行帧报文转发。目前的网络拓扑发现算法主要分为两大类，一类是基于交换机本身mac地址的算法，该算法要求任一交换机的转发表中应该包含其他所有交换机的mac地址。另一类算法不再要求基于交换机本身的mac地址，但是要求交换机中的转发表是完备的，即所有交换机中的转发表都必须是同时采集的，并且不能有缺失。第一类基于交换机mac地址的算法要求任一交换机的转发表中应该包含其他所有交换机的mac，这就要求在每个交换机下的设备(电脑)ping(通信命令)所有的交换机，这是一个难以完成的工作，甚至在一个小的网络中都是不现实的。第二类基于完备转发表的算法也难以实现，因为不可能保证所有交换机都是同时采集的，而且交换机的转发表存在超时情况，不同交换机上的超时会造成所有交换机转发表的不一致，并且这种算法由于两两比对所有端口，计算量很大。本发明人认为，现有技术中的网络拓扑发现技术有待提高速度和容错能力。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种交换式以太网络拓扑发现方法和系统，能够提高网络拓扑发现的速度，并具有高容错能力。

本发明技术方案如下：

交换式以太网络拓扑发现方法，其特征在于，包括以下步骤：①在网络拓扑发现算法中将设备分为可能有拓扑连接关系的设备和不可能有拓扑连接关系的设备，从而确定所有的候选连接，排除不可能连接；②从可能有拓扑连接关系的候选连接中确定最优结果即真实连接，并通过真实连接得到网络拓扑

所述可能有拓扑连接关系的设备满足以下条件：当“设备A的端口a”可能与“设备B”相连，同时“设备B的端口b”可能与“设备A”相连，则“设备A的端口a”可能与“设备B的端口b”相连，并将“设备A的端口a”和“设备B的端口b”之间的拓扑连接作为候选连接。

从所述候选连接中确定最优结果即真实连接。

可能有拓扑连接关系的连接为候选连接，所述候选连接通过以下方式得到：遍历所有交换机端口，跳过没有采集到转发表的端口，如果从某端口采集到转发表，则任选所述转发表中的n个mac地址，查找包含任一mac地址的端口，得到的端口集合为P，端口所属设备的集合为D，对于任一P中的元素P_i，D中的任一元素D_j,如果P_i不属于D_j，则P_i和D_j为候选可能连接。

实践中，所述n个mac地址中的n取值为2或3。

所述真实连接通过以下方式得到：将候选连接按照端口分组，采用(某端口，候选连接端口集合)的形式表示，通过排除算法和最优算法从候选连接端口集合中找到另一端口，这个“另一端口”与“某端口”之间的连接即真实连接。

所述排除算法包括：设需要判断的连接端口为端口1和端口2，如果两个端口学习到的相同mac大于预设阈值，则这两个端口不可能有连接关系。

所述最优算法包括：设需要判断的连接端口为端口1和端口2，设：M₁为“端口1”学习到的mac集合，DM₂为“端口2所在设备”学习到的Mac集合，M₂为“端口2”学习到的mac集合，Count指数量，通过Count(M₁-(DM₂-M₂))/Count(M₁)计算出一个可能性阈值，这个可能性阈值越小，则这个连接越可能是真实连接，可能性阈值最小的两个端口被确定为最优结果即真实连接。

交换式以太网络拓扑发现系统，其特征在于，采用上述交换式以太网络拓扑发现方法构建而成。

交换式以太网络管理系统，其特征在于，包括上述交换式以太网络拓扑发现系统。