[发明专利]一种用于实现网络拓扑双向探测的方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络管理的技术领域，特别涉及一种用于实现网络拓扑双向探测的方法。

背景技术

网络拓扑信息是网络管理的基础，它需要有广泛的网络设备的支持，通过对网络中数据的广泛收集和处理才能实现网络拓扑结构的准确获取。因此网络拓扑的技术核心在于网络上数据的收集。目前网络上拓扑信息的收集主要采用基于SNMP和基于ICMP协议两种方式。SNMP协议虽然能收集到网络中的详细信息，但需要预先布置专门的测量软件，且实现过程比较复杂，因此网络测量中使用的不多，广泛使用的还是利用ICMP协议的主动探测技术，即在指定的探测端向目标网络发起拓扑探测，获取网络拓扑。

互联网中的路由协议“向前”策略，其自身的“热点效应”和网络安全的访问控制因素。导致网络中拓扑路径的单向性和不对称性，主要表现在由源到端的通信路径往往不同于由端到源的通信路径，因此ICMP主动式拓扑发现的结果通常存在链路缺失现象。

发明内容

本发明为克服现有技术中存在的上述不足之处，提供一种用于实现网络拓扑双向探测的方法，用以解决目前网络拓扑发现中由于链路不对称造成的端-源部分链路无法发现的问题，从而提高对网络实际部署情况的掌握程度。

本发明采用的技术方案为：一种用于实现网络拓扑双向探测的方法，该方法的步骤如下：

步骤（1）、网络拓扑探测的协商阶段：在网络中运行有插件的节点通过sub操作订阅所需要的网络拓扑信息，系统使用notify的操作将sub消息通知探测节点，整个网络拓扑探测的协商阶段结束；

步骤（2）、探测链路阶段：当探测链路开始时，探测节点的发起方源h开始正式向网络中的其他节点sub该链路信息gh，当订阅的消息到达相应的端g后，开始探测；h和g分别使用ICMP的探测技术向对方发起探测，获取的信息分别表示为hg和gh；g在完成gh的探测后使用pub技术将gh返回给h；

步骤（3）、链路融合阶段：在探测过程之后，发起方就进入了链路融合阶段；首先，hg和gh两条探测信息分别被表示成为网络地址组成的二元组序列，每一个二元组为路由器一跳的链路，序列的源(h)和端(g)分别为序列的首尾。融合的主要工作是找出序列中属于同一路由器的接口地址，而后判断各个二元组表示的链路是否重合，如不重合则表明发现不对称链路。

源端链路hg和端源链路gh需要判断各自的某些二元组是否属于同一条链路，其判定方法为二元组中的网络地址是否存在连续且子网掩码一致的情况，若满足该条件，则表明hg和gh存在属于同一网段的IP地址，这些地址可以合并在一个路由器上；如果判定失败，则表明在hg或gh中的某些链路开始出现不对称的现象，需要将这些链路信息选出后单独存放在融合的结果中；融合阶段中对gh中二元组依照源-端的次序逐个对hg中的二元组实施判定工作，在gh中二元组遍历完成后，该链路融合阶段结束，输出链路融合的结果。

所述的网络地址为路由器和交换机的接口IP地址。

本发明的原理如下：

用于实现探测节点之间的协作消息和协作能力的通信协议，拓扑发现过程中由插件执行的探测节点首先通过发布/订阅机制对各个链路的源-端之间进行信息交换，订阅所需要的源信息。在此过程中，各个探测节点使用notify操作获取其他节点的订阅内容，如果自身可以实现该任务，则该节点使用pub发布满足对应的节点的消息；在此基础上，各节点开始按照任务进行探测活动，需要探测的节点使用sub的方式向网络订阅自身的链路请求，该消息传递给有关探测节点，探测结果同样会返回到请求节点之上。此后在各个探测节点完成网络中探测节点后，执行融合算法的逻辑流程，可以通过路由器端口匹配的方式，发现其中不一致的链路，即网络拓扑的不对称部分。在实现过程中，测量软件以网络插件的形式运行在网络通信软件之上，可以灵活的部署在各个网络区域内部，通过网络的sub/pub形式完成双向链路的收集。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1、本发明采用插件技术可以灵活的在第三方软件中携带实施，有利于网络拓扑测量点的实施部署。

2、本发明订阅/发布技术可以按照实际需求实现链路探测，节省网络中的通信流量。

3、本发明双向拓扑探测可以发现由路由不对称所引起的隐藏链路问题，与现有技术相比，其探测结果更加真实。

附图说明

图1为本发明一种用于实现网络拓扑双向探测的方法的协议流程图；

图2为本发明一种用于实现网络拓扑双向探测的方法的链路融合算法。

具体实施方式