工业系统的网络拓扑生成方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种工业系统的网络拓扑生成方法，包括如下步骤：获取工业系统中包含的所有设备，生成工业系统的物理拓扑结构；读取工业系统的子网掩码列表，根据子网掩码列表得到多个不同的网段；获取每个设备的IP地址，根据所述IP地址，将每个设备分配至不同的网段；根据所述物理拓扑结构和每个设备所属的网段，生成所述工业系统的网络拓扑。本发明还提供对应的系统，能自动快速地生成工业系统的网络拓扑，该拓扑结构能全面展现系统的网络拓扑信息。
【专利说明】工业系统的网络拓扑生成方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络拓扑【技术领域】，特别是涉及一种工业系统的网络拓扑生成方法，以及一种工业系统的网络拓扑生成系统。
【背景技术】
[0002]如今，对于网络的管理已经发展到了智能化、可视化的管理时代。但是，在很多工业系统中，对于网络的管理，还是使用着以人工管理为主的传统的网络管理模式。网络的管理和维护都是靠人工去进行的，对于网络拓扑，是没有图形展现的。这种管理模式只是适合结构简单、设备数量较少的网络环境。而现代的工业系统的网络环境一般都是规模比较大，设备数量多种多样，网络结构比较复杂的。当出现网络故障的时候很难找到故障点，工作相当被动而且效率很低，导致运维人员的工作压力和工作量急剧增加。
[0003]而在一些比较先进的工业系统中，对于网络拓扑是有展现的。但是这种拓扑图是手工拼接的一种物理拓扑图，是根据当前的网络的物理连接结构，通过手工的方式把这种结构绘画拼接出来的一张网络拓扑图。这种方式展现的拓扑图只是方便运维人员了解一下网络设备之间的简单连接关系，复杂一点的还可以看得到设备的一些静态属性，如设备名称和管理IP，对于像每台设备的运行状态和网络流量这些实时状态的信息是展现不出来的。而且，由于网络拓扑具有动态的特性，随着网络节点及连接的增加和撤销，网络拓扑不断的发生着变化，通过手工的方式跟踪维护网络拓扑的变化是一件非常困难和繁琐的工作。特别是在规模比较大、结构比较复杂的网络环境中，这种方式效率较低，拓扑结构单一。
【发明内容】
[0004]基于此，本发明提供一种工业系统的网络拓扑生成方法和系统，能自动快速地生成工业系统的网络拓扑，该拓扑结构能全面展现系统的网络拓扑信息。
[0005]一种工业系统的网络拓扑生成方法，包括如下步骤:
[0006]获取工业系统中包含的所有设备，生成工业系统的物理拓扑结构；
[0007]读取工业系统的子网掩码列表，根据子网掩码列表得到多个不同的网段；
[0008]获取每个设备的IP地址，根据所述IP地址，将每个设备分配至不同的网段；
[0009]根据所述物理拓扑结构和每个设备所属的网段，生成所述工业系统的网络拓扑。
[0010]一种工业系统的网络拓扑生成系统，包括:
[0011]获取模块，用于获取工业系统中包含的所有设备，生成工业系统的物理拓扑结构；
[0012]读取模块，用于读取工业系统的子网掩码列表，根据子网掩码列表得到多个不同的网段；
[0013]分配模块，用于获取每个设备的IP地址，根据所述IP地址，将每个设备分配至不同的网段；
[0014]生成模块，用于根据所述物理拓扑结构和每个设备所属的网段，生成所述工业系统的网络拓扑。
[0015]上述工业系统的网络拓扑生成方法和系统，通过获取工业系统中包含的所有设备，生成工业系统的物理拓扑结构；获取每个设备的IP地址，根据子网掩码列表中的多个不同网段，将设备分配至不同的网段，最后生成工业系统的网络拓扑；该网络拓扑体现了系统中各个设备的实际物理连接关系和网络逻辑关系，能全面展现系统的网络拓扑信息，体现系统的运行状态。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明工业系统的网络拓扑生成方法在一实施例中的流程示意图。
[0017]图2为图1中生成的网络拓扑图。
[0018]图3为本发明工业系统的网络拓扑生成系统在一实施例中的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0020]如图1所示，是本发明一种工业系统的网络拓扑生成方法，包括如下步骤:
[0021]S11、获取工业系统中包含的所有设备，生成工业系统的物理拓扑结构；
[0022]工业系统中包含的所有设备，可通过SNMP (简单网络管理协议，Simple NetworkManagement Protocol)方式探测,获得所有设备信息；
[0023]在一较佳实施例中，生成工业系统的物理拓扑结构的步骤可为:
[0024]将每个设备作为节点，读取每个设备的端口 ；
[0025]从每个设备的各个端口判断与其他设备的连接关系，获得工业系统中各个设备之间的物理连接关系；
[0026]根据所述物理连接关系，生成每个节点与其他节点的连线，得到所述物理拓扑结构；
[0027]工业系统中各个设备之间具有连接关系，将获取到的所有设备作为网络中的节点；有的设备可能具有多个数据端口，同时与多个设备连接；需读取每个设备的端口信息，判断该设备与哪些设备具有连接关系，从而获得工业系统中各个设备之间的物理连接关系；根据物理连接关系以及各个设备对应的节点，生成设备之间的连线，最终构成工业系统的物理拓扑结构，该物理拓扑结构体现了每个设备的接口数量、实际的物理连接关系；以及设备类型、接口数量、连接关系、MAC地址等信息；通过实时的探测，还能发现系统中设备的新接入、退出和互联变化等动态信息。
[0028]S12、读取工业系统的子网掩码列表，根据子网掩码列表得到多个不同的网段；
[0029]S13、获取每个设备的IP地址，根据所述IP地址，将每个设备分配至不同的网段；
[0030]工业系统在建设时，会规划系统的网络结构，在本实施例中，需获取到系统的子网掩码列表，子网掩码是一个32位地址，是与IP地址结合使用的一种技术，能用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，还可将一个大的IP网络划分为若干小的子网络；
[0031]通过子网掩码，能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，通过子网掩码列表，能得到工业系统中的多个子网；再通过获取设备的IP地址，将设备分配至不同的网段中，从而将系统中的设备进行分类。
[0032]S14、根据所述物理拓扑结构和每个设备所属的网段，生成所述工业系统的网络拓扑；
[0033]步骤S13中获得了设备的网络逻辑关系，每个网段包含多个设备，可在物理拓扑结构中进行网格式布局，每个网段分行规划，生成工业系统的网络拓扑。
[0034]本步骤中，在物理拓扑连接信息的基础上，如果两个设备完全没有物理连接，包括经过其他设备中转的物理连接，那么即使IP在同一网段，两个设备也不是同一个网络；
[0035]通过获取网内设备的IP地址和子网掩码列表，其中，子网掩码列表用于标识一个网络中，子网络的划分情况(如划分为多少个，每个子网络有哪些地址等);而IP地址则可标识这个设备位于哪个网络之中；而网关地址则是有特殊意义的IP地址，它标识了一个子网与其他子网连接的设备。有了以上三类信息，结合物理连接信息，就能够生成网络逻辑图。在一较佳实施例中，还可包括步骤:
[0036]通过简单网络协议访问每个设备的MIB数据库，得到每个设备的类型及名称；
[0037]在生成所述工业系统的网络拓扑时，根据预设的设备类型图元集，对每个所述节点加载每个设备类型对应的图元，同时标注所述设备名称。
[0038]如图2所为本实施例生成的网络拓扑结构示意图，即网络逻辑图，图中不同类型的设备以不同的图元加载显示，同个网段下的设备分行规划，连接至同一个主机中。
[0039]如图3所示，本发明还提供一种工业系统的网络拓扑生成系统，包括:
[0040]获取模块31，用于获取工业系统中包含的所有设备，生成工业系统的物理拓扑结构；
[0041]工业系统中包含的所有设备,可通过SNMP (简单网络管理协议，Simple NetworkManagement Protocol)方式探测,获得所有设备信息；
[0042]在一较佳实施例中，所述获取模块31还用于:
[0043]将每个设备作为节点，读取每个设备的端口 ；
[0044]从每个设备的各个端口判断与其他设备的连接关系，获得工业系统中各个设备之间的物理连接关系；
[0045]根据所述物理连接关系，生成每个节点与其他节点的连线，得到所述物理拓扑结构；
[0046]工业系统中各个设备之间具有连接关系，将获取到的所有设备作为网络中的节点；有的设备可能具有多个数据端口，同时与多个设备连接；需读取每个设备的端口信息，判断该设备与哪些设备具有连接关系，从而获得工业系统中各个设备之间的物理连接关系；根据物理连接关系以及各个设备对应的节点，生成设备之间的连线，最终构成工业系统的物理拓扑结构，该物理拓扑结构体现了每个设备的接口数量、实际的物理连接关系；以及设备类型、接口数量、连接关系、MAC地址等信息；通过实时的探测，还能发现系统中设备的新接入、退出和互联变化等动态信息。
[0047]读取模块32，用于读取工业系统的子网掩码列表，根据子网掩码列表得到多个不同的网段；
[0048]分配模块33，用于获取每个设备的IP地址，根据所述IP地址，将每个设备分配至不同的网段；[0049]工业系统在建设时，会规划系统的网络结构，在本实施例中，需获取到系统的子网掩码列表，子网掩码是一个32位地址，是与IP地址结合使用的一种技术，能用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，还可将一个大的IP网络划分为若干小的子网络；
[0050]通过子网掩码，能表明一台主机所在的子网与其他子网的关系，通过子网掩码列表，能得到工业系统中的多个子网；再通过获取设备的IP地址，将设备分配至不同的网段中，从而将系统中的设备进行分类。
[0051]生成模块34，用于根据所述物理拓扑结构和每个设备所属的网段，生成所述工业系统的网络拓扑；
[0052]分配模块33中获得了设备的网络逻辑关系，每个网段包含多个设备，可在物理拓扑结构中进行网格式布局，每个网段分行规划，生成工业系统的网络拓扑。
[0053]本模块中，在物理拓扑连接信息的基础上，如果两个设备完全没有物理连接，包括经过其他设备中转的物理连接，那么即使IP在同一网段，两个设备也不是同一个网络；
[0054]通过获取网内设备的IP地址和子网掩码列表，其中，子网掩码列表用于标识一个网络中，子网络的划分情况(如划分为多少个，每个子网络有哪些地址等);而IP地址则可标识这个设备位于哪个网络之中；而网关地址则是有特殊意义的IP地址，它标识了一个子网与其他子网连接的设备。有了以上三类信息，结合物理连接信息，就能够生成网络逻辑图。
[0055]在一较佳实施例中，还可包括:
[0056]访问模块，用于通过简单网络协议访问每个设备的MIB数据库，得到每个设备的类型及名称；
[0057]所述生成模块34还用于在生成所述工业系统的网络拓扑时，根据预设的设备类型图元集，对每个所述节点加载每个设备类型对应的图元，同时标注所述设备名称。
[0058]本发明工业系统的网络拓扑生成方法和系统，通过获取工业系统中包含的所有设备，生成工业系统的物理拓扑结构；获取每个设备的IP地址，根据子网掩码列表中的多个不同网段，将设备分配至不同的网段，最后生成工业系统的网络拓扑；该网络拓扑体现了系统中各个设备的实际物理连接关系和网络逻辑关系，能全面展现系统的网络拓扑信息，体现系统的运行状态。
[0059]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种工业系统的网络拓扑生成方法，其特征在于，包括如下步骤: 获取工业系统中包含的所有设备，生成工业系统的物理拓扑结构； 读取工业系统的子网掩码列表，根据子网掩码列表得到多个不同的网段； 获取每个设备的IP地址，根据所述IP地址，将每个设备分配至不同的网段； 根据所述物理拓扑结构和每个设备所属的网段，生成所述工业系统的网络拓扑。
2.根据权利要求1所述的工业系统的网络拓扑生成方法，其特征在于，所述生成工业系统的物理拓扑结构的步骤为: 将每个设备作为节点，读取每个设备的端口 ； 从每个设备的各个端口判断与其他设备的连接关系，获得工业系统中各个设备之间的物理连接关系； 根据所述物理连接关系，生成每个节点与其他节点的连线，得到所述物理拓扑结构。
3.根据权利要求2所述的工业系统的网络拓扑生成方法，其特征在于，还包括步骤: 通过简单网络协议访问每个设备的MIB数据库，得到每个设备的类型及名称； 在生成所述工业系统的网络拓扑时，根据预设的设备类型图元集，对每个所述节点加载每个设备类型对应的图元，同时标注所述设备名称。
4.一种工业系统的网络拓扑生成系统，其特征在于，包括: 获取模块，用于获取工业系统中包含的所有设备，生成工业系统的物理拓扑结构； 读取模块，用于读取工业系统的子网掩码列表，根据子网掩码列表得到多个不同的网段； 分配模块，用于获取每个设备的IP地址，根据所述IP地址，将每个设备分配至不同的网段； 生成模块，用于根据所述物理拓扑结构和每个设备所属的网段，生成所述工业系统的网络拓扑。
5.根据权利要求4所述的工业系统的网络拓扑生成系统，其特征在于，所述获取模块还用于: 将每个设备作为节点，读取每个设备的端口 ； 从每个设备的各个端口判断与其他设备的连接关系，获得工业系统中各个设备之间的物理连接关系； 根据所述物理连接关系，生成每个节点与其他节点的连线，得到所述物理拓扑结构。
6.根据权利要求5所述的工业系统的网络拓扑生成系统，其特征在于，还包括: 访问模块，用于通过简单网络协议访问每个设备的MIB数据库，得到每个设备的类型及名称； 所述生成模块还用于在生成所述工业系统的网络拓扑时，根据预设的设备类型图元集，对每个所述节点加载每个设备类型对应的图元，同时标注所述设备名称。
【文档编号】H04L12/24GK103532747SQ201310461736
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】邓大为, 苏扬, 周安 申请人:广东电网公司电力调度控制中心