交换设备拓扑方式的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及交换设备拓扑方式，使用设备间信息交互机制达到快速收敛网络中设 备拓扑形成，在极短时间内即可实现局域网网络设备的拓扑发现。
【背景技术】
[0002] 随着局域网的快速发展及应用，局域网中交换设备的数量也越来越多，点对点式 的设备管理方式已经越来越适应不了管理人员对交换设备的管理需求，交换机的集群管理 要求其核心基础是对整个网络环境中的设备部署发现策略，用于形成当前网络环境中各种 设备之间的连接与设备信息定位，使得网络管理员对当前网络中的网络状况，如定位链路 故障、分析链路质量、设备集中管理、网络合理布局规划均具有非常重要的意义。
[0003] 现有公开的各种拓扑方式均使用了大量复杂的设备嗅探方式，使用大量的信息报 文以及记录跳数方式进行拓扑信息采集，资源消耗大，路径损耗严重，且拓扑形成时间长， 收敛效率低等诸多缺点。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服上述不足，提供一种全网公告，快速收敛的拓扑方式，及时 反应正确的设备连接顺序和当前的网络环境。
[0005] 本发明的目的是这样实现的：一种交换设备的拓扑方式，所述方法包括以下步 骤：
[0006] 步骤一、:root设备发送广播报文；
[0007] 步骤二、root设备在内部建立一张全局拓扑结构表；
[0008] 步骤三、交换设备接收到root设备发送的广播报文后，交换设备将向其它激活端 口转发该广播报文，同时执行下述步骤：
[0009] (1)向接收广播报文的端口发送反馈报文，该反馈报文包含本设备的设备号和来 源端口，同时将来源端口记录到本机设备信息表的本机端口中；
[0010] (録oot设备接收到反馈报文时，判断该反馈报文如果是从接收广播报文的端口接 收，则丢弃该反馈报文；否则记录接收该反馈报文的接收端口及反馈报文内容到本机设备 信息表中；
[0011] (3)向root设备发送本机记录的下联设备信息的拓扑报文；
[0012] 步骤四、root设备收到反馈报文以及拓扑报文后，将交换设备的信息记录到全局 拓扑结构表中；
[0013] 步骤五、root设备根据收到的反馈报文以及拓扑报文维护更新全局拓扑结构表。
[0014] 上述方法中所有报文的发送、接收和处理均基于二层协议实现，除广播报文外，其 它报文均为定点报文。
[0015] 上述方法中所有网络设备均使用唯一关键编号作为设备的单一识别。
[0016] 上述方法中设备信息结构体包含以下内容：设备编号，下联设备个数，父端端口， 本机端口，下联设备指针，同级设备指针。
[0017] 步骤一中的root设备不限定为核心交换机或网关设备或集中管理服务器，步骤 二中的全局拓扑结构表中所维护的是树型链表，步骤三中的交换设备不关心其上联设备的 接口情况，而下联设备是指与当前设备直接相连的距离root设备更远的交换设备。
[0018] 在步骤三（1)中所使用的二层数据包为避免错误识别，在数据包内添加关键字， 且接收的交换设备在协议栈对该类型数据包做重定向到CPU处理，以保证不会被接收交换 机错误转发至其它交换设备。
[0019] 在步骤三（1)中的反馈报文，其中只包括本机设备编号和接收广播报文的端口， 步骤三（2)中记录下联设备信息的步骤如下：
[0020] (B1)将本机设备编号记录到本机设备信息结构体设备编号中；
[0021 ] (B2)将接收到广播报文的端口记录到本机设备信息结构体本机端口中；
[0022] (B3)接收到第一个反馈报文时创建下联设备结构体；
[0023] (B4)将反馈报文中的设备编号写入下联设备信息结构体的设备编号中；
[0024] (B5)将接收到该反馈报文的端口记录到下联设备信息结构体的父端端口中；
[0025] (B6)将接收到的反馈报文中用于接收广播报文的端口记录到下联设备结构体的 本机端口中；
[0026] (B7)将本机设备信息结构体的下联设备指针指向第一个设备信息结构体；
[0027] (B8)更新下联设备个数内容；
[0028] (B9)下联设备结构体的下联设备指针为空；
[0029] (B10)下联设备结构体的同级设备指针为空；
[0030] (B11)接收到下一个反馈报文时创建下联设备结构体；
[0031] (B12)将反馈报文中的设备编号写入下联设备信息结构体的设备编号中；
[0032] (B13)将接收到该反馈报文的端口记录到下联设备信息结构体的父端端口中；
[0033] (B14)将接收到的反馈报文中用于接收广播报文的端口记录到下联设备结构体的 本机端口中；
[0034] (B15)将上一个下联设备结构体的同级设备指针指向本下联设备信息结构体；
[0035] (B16)本下联设备结构体的下联设备指针为空；
[0036] (B17)本下联设备结构体的同级设备指针为空；
[0037] (B18)更新本机下联设备个数内容；
[0038] (B19)循环（B11) -（B18)依次处理收到的所有下联设备的反馈报文。
[0039] (B20)本机结构体中的同级设备指针为空。
[0040] 步骤三（3)中的设备如果下联设备指针为空，则不发送拓扑报文，此外，由于设备 是在接收到广播报文才发送拓扑报文，因此可以根据网络环境设定是由root定时自动进 行拓扑发现，还是人工手动进行自动拓扑发现，优化网络性能，减少收敛次数，提高效率。步 骤四中将设备信息记录到全局拓扑结构表中步骤为：
[0041] (C1)将本机root设备编号记录到结构体中；。
[0042] (C2)父端端口、本机端口均为空，root同级设备指针为空；
[0043] (C3)将下联设备指针指向收到的第一个反馈报文所创建的设备信息结构体的设 备编号；
[0044] (C4)将接收到该反馈报文的端口记录到创建的下联设备信息结构提的父端端口 中；
[0045] (C5)将接收到的反馈报文中用于接收广播报文的端口记录到下联设备结构体的 本机端口中；
[0046] (C5)更新下联设备个数内容；
[0047] (C6)将第一个下联设备信息结构体（非root设备）的同级设备指针指向收到的 下一个反馈报文中设备信息结构体的设备编号；
[0048] (C7)循环（C4)一（C6)依次处理收到的所有下联设备的反馈报文；
[0049] (C8)将收到的拓扑报文中的设备编号取出，在下联设备中找到该编号记录，然后 将该编号结构体的下联设备指针指向该结构体；
[0050] 步骤五中对拓扑发现的更新基于上述步骤四中对树型链表的更新，使用常规链表 更新策略即可主动实时维护当前拓扑结构。
[0051] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用了非常简单，易于编程实现的 基于二层协议的网络交换设备拓扑发现方法。root设备可以是一台核心交换机，也可以是 一台网管设备，或者是一台集中管理服务器，便于网络灵活架设，而且整个拓扑方式所需数 据包极少，且处理信息很少，通过高效链表操作，可以提高系统处理性能，比其它网络拓扑 方式占用设备系统资源和网络资源都有极大的优势。
【主权项】
1. 交换设备拓扑方式，其特征在于所述方法包括以下步骤： 步骤一、root设备发送广播报文； 步骤二、root设备在内部建立一张全局拓扑结构表； 步骤三、交换设备接收到root设备发送的广播报文后，交换设备将向其它激活端口转 发该广播报文，同时执行下述步骤： (1) 向接收广播报文的端口发送反馈报文，该反馈报文包含本设备的设备号和来源端 口，同时将来源端口记录到本机设备信息表的本机端口中； (2) root设备接收到反馈报文时，判断该反馈报文如果是从接收广播报文的端口接收， 则丢弃该反馈报文；否则记录接收该反馈报文的接收端口及反馈报文内容到本机设备管理 表中； (3) 向root设备发送本机记录的下联设备信息的拓扑报文； 步骤四、root设备收到反馈报文以及拓扑报文后，将交换设备的信息记录到全局拓扑 结构表中； 步骤五、root设备根据收到的反馈报文以及拓扑报文维护更新全局拓扑结构表。2. 如权利要求1所述的一种交换设备的拓扑方式，其特征在于：上述方法中所有报文 的发送、接收和处理均基于二层协议实现，除广播报文外，其它报文均为定点报文。3. 如权利要求1所述的一种交换设备的拓扑方式，其特征在于：上述方法中所有网络 设备均使用唯一关键编号作为设备的单一识别。
【专利摘要】本发明涉及一种交换设备拓扑方式，首先root设备发送关键字为Topology_Find的广播数据包并在内部建立一张全局拓扑结构链表；其它交换设备向接收数据包端口发送dev_info的数据，同时维护本机设备管理表，并将该表向root设备发送topology_info数据包；root设备根据dev_info数据包以及topology_info数据包将设备信息维护到全局拓扑结构表中。本发明所需数据包及信息内容极少，且拓扑收敛速度及运算消耗极小，可以提高整个拓扑系统处理性能，比其它网络拓扑发现方法占用设备系统资源和网络资源具有极大的优势。
【IPC分类】H04L12/935, H04L12/761, H04L12/751
【公开号】CN105376164
【申请号】CN201510834373
【发明人】吴佳
【申请人】青岛信合一工贸有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年11月25日