網絡拓撲自動發現-Sugarnms智能網管軟件的基礎

網絡拓撲自動發現

-智能網管軟件的基礎

 

網絡拓撲做爲一種表示網絡設備邏輯鏈接與物理鏈接之間關係的方法，經過它網絡管理員能夠很直觀地掌握當前網絡設備的運行情況，準肯定位網絡中的故障點，並對準確分析網絡中存在的問題提供基礎數據，從而有針對性地優化網絡，提升網絡的性能。能夠說,網絡拓撲的自動發現是實現智能網絡管理系統的技術關鍵，是構成智和網管軟件的基礎.

拓撲發現原理

目前有多種網絡拓撲發現方法，包括：

(1)  基於SNMP(Simple NetworkManagementProtocol，簡單網絡管理協議)的發現方法。該方法主要是利用SNMP協議，訪問交換機和路由器等網絡設備中的MIB庫，獲取相應信息。SNMP的一個突出優勢是當網絡發生變化時MIB中的信息將會隨之變化，而且信息獲取的整個過程至關快，從而也提升了拓撲發現的速度,而且結果可靠，系統和網絡開銷小。但使用SNMP進行拓撲發現的主要問題在於並非每個網絡設備都提供SNMP網管服務，即使提供了SNMP服務，MIB中也可能沒有保存足夠多的有用信息。另一個問題是關於MIB值的解釋問題，雖然關於設備的一些基本信息在MIB中都進行了標準化的定義，可是許多生產商爲了更好的描述它們本身產品的功能，在MIB中添加私有信息。

(2) 基於ICMP(InternetControlMessage Protocol，Internet控制報文協議)的發現方法。該方法利用ping數據包進行拓撲發現。Ping是IP網絡中使用最先和最普遍的工具之一，它主要是利用ICMP echo reNy消息來檢測主機是否可達，同時也能夠經過計算往返延遲推斷節點據咱們有「多遠」。因爲使用較小的分組，Ping的開銷較小。咱們能夠Ping每個可能的IP地址以判斷它們是否對應可達的網絡節點。當向一個可達節點發出Ping報文時，一般會很快獲得響應(幾十微秒)，但當向一個不可達的節點發出Ping報文時，將在設定的間隔後超時，這個間隔一般是2秒，所以在這種狀況下，使用Ping是至關低效的，尤爲當出於拓撲發現的目的向大量待定的IP地址發出Ping報文時效率更低。因爲ping操做的探測週期較長，網絡負載也較大，不適合實時的拓撲發現。

(3) 基於ARP協議(Address Resolution Protocol，地址解析協議)的發現方法。網絡設備的ARP表中設備地址都是有效的IP地址，並且沒有存儲多餘信息，且交換機、路由器等均支持ARP協議，因此這種方法發現效率是很高的，應用範圍也廣，但若是網絡太大，ARP表中的記錄會不斷的更新，將沒法包含網絡中全部的交換路由設備。

(4)  基於OSPF(OpenShortestPath Firs，優先開放最短路徑)協議的發現方法。OSPF中鏈路狀態數據庫存放的信息能夠用來計算網絡路由，計算過程是從不一樣的鏈路狀態記錄中歸納出一個表明網絡的節點圖。節點圖中內部節點是OSPF路由器和中轉網絡，外圍節點是末梢網絡、彙總網絡以及外部目的站點，鏈接的弧線是具備不一樣度量制式的各類鏈路。所以，網絡管理維護系統也能夠訪問自治系統每一個區域中某一個路由器存有的相關的OSPF路由表信息，就能夠構造出整個自治系統的網絡拓撲圖。該方法的優勢是速度快、性能高。但實現難度大，且搜索只能限定在必定範圍內，全部設備也必須支持0SPF協議。

(5)  基於LLDP（Link LayerDiscovery Protocol，鏈路層發現協議）協議的發現方法。LLDP是一個廠商無關的二層協議，它容許網絡設備在本地子網中通告本身的設備標識和性能。簡單說來，LLDP是一種鄰近發現協議。它爲以太網網絡設備，如交換機、路由器和無線局域網接入點定義了一種標準的方法，使其能夠向網絡中其餘節點公告自身的存在，並保存各個鄰近設備的發現信息。例如設備配置和設備識別等詳細信息均可以用該協議進行公告。具體來講，LLDP定義了一個通用公告信息集、一個傳輸公告的協議和一種用來存儲所收到的公告信息的方法。

  

SugarNMS 網絡自動拓撲發現功能

SugarNMS智和網絡管理軟件是以SNMP網管協議爲基礎，並綜合了ICMP ping、ARP、CDP、LLDP、OSPF鄰居路由、端口轉發表、STP生成樹協議等物理拓撲發現技術，發現設備的物理連接。智能分析網絡拓撲結構，自動勾畫出整個網絡的真實物理拓撲圖。

智和網管軟件中採用了Object-SNMP網關組件(Object Simple Network Management Protocol)， 這個組件是一個面向對象的SNMP開發組件，與關係數據庫流行的O-R Mapping技術相似，實現了Object到SNMP MIB的操做映射（簡稱O-M Mapping），系統提供了Java/SNMP網關、RMI/SNMP網關、Web Service/SNMP網關服務。開發者無需理解SNMP協議和MIB細節，只須要定義普通數據對象，而後將數據對象按添加、刪除、修改、查詢等模式提交給網關便可。Object SNMP網關會自動將數據對象按開發者的指望發送到SNMP設備，並返回用戶須要的數據對象。

ObjectSNMP組件能夠幫助網管軟件快速自動的發現網絡拓撲鏈接關係，並提取設備各項數據。其拓撲自動發現功能以下：

全網設備發現：能夠按網絡號、IP範圍、多個網絡範圍內，自動搜索發現設備，獲取設備的基本信息、設備類型（交換、路由、路由交換、終端設備、廠商特有類型等）、MAC地址、ARP表、交換機端口、路由器接口、路由表、交換機轉發表、主機IP地址等信息。

網絡漫遊發現：給定少數幾個已知的網絡號、IP範圍，按用戶指定的漫遊深度和漫遊廣度，進行全網漫遊發現。

網絡拓撲自動發現：能夠發現交換機與交換機、交換機與PC機、交換機與終端設備、交換機與路由器、路由交換機與路由交換機之間 的鏈接關係。鏈接關係能夠定位到具體的設備端口、設備接口上。支持在任意指定的設備之間發現它們的全部鏈接，在全網範圍內發現鏈接關係。

ObjectSNMP的物理拓撲自動發現採用了全新的技術：即支持單一Cisco、華爲網絡，也支持各類廠商設備混合網絡。支持模糊鏈接定位，在數據不全或設備缺失的狀況下，儘量發現鏈接關係。可在任意的網絡環境中工做，不須要用戶對網絡作任何假設（如路由器假設、根交換機假設、上/下行端口假設、邊緣設備假設等）。

參考:  

[1] 舒 濤，網絡拓撲自動發現方法研究，遼 寧 石 油 化 工 大 學 學 報，2013年9月，第33卷第3期;

[2]anphorea 網絡拓撲發現 ;

[3]  Somato , java snmp全面開發解決方案;