CN112532411A - 大规模互连网络半重度扫描方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大规模互连网络半重度扫描方法，包括以下步骤：启动半重度扫描，查询现有交换机的端口信息；查询已记录的所有交换机的端口信息；将现有的端口信息与该交换机记录的端口信息进行比较，检查交换机端口状态变化情况，如果端口由连接变为断开，清除之前记录的端口连接关系，如果端口由断开变为连接，从该端口继续往下探查，直至探查完所有发生变化的端口信息；探查结束后清除未探查到的节点，完成半重度扫描。本发明可替代网络初始化之后的重度扫描，相比于传统的重度扫描，大大缩短了探查时间，提高了网络探查的速度和故障响应的速度，节省了时间。

Description

大规模互连网络半重度扫描方法
技术领域
本发明属于高速互连网络技术领域，尤其涉及大规模互连网络半重度扫描方法。
背景技术
传统的网络拓扑探查分为重度扫描、轻度扫描两种。在网络管理程序初始化时首先利用重度扫描进行一次探查，以发现网络中各节点之间的拓扑连接关系。初始化完成之后定期进行轻度扫描，检查网络中是否有连接关系发生改变。每次轻度扫描仅检查所有交换机的端口状态是否发生了变化，如果发生过变化，则触发一次新的重度扫描，重新探查网络中各节点之间的拓扑连接关系。
重度扫描耗时较长，轻度扫描耗时相对要少很多，它只查询所有交换机的端口信息。然而，轻度扫描并不能真正的探查网络的拓扑结构，当发现端口信息发生改变，轻度扫描会触发重度扫描，重度扫描需要花费大量的时间来重新探查网络。
发明内容
本发明目的在于提供一种大规模互连网络半重度扫描方法，可替代网络初始化之后的重度扫描，相比于传统的重度扫描，大大缩短了探查时间，提高了网络探查的速度和故障响应的速度，节省了时间。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种大规模互连网络半重度扫描方法，当网络管理模块收到来自交换机的Trap包或者轻度扫描发现网络拓扑发生改变时，触发半重度扫描，所述半重度扫描包括以下步骤：
S1、网络管理模块查询当前交换机的端口信息；
S2、网络管理模块根据最近一次的拓扑探查结果中记录的拓扑结构，查询已记录的所有交换机的端口信息；
S3、网络管理模块收到S2中获得的端口信息之后，将已记录的所有交换机的端口信息与S1中获得的当前交换机的端口信息进行比较，检查当前交换机端口状态变化情况，如果当前交换机的端口由连接变为断开，则清除之前记录的该交换机的端口连接关系，如果当前交换机的端口由断开变为连接，则执行S4；
S4、从当前交换机的端口继续往下探查，直至探查完所有发生变化的端口信息，即网络管理模块向该端口所连接的节点发送查询节点信息的管理包，网络管理模块收到返回包后，根据返回包中的信息，建立新的连接关系，如果返回的节点类型为交换机，且S2中的最近一次的拓扑探查结果中没有记录过，则查询该交换机的端口信息，从有连接的端口继续往下探查，即重复S4中的上述过程，直至探查到S2中的最近一次的拓扑探查结果中已存在的交换机；
S5、探查结束后，网络管理模块根据交换机发现次数，清除原有拓扑结构中未探查到的交换机节点，同时把该交换机所连接的所有网卡的端口连接关系断开，根据网卡的端口连接关系是否存在，清除原有拓扑结构中未探查到的网卡节点，完成半重度扫描。
上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：
1. 上述方案中，在交换机的数据结构中设置一discovery_count字段，S2中查询端口信息和S4中查询节点信息和端口信息过程中，在收到这些查询信息的返回包时，交换机对应的discovery_count加1，通过交换机的discovery_count值，判断交换机节点是否探查过，如果discovery_count值即交换机发现次数为0，则为未探查到的交换机节点。
2. 上述方案中，在S4中，所述返回包中包含节点的节点信息，包括节点ID号、节点类型、端口数。
3. 上述方案中，在S2中，所述最近一次的拓扑探查可以是重度扫描，也可以是半重度扫描。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明大规模互连网络半重度扫描方法，先查询所有交换机的端口信息，当端口信息发生改变的时候，如果由连接变为断开，则只需断开所记录的两个端口之间的连接关系，不用重新探查网络拓扑，如果是由断开变为连接，则从该端口往下进行链式探查；可替代网络初始化之后的重度扫描，相比于传统的重度扫描，大大缩短了探查时间，提高了网络探查的速度和故障响应的速度，节省了时间。
附图说明
附图1为本发明基本模块流程示意图；
附图2为本发明大规模互连网络半重度扫描方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例：一种大规模互连网络半重度扫描方法，当收到Trap包或者轻度扫描发现网络拓扑发生改变时，触发半重度扫描，而非重度扫描，所述半重度扫描包括以下步骤：
当网络管理模块收到来自交换机的Trap包或者轻度扫描发现网络拓扑发生改变时，触发半重度扫描，所述半重度扫描包括以下步骤：
S1、网络管理模块查询当前交换机的端口信息；
S2、网络管理模块根据最近一次的拓扑探查结果中记录的拓扑结构，查询已记录的所有交换机的端口信息；
S3、网络管理模块收到S2中获得的端口信息之后，将已记录的所有交换机的端口信息与S1中获得的当前交换机的端口信息进行比较，检查当前交换机端口状态变化情况，如果当前交换机的端口由连接变为断开，则清除之前记录的该交换机的端口连接关系，如果当前交换机的端口由断开变为连接，则执行S4；
S4、从当前交换机的端口继续往下探查，直至探查完所有发生变化的端口信息，即网络管理模块向该端口所连接的节点发送查询节点信息的管理包，网络管理模块收到返回包后，根据返回包中的信息，建立新的连接关系，如果返回的节点类型为交换机，且S2中的最近一次的拓扑探查结果中没有记录过，则查询该交换机的端口信息，从有连接的端口继续往下探查，即重复S4中的上述过程，直至探查到S2中的最近一次的拓扑探查结果中已存在的交换机；
S5、探查结束后，网络管理模块根据交换机发现次数，清除原有拓扑结构中未探查到的交换机节点，同时把该交换机所连接的所有网卡的端口连接关系断开，根据网卡的端口连接关系是否存在，清除原有拓扑结构中未探查到的网卡节点，即遍历所有网卡，如果网卡的端口连接关系不存在，即被断开过，则说明该网卡未探查到，清除该网卡节点，完成半重度扫描。
在交换机的数据结构中设置一discovery_count字段，S2中查询端口信息和S4中查询节点信息和端口信息过程中，在收到这些查询信息的返回包时，交换机对应的discovery_count加1，通过交换机的discovery_count值，判断交换机节点是否探查过，如果discovery_count值即交换机发现次数为0，则为未探查到的交换机节点。
在S4中，所述返回包中包含节点的节点信息，包括节点ID号、节点类型、端口数。
在S2中，所述最近一次的拓扑探查可以是重度扫描，也可以是半重度扫描。
本发明上述内容进一步解释如下：
本发明采用半重度扫描的方法，在节点间连接关系相对固定的网络中，根据已有拓扑探查的结果，通过查询交换机的端口信息，判断其端口状态改变情况，来决定是断开现有连接还是往下探查，其完整的半重度扫描实现方法如图1所示。
具体步骤如下：
步骤1：收到Trap包或则轻度扫描发现网络拓扑发生改变，则触发半重度扫描。
步骤2：启动半重度扫描，根据上次探查记录的拓扑结构，查询已记录的所有交换机的端口信息。
步骤3：收到端口信息之后与该交换机记录的端口信息进行比较，如果端口由非down变为down，则说明该端口目前没有连接关系，清除之前记录的端口连接关系；如果端口由down变为非down，则说明该端口有新的节点连接进来，那么从该端口往下探查。
步骤4：首先发送查询节点信息的管理包，收到返回包后记录新的连接关系，如果返回的节点类型为交换机，且之前没有记录过，则查询该交换机的端口信息，继续往下探查。
步骤5：探查结束后，根据交换机发现次数来清除原有拓扑中未探查到的交换机节点，根据网卡的端口连接关系是否存在来清除原有拓扑中未探查到的网卡节点。
步骤6：完成半重度扫描。
采用上述大规模互连网络半重度扫描方法时，在现有拓扑探查结果的基础上进行拓扑探查，不完全探查所有网络节点，只探查改变的那部分，本质上是一种增量拓扑探查；即先查询所有交换机的端口信息，当端口信息发生改变的时候，如果由连接变为断开，则只需断开所记录的两个端口之间的连接关系，不用重新探查网络拓扑，如果是由断开变为连接，则从该端口往下进行链式探查；可替代网络初始化之后的重度扫描，相比于传统的重度扫描，大大缩短了探查时间，提高了网络探查的速度和故障响应的速度，节省了时间。
为了便于更好的理解本发明，下面将对本文中使用的术语进行简要的解释：
网络拓扑探查：通过发送查询包的方式，发现网络中各节点之间的拓扑连接关系。
重度扫描：网络拓扑探查的一种方法，用来发现网络中所有交换机和网卡的连接关系。
轻度扫描：在重度扫描结果的基础上只查询交换机的端口信息，如果改变则触发重度扫描。
半重度扫描：在重度扫描的基础上先查询交换机的端口信息，如果交换机的端口信息改变，则在现有拓扑的基础上进行拓扑探查。
Trap包：拓扑连接发生改变的主动通知包。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种大规模互连网络半重度扫描方法，其特征在于：当网络管理模块收到来自交换机的Trap包或者轻度扫描发现网络拓扑发生改变时，触发半重度扫描，所述半重度扫描包括以下步骤：
S1、网络管理模块查询当前交换机的端口信息；
S2、网络管理模块根据最近一次的拓扑探查结果中记录的拓扑结构，查询已记录的所有交换机的端口信息；
S3、网络管理模块收到S2中获得的端口信息之后，将已记录的所有交换机的端口信息与S1中获得的当前交换机的端口信息进行比较，检查当前交换机端口状态变化情况，如果当前交换机的端口由连接变为断开，则清除之前记录的该交换机的端口连接关系，如果当前交换机的端口由断开变为连接，则执行S4；
S4、从当前交换机的端口继续往下探查，直至探查完所有发生变化的端口信息，即网络管理模块向该端口所连接的节点发送查询节点信息的管理包，网络管理模块收到返回包后，根据返回包中的信息，建立新的连接关系，如果返回的节点类型为交换机，且S2中的最近一次的拓扑探查结果中没有记录过，则查询该交换机的端口信息，从有连接的端口继续往下探查，即重复S4中的上述过程，直至探查到S2中的最近一次的拓扑探查结果中已存在的交换机；
S5、探查结束后，网络管理模块根据交换机发现次数，清除原有拓扑结构中未探查到的交换机节点，同时把该交换机所连接的所有网卡的端口连接关系断开，根据网卡的端口连接关系是否存在，清除原有拓扑结构中未探查到的网卡节点，完成半重度扫描。
2.根据权利要求1所述的大规模互连网络半重度扫描方法，其特征在于：在交换机的数据结构中设置一discovery_count字段，S2中查询端口信息和S4中查询节点信息和端口信息过程中，在收到这些查询信息的返回包时，交换机对应的discovery_count加1，通过交换机的discovery_count值，判断交换机节点是否探查过，如果discovery_count值即交换机发现次数为0，则为未探查到的交换机节点。
3.根据权利要求1所述的大规模互连网络半重度扫描方法，其特征在于：在S4中，所述返回包中包含节点的节点信息，包括节点ID号、节点类型、端口数。
4.根据权利要求1所述的大规模互连网络半重度扫描方法，其特征在于：在S2中，所述最近一次的拓扑探查可以是重度扫描，也可以是半重度扫描。
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