網絡拓撲結構確定方法和系統的製作方法

2023-04-30 10:41:26 3

網絡拓撲結構確定方法和系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種網絡拓撲結構確定方法和系統，該方法包括：根據預先統計的每個網絡設備的各埠的流量特徵，對於屬於不同網絡設備的任意兩個埠，計算其中一個埠的輸入流量特徵與另一個埠的輸出流量特徵之間的相似度，根據計算出的相似度確定所述兩個埠之間的流量相似度；對於每個埠，選取與該埠的流量相似度最大的埠，作為該埠的連接埠；根據每個埠的連接埠、及其所屬網絡設備，確定出網絡拓撲結構。應用本發明，可以提高網絡拓撲結構發現的準確度以及應用範圍，並降低運算複雜度。
【專利說明】網絡拓撲結構確定方法和系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及網際網路技術，尤其涉及一種網絡拓撲結構確定方法和系統。
【背景技術】
[0002]隨著網際網路技術的發展，用於表達網絡邏輯連接關係和物理連結關係的網絡拓撲結構也日益複雜化。為了能夠直觀地了解網絡中各個網點的運行狀況，往往需要繪製精準的網絡拓撲，以便後續能夠準確的定位網絡中的故障網點。
[0003]目前，常見的網絡拓撲發現方法有基於探測技術的網絡拓撲發現方法，具體地，通過整個網絡中預先部署的探測點來探測網絡的RRT(Round Trip Time，往返時延)、TTL(Timeto Live，生存時間)、以及TRACE路徑等數據；綜合各探測點所探測的數據，使用圖論的算法來計算網絡拓撲。然而，基於探測技術的網絡拓撲的方法中，其根據有限個探測點所探測的數據來計算網絡拓撲，算法複雜、準確度不高；而且，需要在網絡中預先部署多個探測點，增加了發現網絡拓撲結構的複雜度。
[0004]現有技術中，還存在一種利用私有發現協議的網絡拓撲發現方法，例如，LLDP協議(Link Layer Discovery Protocol,鏈路層發現協議)，或是 CDP (Cisco DiscoveryProtocol，思科發現協議)。具體地，可以根據各網絡設備的接口標識(或協議地址)以及各網絡設備記錄的相鄰網絡設備的接口標識(或協議地址)，來確定網絡拓撲結構。然而，這種利用私有發現協議的網絡拓撲發現方法需要各網絡設備都同時支持該私有發現協議。以LLDP協議為例，只有各網絡設備都同時支持LLDP協議，這樣，對於每個網絡設備，才能將該網絡設備的接口標識信息發布給其相鄰的網絡設備；進而，各網絡設備才能記錄的與其相鄰的網絡設備的接口標識以及其他信息。而實際應用中，網絡中並不是所有的網絡設備都支持LLDP協議，這樣，在確定網絡拓撲結構時，無法保證與其他網絡設備互聯但不支持LLDP協議的網絡設備的正常發現，導致確定出的網絡拓撲結構準確度不高。而且，LLDP協議是二層協議，因此，利用LLDP協議的網絡拓撲發現方法只能應用於二層網絡設備的拓撲結構的發現，應用範圍有限。
[0005]綜上所述，現有的網絡拓撲結構發現方法存在準確度不高、運算複雜度高以及應用範圍窄的不足，因此有必要提供一種能夠適用於更大的應用範圍、確定的網絡拓撲結構準確度高且算法簡單的網絡拓撲結構發現方法。

【發明內容】

[0006]本發明實施例提供了一種網絡拓撲結構確定方法和系統，用以提高網絡拓撲結構發現的準確度以及應用範圍，並降低運算複雜度。
[0007]根據本發明的一個方面，提供了一種網絡拓撲結構確定方法，包括:
[0008]根據預先統計的每個網絡設備的各埠的流量特徵，對於屬於不同網絡設備的任意兩個埠，計算其中一個埠的輸入流量特徵與另一個埠的輸出流量特徵之間的相似度，根據計算出的相似度確定所述兩個埠之間的流量相似度；[0009]對於每個埠，選取與該埠的流量相似度最大的埠，作為該埠的連接端Π ；
[0010]根據每個埠的連接埠、及其所屬網絡設備，確定出網絡拓撲結構。
[0011]較佳地，所述輸入流量特徵包括至少一種流量特徵；以及所述輸出流量特徵包括與所述至少一種流量特徵分別相應的流量特徵；以及
[0012]所述計算其中一個埠的輸入流量特徵與另一個埠的輸出流量特徵之間的相似度，根據計算出的相似度確定所述兩個埠之間的流量相似度，具體包括:
[0013]對於所述輸入流量特徵的每種流量特徵，計算所述其中一個埠的該種流量特徵，與所述另一個埠的輸出流量特徵中的相應流量特徵之間的相似度；根據計算出的相似度確定所述兩個埠之間的流量相似度。
[0014]較佳地，所述預先統計的每個網絡設備的各埠的流量特徵，具體包括設定時間段內按設定周期採集的各埠的流量特徵的數據；以及
[0015]所述計算所述其中一個埠的該種流量特徵與所述另一個埠的輸出流量特徵中的相應流量特徵之間的相似度，具體包括:
[0016]根據如下公式I計算出所述其中一個埠 X的流量特徵P與另一個埠 y的流量特徵Q之間的相似度r:
【權利要求】
1.一種網絡拓撲結構確定方法，其特徵在於，包括: 根據預先統計的每個網絡設備的各埠的流量特徵，對於屬於不同網絡設備的任意兩個埠，計算其中一個埠的輸入流量特徵與另一個埠的輸出流量特徵之間的相似度，根據計算出的相似度確定所述兩個埠之間的流量相似度； 對於每個埠，選取與該埠的流量相似度最大的埠，作為該埠的連接埠 ； 根據每個埠的連接埠、及其所屬網絡設備，確定出網絡拓撲結構。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述輸入流量特徵包括至少一種流量特徵；以及所述輸出流量特徵包括與所述至少一種流量特徵分別相應的流量特徵；以及 所述計算其中一個埠的輸入流量特徵與另一個埠的輸出流量特徵之間的相似度，根據計算出的相似度確定所述兩個埠之間的流量相似度，具體包括: 對於所述輸入流量特徵的每種流量特徵，計算所述其中一個埠的該種流量特徵，與所述另一個埠的輸出流量特徵中的相應流量特徵之間的相似度；根據計算出的相似度確定所述兩個埠之間的流量相似度。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述預先統計的每個網絡設備的各埠的流量特徵，具體包括設定時間段內按設定周期採集的各埠的流量特徵的數據；以及 所述計算所述其中一個埠的該種流量特徵與所述另一個埠的輸出流量特徵中的相應流量特徵之間的相似度，具體包括: 根據如下公式I計算出所 述其中一個埠 X的流量特徵P與另一個埠I的流量特徵Q之間的相似度r:
4.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述對於所述輸入流量特徵的每種流量特徵，計算所述其中一個埠的該種流量特徵與所述另一個埠的輸出流量特徵中的相應流量特徵之間的相似度，具體為: 計算所述其中一個埠的該種流量特徵的特徵向量與所述另一個埠的輸出流量特徵中的相應流量特徵的特徵向量之間的餘弦夾角，將計算出的餘弦夾角作為所述相似度； 其中，所述其中一個埠的該種流量特徵的特徵向量中的向量元素包括:設定時間段內按設定周期採集的、所述其中一個埠的該種流量特徵的數據； 所述另一個埠的輸出流量特徵中的相應流量特徵的特徵向量中的向量元素包括:所述設定時間段內按所述設定周期採集的、所述另一個埠的輸出流量特徵中的相應流量特徵的數據。
5.如權利要求3或4所述的方法，其特徵在於，所述根據計算出的相似度確定所述兩個埠之間的流量相似度，具體包括:根據如下公式2計算出所述兩個埠 x、y之間的流量相似度s(x，y):s(x，y)= Σ j (wjXr』)(公式 2)公式2中，％為所述輸入流量特徵中的第j種流量特徵所預設的權重，rj為埠 X的第j種流量特徵，與埠 1的輸出流量特徵中與第j種流量特徵相應的流量特徵之間的相似度；j取值為1~m的自然數，m為所述輸入流量特徵中的流量特徵的種類總數。
6.如權利要求2-4任一所述的方法，其特徵在於，所述輸入流量特徵中包括的至少一種流量特徵為如下流量特徵中選取的:接收字節傳輸率BPS、接收分組數據包傳輸率PPS、接收丟包率PLR、接收每秒傳輸過程次數TPS ；以及與所述接收BPS相應的流量特徵為發送BPS，與所述接收PPS相應的流量特徵為發送PPS，與所述接收PLR相應的流量特徵為發送PLR，與所述接收TPS相應的流量特徵為發送TPS。
7.如權利要求2-4任一所述的方法，其特徵在於，在所述根據預先統計的每個網絡設備的各埠的流量特徵，對於屬於不同網絡設備的任意兩個埠，計算其中一個埠的輸入流量特徵與另一個埠的輸出流量特徵之間的相似度之前，還包括:在所述設定時間段內，對於每個網絡設備，利用簡單網絡管理協議SNMP與該網絡設備通信，按所述設定周期獲取該 網絡設備的各埠的流量特徵的數據。
8.—種網絡拓撲結構確定系統，其特徵在於，包括:流量相似度計算模塊，用於根據每個網絡設備的各埠的流量特徵，對於屬於不同網絡設備的任意兩個埠，計算其中一個埠的輸入流量特徵與另一個埠的輸出流量特徵之間的相似度，根據計算出的相似度確定所述兩個埠之間的流量相似度；連接埠確定模塊，用於根據所述流量相似度計算模塊確定的流量相似度，對於每個埠，選取與該埠的流量相似度最大的埠，作為該埠的連接埠 ；網絡拓撲結構確定模塊，用於根據所述連接埠確定模塊選取的每個埠的連接埠、及其所屬網絡設備，確定出網絡拓撲結構。
9.如權利要求8所述的系統，其特徵在於，所述流量相似度計算模塊、連接埠確定模塊、網絡拓撲結構確定模塊均設置於所述系統的網絡拓撲生成裝置中；以及所述系統還包括:流量數據存儲裝置；以及所述網絡拓撲生成裝置還包括:流量數據獲取模塊；其中，所述流量數據存儲裝置用於存儲從各網絡設備採集的各埠的流量特徵的數據；所述流量數據獲取模塊用於從所述流量數據存儲裝置中獲取每個網絡設備的各埠的流量特徵的數據。
10.如權利要求9所述的系統，其特徵在於，還包括:數據採集裝置，用於在設定時間段內，對於每個網絡設備，利用簡單網絡管理協議SNMP與該網絡設備通信，按設定周期獲取該網絡設備的各埠的流量特徵的數據後存儲到流量數據存儲裝置中。
【文檔編號】H04L12/24GK103716187SQ201310713224
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月20日 優先權日:2013年12月20日
【發明者】梁振方, 李力, 傅江 申請人:新浪網技術(中國)有限公司