[发明专利]基于IPv6的下一代互联网拓扑发现系统及实现方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机网络管理技术领域，特别涉及一种基于IPv6的下一代互联网拓扑发现系统及其实现方法。

背景技术

过去的20多年里，IPv4作为互联网的标准取得了辉煌的业绩。但随着Internet的飞速发展，IPv4网络的缺陷已变得愈加明显。如地址空间的不足，端到端通信质量得不到保障，网络配置管理困难以及与移动网络难以互通等。相比于IPv4，IPv6具有如下优越性：良好的可扩展性、可靠的安全性、多样化的服务质量、易管理性、移动性，另外，还能很好地支持多播业务，提高网络的整体吞吐量。使用IPv6后，大量非计算机终端将有机会独立连接到互联网上，人们将生活在一个真正的网络世界中。

IPv6协议作为下一代网络协议，正在得到越来越多的国家和研究单位的关注。中国、日本、韩国和欧洲以及美国都在IPv6研发中投入了巨大的精力和时间。2008年12月3日，历时五年的CNGI(China Next Generation Internet，中国下一代互联网)项目取得阶段性的成果，在下一代互联网基础设施建设、技术研发及产业化、技术试验与应用示范等方面取得了一系列重大成果，建成并稳定运行全球第一个、也是规模最大的纯IPv6互联网主干网。中国下一代互联网研究与产业化获得重大突破，现已建成包括6个核心网络、22个城市59个节点以及北京和上海两个国际交换中心、273个驻地网的IPv6示范网络。据不完全统计，截至目前国家发展改革委累计安排投资超过11亿元，带动社会投资约40亿元。从2003年至今，CNGI先后支持建设了骨干网、驻地网，103个研究开发、产业化及应用示范项目以及教育网IPv6技术升级项目，全国超过100所高校和100家研究单位、几十家企业的上万名科研生产一线工作者参加了项目建设。

以此为基础，国家发改委、科技部等部委在2008年年底组织实施了的下一代互联网业务试商用及设备产业化专项，在不久的将来，基于IPv6的下一代互联网必将大规模在国内乃至世界范围内得到广泛应用。

网络管理是网络的重要支撑系统，当新一代网络实施成功时，下一代网络管理也要应时而生，否则网络的运营、业务的管理会受到极大的负面拖动。而网络拓扑发现是自动发现网络中的各种设备及网络设备之间的连接关系，是网络管理的基础。由于IPv6协议和IPv4协议不兼容，以往适用于IPv4网络的拓扑发现工具、方法不能直接移植到IPv6的网络，同时IPv6协议的许多新特征，如地址结构的变化以及IPv6 over IPv4隧道的存在，也对IPv6下的拓扑发现提出了全新的挑战。

目前，IPv6拓扑自动发现主要存在以下三个困难：第一，目前探测子网内部设备的活动性方法几乎用的都是Ping穷举方法，对于IPv6的子网来说，穷举法探测主机需要2⁶⁴个(约2千亿亿个)ICMP(Internet Control Message Protocol，互联网控制报文协议)回射请求。这对于任何网络都是不可接受的。比较而言，对一个IPv4的C类子网256位地址的探测，如果采用异步方式只需要几秒钟，因而不会给网络带来太大负担。所以IPv4的局域网拓扑探测方法显然不适用于IPv6。第二，在IPv6中地址按照范围被划分为全球地址，本地站点地址和本地链路地址三类。目前有许多路由协议使用本地的链路地址来定义路由表中的ipv6RouteNextHop对象，而不是用全球地址定义，因此IPv4中的基于SNMP(Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议)搜索算法的拓扑发现机制在IPv6情况下无法直接使用。第三，标准化组织虽然已经定义了IPv6管理相关的MIB(Management Information Base，管理信息库)，但目前大部分网络设备对这些MIB标准不支持或者不完全支持，SNMP协议还无法在IPv6拓扑发现中发挥作用。以上这些问题都给目前的IPv6的网络进行拓扑发现造成了极大的困难，迫切需要进行深入的研究。