[发明专利]IPv6网络路由器级拓扑发现方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机网络管理技术领域，尤其涉及一种IPv6网络路由器级拓扑发现方法。

背景技术

拓扑发现是IP网络管理的一项基本功能，主要实现网络节点存在性、连接性信息的自动发现及更新。随着IPv6协议的广泛推行，网络路由器级拓扑发现方法面临全新的挑战。地址结构、相关协议以及设备支持情况的变化使得原有面向IPv4的拓扑发现方法不再适用。对于节点规模庞大的IPv6网络设计有效的拓扑发现算法是下一代计算机网络管理的切实需求。

域内的IPv6网络拓扑发现主要有以下三种思路。第一，基于SNMP协议的拓扑发现算法。基于SNMP的拓扑发现技术在IPv4网络拓扑发现中相对成熟。然而，IPv6网络巨大的地址空间使得基于SNMP发现方法的性能较差，而且目前各个网络设备对于SNMPv3查询所需的MIB支持情况不好。第二，基于traceroute6的主动测量方法。利用ICMP消息获取探测源节点与探测目标节点之间的拓扑关系，适用范围较广。许多研究者在进行骨干IPv6网拓扑测量采用了这种方法。然而，对被管网络进行单点的traceroute测量会使得测量的拓扑结果呈现树状特征，部分链路信息无法准确发现；而多点部署，一方面在路由器对源路由机制支持不好的情况下会非常繁琐，另一方面会带来路由器别名问题，同一台路由器由于在拓扑发现过程中被不同的接口地址标识，会被误认为多台不同的路由器。第三，基于开放式最短路径优先(OSPF)协议的拓扑发现方法。OSPF协议是当前使用范围最广的域内路由协议，属于链路状态协议。同一区域内的路由器通过交换链路状态信息进行链路状态数据库的同步，以实现路由计算。通过与网络中路由器建立邻居关系，获取链路状态信息，就可以进一步分析出网络的拓扑。这种方法发现速度快、发现信息准确、效率很高，在IPv4拓扑发现场景下令人满意。然而，在IPv6的网络环境中，OSPFv3协议将地址语义分离，采用32位id标识路由器。虽然不影响路由的计算，但是基于OSPF的拓扑发现方法却因此无法准确标识路由器节点。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何在IPv6网络环境下进行路由器级拓扑发现，使得在保证发现结果完整、准确率高的同时性能开销尽可能低。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种IPv6网络路由器级拓扑发现方法，包括以下步骤：

A1、基于OSPF协议进行拓扑发现；

A2、基于traceroute6进行拓扑发现；

A3、以OSPF协议信息作为启发式条件，根据步骤A1与A2结果中的拓扑图特征，将步骤A1与A2的结果进行整合。

优选地，步骤A1具体包括：

步骤1.1.在服务器上实现OSPF协议，并使所述服务器与一台被管网络路由器建立紧邻关系，监听网络中洪泛的LSA报文；

步骤1.2.根据监听得到的LSA报文，获得网络中各路由器节点之间的连接关系，将得到的拓扑连接图记为G_A，其中的路由器节点用id标识；

步骤1.3.由步骤1.1中的LSA报文中提取出的配置了Loopback state接口的路由器的id与其ip的匹配关系以及配置基于OSPF协议拓扑发现所需的路由器id与其ip的匹配关系构成集合Mapped，以及id与集合Mapped对应的子网前缀的匹配集合N；若集合Mapped覆盖了全部id，则将id替换为IPv6地址，拓扑发现结束；若集合Mapped未覆盖全部id，则继续执行步骤A2；若Mapped集合为空集，将与所述服务器紧邻的路由器的id与ip的对应关系加入集合Mapped。

优选地，步骤A2具体为：以所述服务器为源点进行单点的traceroute拓扑测量，将得到的拓扑连接图记为G_B，测量的目标地址集通过人工配置或者利用步骤S1的拓扑发现结果中集合N中的子网前缀自动生成。

优选地，步骤A3具体包括：

步骤3.1.参数初始化：

步骤3.1.1.对于集合Mapped，从中取出已经完成匹配的ip加入集合S1，并从中取出其中已经完成匹配的id加入集合S2；

步骤3.1.2.对照集合S1，将未完成匹配的ip加入集合IPList；

步骤3.1.3.对于G_A中的每个节点，计算其连接度数，加入集合DegreeId；对于G_B当中的每个节点，统计其连接度数，加入集合DegreeIp；