[发明专利]一种基于迭代式TTL-IPID数据包分类的网络拓扑自动生成装置

说明书

技术领域

公司大规模内网，最小生成树算法，迭代式价值分类算法。

背景技术

近年来，随着计算机网络技术的日新月异和蒸蒸日上，网络拓扑也日益复杂化、多样化，这对管罗管理员的技术要求也越来越高，绘制拓扑也越来越难。而对于一个大中型网络来说，网络拓扑的绘制是必须的，试想，如果某天某个网络点出现故障，如何才能迅速定位故障可能区域，如何才能用最少的人力物力以最精准有效的手段排除故障，这都依赖于一个精准的网络拓扑结构图。

目前的市面上的网络拓扑发现机制有以下几种：

1.基于简单网络（SNMP）管理协议的拓扑发现机制。这类机制好处在于，通过读取MIB表可以直接获取某个路由下的所有机器，但是，这类机制需要拥有SNMP管理密码，而且并不是所有路由器都开放了161端口（协议端口），现实中时常遇到不开放161端口（协议端口）的路由器。

2.链路层拓扑发现 (LLTD)，此类机制通过使用 LLTD 协议，在运行Windows的计算机上，利用网络映射来显示一个包含网络上的计算机和设备以及它们的连接方式的图形视图。 但是，这个协议必须先将 LLTD 响应程序安装在运行Windows的计算机上，才能检测到该程序并将其显示在网络映射中。默认的Windows主机并没有安装这个协议。

3.IPID拓扑发现机制。这类发现机制可以根据IP包中的序列号来计算出有多少台计算机。其缺点在于，IPID一共只有65535个，而一个包就占用一个序列，在大型网络中，这样的序列非常容易重复。

4.其他探测方法。例如根据登陆的QQ数量等。

发明内容

“基于迭代式TTL-IPID数据包分类的网络拓扑自动生成装置”是四川大学信息安全研究所结合多年深入分析研究网络自动拓扑发现算法的基础上自主研发完成的一款网络设备自动发现工具，可以向网络管理员提供当前网络拓扑结构。该产品致力于解决计算机网络作为信息社会的基础设施已应用到社会各领域，网络规模不断加大，复杂性不断增加，网络的异构性也越来越高的问题。该产品可以广泛适用于政府、金融、企业、教育、能源、工商等各个行业。通过部署便携式网络拓扑自动探测仪产品，可以帮助客户实现拓扑自动发现，可以帮助网络管理员提高服务质量和效率，为网络性能管理和故障检测提供了基础。

本专利提出了一套高效的基于“发现价值”判断的迭代机制。该机制对继续发现下层拓扑的价值和代价进行评估，从而判断是否有继续迭代的价值，在大型网络拓扑绘制中能发挥良好效果。通过该机制，大型网络拓扑的绘制将会更加侧重于重点区域，从而节约了拓扑发现与绘制的时间和成本。另外，该机制还支持拓扑节点权重判断，并为管理员提供友好的绘制界面。

在本机制中，最核心的迭代规则分为两级：第一级先通过搜集数据包和可访问的SNMP信息对装置所在网络进行初步统计，如能迅速得到拓扑，则不必进行IP-ID的繁琐计算；第二部，通过计算所得到的结果，进行自定义判断是否有将装置接入下一层交换网络的必要，如有必要则接入下一层并继续绘制精细拓扑，如果没有必要则不接入并绘制下一层的简要拓扑，从而达到让取得成果与时间代价比例最大化的目的。同时，在装置中会存储所有拓扑信息，方便用户通过浏览器查看，操作十分便捷。该装置在一般情况下只需要点击“绘制”按钮即可达到将当前已经得到的所有拓扑情况绘制出来的目的，方便快捷。

通过理论分析和实验证明，使用该装置，网络拓扑绘制的精确性、网络拓扑绘制的效率、对所在网络的影响，可用性等方面相较于其他同类产品都有着优异的表现。

附图说明

图1是基本网络拓扑结构；

图2是基于迭代式TTL-IPID数据包分类的网络拓扑自动生成装置的系统架构；

图3是基于迭代式TTL-IPID数据包分类的网络拓扑自动发现的具体流程。

具体实施方式

本发明所要解决的技术问题是提供一种对大型网络拓扑结构（附图1）的发现方法，并配置简易服务器，能在客户端进行形象的绘图描述。以下结合附图说明及具体操作流程对本发明做进一步地详细描述。

一、系统架构

该基于迭代式TTL-IPID数据包分类的网络拓扑自动生成装置的系统架构如附图2所示。系统主要分成拓扑发现模块，拓扑信息显示模块和数据存储模块。以下是对系统中各部分的详细说明。

（1）拓扑发现模块主要功能