一种基于主被动协同的自治域级网络拓扑测绘方法

技术领域

本发明属于网络拓扑测绘技术领域，具体涉及一种基于主被动协同的自治域级网络拓扑测绘方法。

背景技术

全球的互联网被分成很多个AS自治域，每个国家的运营商、机构、甚至公司等都可以申请AS号码，AS号码是有限的，最大数目是65536。各自分配的IP地址被标清楚属于哪个AS号码，拓扑结构是引用拓扑学中研究与大小，形状无关的点、线关系的方法。把网络中的计算机和通信设备抽象为一个点，把传输介质抽象为一条线，由点和线组成的几何图形就是计算机网络的拓扑结构。网络的拓扑结构反映出网中各实体的结构关系，是建设计算机网络的第一步，是实现各种网络协议的基础，它对网络的性能，系统的可靠性与通信费用都有重大影响，拓扑在计算机网络中即是指连接各结点的形式与方法；

把网络中的工作站和服务器等网络单元抽象为“点”。网络中的电缆等抽象为“线”。影响网络性能、系统可靠性、通信费用，自治域级网络拓扑测绘方法是一种用于描绘自治域网络结构的方法，现有的自治域拓扑分析方法的结果优劣很大程度上取决于自治域路径信息的完整性，都只是互联网整体拓扑的部分视图，最终生成的网络拓扑并不完整，无法反映真实的互联网拓扑结构。

发明内容

(1)要解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于主被动协同的自治域级网络拓扑测绘方法，旨在解决现有技术有的自治域拓扑分析方法的结果优劣很大程度上取决于自治域路径信息的完整性，都只是互联网整体拓扑的部分视图，最终生成的网络拓扑并不完整，无法反映真实的互联网拓扑结构的问题。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种基于主被动协同的自治域级网络拓扑测绘方法，包括以下步骤，

S1、建立测绘数据系统，并将自治域网络通过BGP协议与自身的AS号互联；

S2、使用BGP协议互联后所有骨干路由设备将会判断到IDC机房IP段的最佳路由，以保证高速访问；

S3、根据测绘数据系统的采集信息，将自治域网络的采集数据进行整合，并将数据储存格式不同的节点进行规划；

S4、将测试得到数据进行统计，按照传输度数进行序列式排布，得到统计数据；

S5、按照统计数据生成拓扑结构，反映出网中各实体的结构关系；

S6、拓扑结构至少生成为总线拓扑、星型拓扑、环形拓扑、树型拓扑、网状拓扑其中的一种。通过对自治域级网络的主动测量，被动检测，确定网络关系，检测效果好，并且对于网络测绘准确度高，通过获取自治域网络内串联的多个路由器，并在其中任意两个路由器之间设定路径测量点，根据路径测量点信息得出两个路由器之间的路径距离。

S2中，根据BGP协议本身，当IDC服务商有多条BGP互联线路时可以实现路由的相互备份，在一条线路出现故障时路由会自动切换到其它线路。

S1中，测绘数据系统包括获取单元、规划单元。

获取单元，获取自治域网络内串联的多个路由器，并在其中任意两个路由器之间设定路径测量点，根据路径测量点信息得出两个路由器之间的路径距离，将路径距离测录在路径节点信息表中，根据路径节点信息生产对应关系节点网。

数据系统的收集内容包括自治域(AS)的边界路由器配置文件、自治域间路由协议的邻居关系和邻居广告等，这些数据将成为测绘过程的基础。

测量方式包括主动测量，被动检测，其中主动测量为主动发送探测数据包或网络流量，并从目标网络中收集返回的响应。这可以通过使用PING、Traceroute或其他网络测量工具来实现。主动测量可以提供关于节点和链路的有用信息；

被动监测是指监控网络中传输的数据流量和消息，以便提取有关网络拓扑的信息。这可以通过监测自治域间路由协议的邻居关系、路由更新消息和链路状态信息等来实现。被动监测使得可以获取更全面的网络拓扑信息。

S3中，在收集到数据后，需要对数据进行分析和处理。具体为包括识别自治域之间的边界路由器、推断链路和节点的拓扑结构，以及检测潜在的错误或问题。

S6中，将拓扑结构形成的数据进行可视化呈现，这可以通过绘制图形、生成网络拓扑图或其他可视化方法来实现。

可视化呈现包括收集已经生成的拓扑结构，将收集的拓扑结构投入到可视化转换单元中，对拓扑结构各个位置进行标注形成平面分布图并进行显示；

规划单元包括将所收集的数据进行统一格式整改，采用标准格式描述，分别描述传递至目标神经网络层的目标数据的初始数据格式，以及目标神经网络层所支持的有效数据格式，其中，标准格式描述包括：数据的维度类型描述、各维度类型所对应的维度值描述，在初始数据格式与有效数据格式不相符时，获取初始数据格式与有效数据格式的差异属性，通过对应于差异属性的格式变换策略，对初始数据格式进行变换；

在差异属性为维度类型排列顺序不一致而相同维度类型所对应的维度值一致时，通过对应于差异属性的格式变换策略，对初始数据格式进行变换包括：按照有效数据格式的维度类型排列顺序，对初始数据格式的维度类型排列顺序进行移动，并将各维度类型对应的维度值进行适应性移动。

(3)有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明网络拓扑生成完整，通过对自治域级网络的主动测量，被动检测，确定网络关系，检测效果好，并且对于网络测绘准确度高，通过获取自治域网络内串联的多个路由器，并在其中任意两个路由器之间设定路径测量点，根据路径测量点信息得出两个路由器之间的路径距离，将路径距离测录在路径节点信息表中，根据路径节点信息生产对应关系节点网，网络获取准确度高，相比现有技术具有更高的准确性，降低路由网络中的拓扑关系复杂对于异常自治域定位效率的影响，达到了提高异常自治域定位的效率的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的拓扑测绘方法示意框图；

图2为获取单元、规划单元示意框图；

图3为测量方式流程示意框图；

图4为数据分析/处理流程示意框图；

图5为拓扑结构可视化方法流程示意框图；

图6为数据系统收集内容示意框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本具体实施方式是一种基于主被动协同的自治域级网络拓扑测绘方法，其结构示意图如图1所示，包括以下步骤，

S1、建立测绘数据系统，并将自治域网络通过BGP协议与自身的AS号互联；

S2、使用BGP协议互联后所有骨干路由设备将会判断到IDC机房IP段的最佳路由，以保证高速访问；

S3、根据测绘数据系统的采集信息，将自治域网络的采集数据进行整合，并将数据储存格式不同的节点进行规划；

S4、将测试得到数据进行统计，按照传输度数进行序列式排布，得到统计数据；

S5、按照统计数据生成拓扑结构，反映出网中各实体的结构关系；

S6、拓扑结构至少生成为总线拓扑、星型拓扑、环形拓扑、树型拓扑、网状拓扑其中的一种。

S2中，根据BGP协议本身，当IDC服务商有多条BGP互联线路时可以实现路由的相互备份，在一条线路出现故障时路由会自动切换到其它线路。

S1中，测绘数据系统包括获取单元、规划单元。

获取单元，获取自治域网络内串联的多个路由器，并在其中任意两个路由器之间设定路径测量点，根据路径测量点信息得出两个路由器之间的路径距离，将路径距离测录在路径节点信息表中，根据路径节点信息生产对应关系节点网。

数据系统的收集内容包括自治域(AS)的边界路由器配置文件、自治域间路由协议的邻居关系和邻居广告等，这些数据将成为测绘过程的基础。

测量方式包括主动测量，被动检测，其中主动测量为主动发送探测数据包或网络流量，并从目标网络中收集返回的响应。这可以通过使用PING、Traceroute或其他网络测量工具来实现。主动测量可以提供关于节点和链路的有用信息；

被动监测是指监控网络中传输的数据流量和消息，以便提取有关网络拓扑的信息。这可以通过监测自治域间路由协议的邻居关系、路由更新消息和链路状态信息等来实现。被动监测使得可以获取更全面的网络拓扑信息。

S3中，在收集到数据后，需要对数据进行分析和处理。具体为包括识别自治域之间的边界路由器、推断链路和节点的拓扑结构，以及检测潜在的错误或问题。

S6中，将拓扑结构形成的数据进行可视化呈现，这可以通过绘制图形、生成网络拓扑图或其他可视化方法来实现。可视化呈现包括收集已经生成的拓扑结构，将收集的拓扑结构投入到可视化转换单元中，对拓扑结构各个位置进行标注形成平面分布图并进行显示。

通过对自治域级网络的主动测量，被动检测，确定网络关系，检测效果好，并且对于网络测绘准确度高，通过获取自治域网络内串联的多个路由器，并在其中任意两个路由器之间设定路径测量点，根据路径测量点信息得出两个路由器之间的路径距离，将路径距离测录在路径节点信息表中，根据路径节点信息生产对应关系节点网，网络获取准确度高，相比现有技术具有更高的准确性，降低路由网络中的拓扑关系复杂对于异常自治域定位效率的影响，达到了提高异常自治域定位的效率的技术效果。

规划单元包括将所收集的数据进行统一格式整改，采用标准格式描述，分别描述传递至目标神经网络层的目标数据的初始数据格式，以及目标神经网络层所支持的有效数据格式，其中，标准格式描述包括：数据的维度类型描述、各维度类型所对应的维度值描述，在初始数据格式与有效数据格式不相符时，获取初始数据格式与有效数据格式的差异属性，通过对应于差异属性的格式变换策略，对初始数据格式进行变换；在差异属性为维度类型排列顺序不一致而相同维度类型所对应的维度值一致时，通过对应于差异属性的格式变换策略，对初始数据格式进行变换包括：按照有效数据格式的维度类型排列顺序，对初始数据格式的维度类型排列顺序进行移动，并将各维度类型对应的维度值进行适应性移动。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。