СПОСОБ СБОРА ИНФОРМАЦИИ О ТОПОЛОГИИ СЕТИ Российский патент 2006 года по МПК H04L12/00 

ОПИСАНИЕ

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к сетевому управлению, в частности к способу сбора информации о топологии сети.

Уровень техники

Сбор информации о топологии является основой управления сетевыми магистралями, и он требует, чтобы устройства в пределах зоны сбора информации о топологии сохраняли информацию смежных с ними устройств. Процесс сбора информации о топологии состоит в следующем: сбор информации, относящейся к смежным устройствам всех устройств, поддерживающих сбор информации о топологии, в зоне сбора информации о топологии направляется к устройству, инициирующему сбор информации о топологии.

Способы уровня техники могут классифицироваться на способы сбора информации о топологии двух уровней (L2) и способы сбора информации о топологии трех уровней (L3). Согласно сбору информации о топологии L2 все сообщения сбора информации о топологии передаются по протоколу L2, однако сам по себе протокол L2 не обеспечивает функцию маршрутизации сети; в результате все существующие способы выполняют сбор информации о топологии на основе древовидной сети, то есть посредством отправления отчетов о топологии в корневой узел (в направлении обратной линии связи), они суммируют информацию о топологии всей сети в корневом узле. Такие способы сбора информации о топологии не применимы к другим видам топологии, например решетчатой топологии, отличающейся от древовидной структуры.

Сбор информации о топологии третьего уровня в основном относится к сбору информации о топологии на основе IP протокола (протокола Интернет). Все сообщения отчета о топологии отправляются в устройство, которое инициирует сбор информации о топологии посредством стандартного протокола маршрутизации на сетевом уровне и формирует топологию всей сети. Однако такие способы сбора информации о топологии приводят к сложным алгоритмам маршрутизации в каждом узле во всей зоне охвата топологии, которые невозможны для продуктов низшего класса без возможности маршрутизатора.

Кроме того, существующая технология сбора информации о топологии не может гарантировать полноту собранной информации о топологии и поэтому обычно компенсируется периодическим обновлением топологии так, чтобы сбор информации о топологии не влиял на сеть в течение долгого времени, даже если он неудачный. Однако для управления устройствами сети непосредственное следствие неполного сбора информации о топологии состоит в следующем: диспетчер сети не способен детектировать несколько сетевых устройств, приводя к ошибкам управления.

Кроме того, для решения циклической проблемы в сборе информации о топологии существующая топология применяет «остовный» древовидный алгоритм в древовидной структуре; однако, поскольку «остовный» древовидный алгоритм должен выполняться на каждом сетевом устройстве в зоне охвата топологии, процесс сбора информации о топологии становится более сложным.

Сущность изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить простой способ сбора полной информации о топологии сети.

Для решения упомянутой задачи способ сбора информации о топологии сети согласно настоящему изобретению содержит следующие этапы: устройство сбора информации о топологии посылает сообщение запроса сбора информации о топологии, содержащее поле, ограничивающее число операций пересылки сообщений из локального узла в смежные узлы согласно информации смежных узлов, и затем повторяет следующие этапы:

узел, который принимает упомянутое сообщение запроса, возвращает сообщение ответа, содержащее информацию локального узла и информацию подключений к его смежным узлам, в упомянутое устройство сбора информации о топологии;

определяет, достигло ли число операций пересылки сообщений некоторого порогового значения, если да, то оканчивает процесс, в противном случае переходит к следующему этапу:

узел, который принимает упомянутое сообщение запроса, пересылает упомянутое сообщение запроса во все смежные с ним узлы.

При использовании вышеописанного способа в данной зоне сбора информации о топологии каждое устройство в сети может принимать сообщения запроса сбора информации о топологии и отвечать устройству сбора о топологии; сообщение запроса содержит информацию данного устройства и информацию подключений к смежным устройствам. Поэтому устройство сбора информации о топологии может получать информацию всех устройств и информацию о взаимосвязи между ними для достижения сбора информации о топологии сети, так что администратор сети может строить диаграмму (схему) топологии сети, которая будет служить основой управления магистралью.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 изображает общую последовательность операций способа согласно настоящему изобретению,

фиг.2 показывает применение настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов воплощения

Способ согласно изобретению поясняется описанием конкретных вариантов его воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи.

Как показано на фиг.1, устройство сбора информации о топологии посылает сообщение запроса сбора информации о топологии, содержащее поле, ограничивающее число операций пересылки сообщений из локального узла в смежные узлы согласно информации смежных узлов, и затем повторяет следующие этапы.

Узел, который принимает упомянутое сообщение запроса, пересылает сообщение ответа, содержащее информацию локального узла и информацию подключений к его смежным узлам, в упомянутое устройство сбора информации о топологии;

определяет, достигло ли число операций пересылки сообщений некоторого порогового значения, если да, то оканчивает процесс, в противном случае переходит к следующему этапу.

Узел, который принимает упомянутое сообщение запроса, пересылает упомянутое сообщение запроса во все смежные с ним узлы. Поле, ограничивающее число операций пересылки сообщений, строится так, чтобы управлять зоной сбора информации о топологии, и оно может быть целым числом; после того как установлено исходное значение, когда пересылается сообщение запроса, каждое устройство уменьшает значение поля на 1; когда значение достигает 0, сообщение запроса больше не пересылается.

Упомянутое сообщение запроса содержит поле исходного маршрута, которое используется для записи последовательности отправления сообщений; упомянутое сообщение ответа содержит поле маршрута ответа, которое используется для выбора последовательности отправления сообщений; всякий раз, когда посылается сообщение запроса, идентификатор устройства настоящего узла записывается в поле исходного маршрута; значение упомянутого поля маршрута ответа получается из упомянутого поля исходного маршрута посредством обратной операции. Под маршрутом подразумевается ряд идентификаторов всех устройств в последовательности. Перед пересылкой сообщения запроса в свои смежные устройства устройство добавляет свой собственный идентификатор устройства в конец поля исходного маршрута сообщения запроса; когда устройство отвечает на принятое сообщение запроса, оно меняет на обратную последовательность содержимого поля исходного маршрута сообщения запроса в качестве маршрута сообщения ответа. В варианте воплощения, показанном на фиг.2, когда устройство А посылает сообщение 1 запроса топологии в устройство B, поле исходного маршрута сообщения содержит только один идентификатор устройства, то есть А. Перед пересылкой сообщения запроса в свои смежные устройства устройство B добавляет свой собственный идентификатор устройства в конец поля исходного маршрута сообщения запроса; поэтому поле исходного маршрута сообщения 2 или 3 запроса есть А и B; когда устройство отвечает на принятое сообщение запроса, оно инвертирует последовательность содержимого поля исходного маршрута сообщения запроса в виде поля маршрута ответа, то есть поле маршрута ответа сообщения 4 или 5 ответа устройства D или E есть B и A.

Для дальнейшего предотвращения зацикленной пересылки сообщений, когда устройство принимает сообщение запроса сбора информации о топологии, если его поле исходного маршрута уже содержит идентификатор устройства данного устройства, то сообщение запроса будет отвергнуто. Если адрес места назначения сообщения запроса, то есть последний адрес в поле исходного маршрута, не является адресом данного устройства, то устройство будет пересылать сообщения запроса в свои смежные устройства согласно указанию маршрута.

Во время рассылки сообщений запроса о топологии в сети устройство может принимать сообщения запроса, пересланные из множественных смежных устройств. Предотвратить отправление сообщений ответа устройством повторно, упомянутое сообщение запроса содержит поле идентификатора сбора информации о топологии, значение которого генерируется устройством сбора информации о топологии, когда оно инициирует запрос сбора информации о топологии; всякий раз, когда заканчивается процесс сбора, значение упомянутого поля увеличивается на единицу и затем служит как идентификатор сбора информации о топологии для следующего процесса сбора; упомянутое сообщение ответа содержит поле идентификатора сбора информации о топологии, значение которого выбирается из поля идентификатора сбора информации о топологии соответствующего сообщения запроса; всякий раз, когда сообщение запроса принимается, устройство сравнивает идентификатор сбора информации о топологии с тем, который находится в предыдущем сообщении запроса; если они идентичны, то устройство отвергает сообщение запроса; в противном случае обрабатывает сообщение запроса.

Во время рассылки сообщений запроса топологии в сети большое число сетевых устройств может принимать сообщения запроса топологии и отправлять сообщения запроса одновременно, что может приводить к перегрузке сети и занятому устройству сбора информации о топологии. Во избежание упомянутых проблем каждое устройство может ожидать некоторый период времени перед отправлением сообщения запроса топологии. В варианте воплощения предполагается, что временной интервал от отправления сообщения запроса до пересылки сообщений запроса составляет T1; сообщение запроса пересылается от порта к порту в последовательности, идентичной посланию сообщения ответа в смежные узлы. Например, предположим, что T1=(x+Δ) мс, здесь x - заданное значение, Δ^{- случайное число, упомянутое сообщение запроса сбора информации о топологии содержит максимальное значение Δ и временной интервал между операциями пересылки сообщений запроса от порта к порту. В варианте воплощения x может быть установлено равным 200 мс, а упомянутый временной интервал может быть установлен равным 20 мс.}

Для того чтобы дополнительно гарантировать завершенность сбора информации о топологии, всякий раз, когда устройство сбора информации о топологии принимает сообщение ответа, оно записывает узел, который возвращает сообщение, помечает узел как пройденный узел и помечает узлы, которые являются смежными упомянутому узлу и не ответили, как ожидаемые узлы; затем устройство сбора информации о топологии будет ждать в течение некоторого периода времени и затем выполнять заданную операцию сбора информации о топологии для ожидаемых узлов. Если устройство сбора информации о топологии не обнаруживает сообщение ответа от некоторого устройства, то оно будет собирать информацию о топологии упомянутого устройства посредством заданной операции сбора информации о топологии. В этом случае, так как устройство сбора информации о топологии уже знает маршрут к упомянутому устройству согласно полученному отношению взаимосвязи между устройствами, оно может выполнять адресацию исходного маршрута вместо вышеупомянутого радиовещания по уровням, так чтобы снизить загруженность сети и увеличить эффективность сбора информации.

Изобретение относится к сетевому управлению и может использоваться для сбора информации о топологии сети. Технический результат состоит в упрощении способа и снижении ошибок управления. Для этого посылают сообщение запроса сбора информации о топологии, содержащее поле, ограничивающее число операций пересылки сообщений из локального узла в смежные узлы, и повторяют следующие этапы: узел, который принимает сообщение запроса, возвращает сообщение ответа в устройство сбора информации о топологии и определяет, достигло ли число операций пересылки сообщений некоторого порогового значения, если да, то заканчивает процесс, в противном случае оно пересылает сообщение запроса во все смежные с ним узлы. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ сбора информации о топологии сети, в котором устройство сбора информации о топологии посылает сообщение запроса сбора информации о топологии из локального узла в смежные узлы согласно информации смежных узлов, упомянутое сообщение запроса содержит поле, ограничивающее число операций пересылки сообщений, и затем повторяет следующие этапы: узел, который принимает упомянутое сообщение запроса, возвращает сообщение ответа, содержащее информацию локального узла и информацию подключений к его смежным узлам, в упомянутое устройство сбора информации о топологии; определяет, достигло ли число операций пересылки сообщений некоторого порогового значения, если да, то заканчивает процесс, в противном случае переходит к следующему этапу: узел, который принимает упомянутое сообщение запроса, пересылает упомянутое сообщение запроса во все смежные с ним узлы.2. Способ сбора информации о топологии сети по п.1, в котором упомянутое сообщение запроса содержит поле исходного маршрута, которое используется для записи последовательности отправления сообщений; упомянутое сообщение ответа содержит поле маршрута ответа, которое используется для выбора последовательности отправления сообщений; всякий раз, когда посылается сообщение запроса, идентификатор устройства настоящего узла записывается в поле исходного маршрута; значение упомянутого поля маршрута ответа получается из упомянутого поля исходного маршрута посредством обратной операции.3. Способ сбора информации о топологии сети по п.2, в котором, когда устройство принимает сообщение запроса сбора информации о топологии, если поле исходного маршрута уже содержит идентификатор устройства данного устройства, то оно будет отвергать упомянутое сообщение запроса.4. Способ сбора информации о топологии сети по п.1 или 2, в котором упомянутое сообщение запроса содержит поле идентификатора сбора информации о топологии, значение которого генерируется устройством сбора информации о топологии, когда оно инициирует запрос сбора информации о топологии, причем всякий раз, когда заканчивается процесс сбора, значение упомянутого поля увеличивается на единицу и затем служит в качестве идентификатора сбора информации о топологии для следующего процесса сбора; упомянутое сообщение ответа содержит поле идентификатора сбора информации о топологии, значение которого получают из поля идентификатора сбора информации о топологии соответствующего сообщения запроса всякий раз, когда сообщение запроса принимается, устройство сравнивает идентификатор сбора информации о топологии с тем, который находится в предыдущем сообщении запроса; если они идентичны, то устройство отвергает сообщение запроса; в противном случае обрабатывает сообщение запроса.5. Способ сбора информации о топологии сети по п.2 или 3, в котором предполагается, что временной интервал от отправления сообщения запроса до пересылки сообщений запроса составляет Т1; сообщение запроса пересылается от порта к порту в последовательности, идентичной посылке сообщения ответа в смежные узлы.6. Способ сбора информации о топологии сети по п.5, в котором время T1=(x+Δ) мс, где х - заданное значение, Δ - случайное число; упомянутое сообщение запроса сбора информации о топологии содержит максимальное значение Δ и временной интервал между операциями пересылки сообщений запроса от порта к порту.7. Способ сбора информации о топологии сети по п.1, в котором всякий раз, когда устройство сбора информации о топологии принимает сообщение ответа, оно записывает узел, который возвращает сообщение, помечает упомянутый узел как пройденный узел и помечает узлы, которые являются смежными с упомянутым узлом и не ответили как ожидаемые узлы; затем устройство сбора информации о топологии ожидает в течение некоторого периода времени, а затем выполняет заданную операцию сбора информации о топологии для ожидаемых узлов.