專利名稱：寬帶數字用戶接入集中器級聯(lián)組網的自動拓撲發(fā)現的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種寬帶數字用戶接入集中器級聯(lián)組網的自動拓撲發(fā)現的方法，尤其涉及一種基于自定義的二層網管協(xié)議的自動拓撲發(fā)現的方法。
背景技術：
寬帶數字用戶接入集中器(Wide Band Digital Subscriber Line AccessMultipler，簡稱DSLAM)是目前激烈競爭的數據業(yè)務市場上迅速發(fā)展起來的一種新型的利用已鋪設的大量市話雙絞銅線寬帶用戶接入技術。
隨著網絡技術的迅速發(fā)展和網絡規(guī)模的不斷擴大，網絡結構越來越復雜，網絡功能越來越強大，因此網絡管理就成了網絡系統(tǒng)正常運行的關鍵，而網絡拓撲發(fā)現恰是網絡管理的基礎。網絡拓撲發(fā)現是利用網管協(xié)議或網絡提供的可用工具開發(fā)出的拓撲算法或拓撲工具，用這些算法可發(fā)現網絡中所有節(jié)點及其連接關系，從而得到完整的拓撲圖。
傳統(tǒng)的基于異步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode，簡稱ATM)內核的DSLAM級聯(lián)組網時，每個DSLAM帶內帶外需配置不同互聯(lián)網協(xié)議(Internet Protocol，簡稱IP)地址，DSLAM之間互連針對葉節(jié)點需要建立多條級聯(lián)網管虛通道(Virtual Circuit，簡稱VC)連接，管網配置比較復雜，占用ATM交換資源較多。
在實際中，準確高效地完成網絡拓撲發(fā)現并非易事。目前DSLAM級聯(lián)組網大多是基于簡單網絡管理協(xié)議(Simple Network Management Protocol，簡稱SNMP)實現的。拓撲發(fā)現效率成了首要問題，主要原因在于子網內站點的識別，通常使用網際控制報文協(xié)議(Internet Control Message Protocol，簡稱ICMP)回應請求包(PacketInterNet Groper，簡稱PING)搜索，按子網地址依次加1，網管站向子網內各設備發(fā)送ICMP PING，當相應設備發(fā)回應答時，可確定設備存在且處于激活狀態(tài)；若無回應，為避免其它原因造成回應請求及PING丟失，還要重發(fā)第二次、第三次，才能確定有無該設備。一個C類子網可設置256臺設備，此項搜索工作量非常大，占用較多網管計算機處理能力和網絡帶寬。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是針對上述現有DSLAM級聯(lián)組網時網絡拓撲發(fā)現中存在的配置復雜，占用較多網管計算機處理能力和網絡帶寬，拓撲發(fā)現效率低等問題，提供一種新的DSLAM級聯(lián)組網的自動拓撲發(fā)現的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現的DSLAM級聯(lián)組網圖如圖1所示。
多個DSLAM級聯(lián)組網時，使用傳統(tǒng)方法每個DSLAM需要帶內帶外配置不同IP地址，DSLAM互連針對葉節(jié)點需要建立多條網管VC連接，配置煩瑣。為了更容易實現多個DSLAM的組網互連，使任意節(jié)點的帶內帶外網管計算機能管理全網DSLAM節(jié)點，本發(fā)明通過修改DSLAM設備核心交換卡中的網絡協(xié)議棧，可以實現級聯(lián)組網時每個節(jié)點使用唯一IP地址，每個級聯(lián)方向只需建立一條級聯(lián)VC連接，級聯(lián)帶內帶外網管互通使用二層數據鏈路層的轉發(fā)，網管可以實現二層任意方向互通，效率更高。
本發(fā)明采用的基于以太網技術、工作于數據鏈路層自定義拓撲發(fā)現協(xié)議，從級聯(lián)組網中的任意DSLAM核心交換卡上發(fā)出拓撲發(fā)現廣播包，廣播到網絡中的所有節(jié)點，收到拓撲發(fā)現詢問廣播包的其它DSLAM節(jié)點回復拓撲發(fā)現回答包；源廣播節(jié)點通過本發(fā)明設計的自動拓撲算法得到全網拓撲結構，與采用PING包搜索，等待ICMP回應的拓撲算法相比，本發(fā)明設計的自動拓撲算法及自定義拓撲發(fā)現幀結構具有實現方式簡單，開通配置特別容易，系統(tǒng)占用開銷小等特點。
具體地說本發(fā)明通過修改DSLAM核心交換卡中的網絡協(xié)議棧，由虛擬驅動程序(VirtualDiver，簡稱VDR)向傳輸控制協(xié)議/網際協(xié)議(Transfer Control Protocol/InternetProtocol，簡稱TCP/IP)層注冊，整個節(jié)點僅使用唯一IP地址，在VDR層下增加了802.11橋，增強驅動程序(Enhance Driver，簡稱END)，多個帶內VC都與802.11橋相連。這樣，每個級聯(lián)方向只需建立一條級聯(lián)VC連接，帶內帶外網口可以實現基于二層的任意方向互通的優(yōu)點。
本發(fā)明設計了基于以太網技術、工作于數據鏈路層的自定義全網自動拓撲發(fā)現協(xié)議及自動拓撲發(fā)現算法。網絡計算機每隔一段時間，通過DSLAM核心交換卡中的代理發(fā)出自動拓撲詢問幀，其它節(jié)點DSLAM核心交換卡中的代理接收到自動拓撲詢問幀后，回答自動拓撲回答幀。源發(fā)起自動拓撲詢問幀的節(jié)點收到回答幀以后，采用自動拓撲發(fā)現算法對回答幀進行分析，從而獲知全網結構。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點和積極效果采用如上所述設計方法，多個DSLAM設備級聯(lián)組網時，任意節(jié)點的帶內帶外網管計算機能方便管理全網DSLAM節(jié)點，每個節(jié)點只需配置唯一IP地址，每個級聯(lián)方向只需建立一條級聯(lián)VC連接，可以實現二層任意方向互通；自動拓撲發(fā)現協(xié)議實現簡單，占用網管計算機資源和系統(tǒng)帶寬小等特點。


圖1-DSLAM級聯(lián)組網圖；圖2-傳統(tǒng)的DSLAM核心交換卡中的網絡協(xié)議棧圖；圖3-修改后的DSLAM核心交換卡中的網絡協(xié)議棧圖；圖4-自動拓撲詢問幀圖；圖5-自動拓撲回答幀圖。
其中XY-修改后的DSLAM核心交換卡中的網絡協(xié)議棧，簡稱協(xié)議棧。
XW-自動拓撲詢問幀，簡稱詢問幀。
HD-自動拓撲回答幀，簡稱回答幀。
1-帶內網管計算機。
2-帶外網管計算機。
3-DSLAM節(jié)點，包括A-A節(jié)點，MAC地址為M_A；B-B節(jié)點，MAC地址為M_B；C-C節(jié)點，MAC地址為M_C；D-D節(jié)點，MAC地址為M_D；E-E節(jié)點，MAC地址為M_E；F-F節(jié)點，MAC地址為M_F；G-G節(jié)點，MAC地址為M_G。
4-ATM或IP骨干網。
5-TCP/IP協(xié)議棧中的TCP/IP網絡層。
6-帶外網口驅動程序(END)。
7-帶外網口。
8-帶內網管通道虛擬驅動程序(VDR)。
9-帶內網管虛通道(VC)。
10-802.11橋，即802.11的軟件實現的橋協(xié)議。
11-目的MAC地址[MAC(Media Access Control)-媒體入口控制]。
12-源MAC地址。
13-協(xié)議類型，自定義拓撲發(fā)現協(xié)議類型字段。
14-填充字段，當幀長小于64字節(jié)時填到64字節(jié)最小以太網包長。
15-自身MAC地址，回答自動拓撲詢問幀的葉節(jié)點DSLAM的MAC地址。
16-橋表字段，橋學習到的源MAC地址。
17-端口，橋學習到的對就源MAC地址所在端口。
具體實施例方式
1、底層網絡協(xié)議棧的實現傳統(tǒng)的DSLAM核心交換卡中的網絡協(xié)議棧如圖2所示，END6和多個VDR8向TCP/IP網絡層5注冊時，需要配置多個不同的IP地址；帶內和帶外網口需要通過TCP/IP網絡層5才能互通，占用系統(tǒng)開銷大；多級DSLAM互通時，葉節(jié)點需要分別建立多條互連的VC9，配置復雜。
通過修改的DSLAM核心交換卡中的網絡協(xié)議棧如圖3所示，由一個VDR8向TCP/IP網絡層5注冊，這樣只需向TCP/IP層注冊一次，從而整個節(jié)點僅使用唯一IP地址。在VDR8層下增加802.11橋10，原來的END6、多個帶內VC8都與802.11橋10相連，這樣，每個級聯(lián)方向只需建立一條級聯(lián)VC連接，帶內帶外網口可以實現基于二層的任意方向互通的優(yōu)點。
2、基于以太網技術、工作于數據鏈路層的自定義全網自動拓撲發(fā)現協(xié)議的實現1)網絡計算機每隔一段時間，通過DSLAM核心交換卡中的代理發(fā)出自動拓撲詢問幀XW，格式如圖4所示。目的MAC地址11使用廣播地址Oxffffff，源MAC地址12使用發(fā)出自動拓撲詢問幀XW的DSLAM節(jié)點MAC地址，協(xié)議類型13為標識自動拓撲詢問幀XW類型使用，填充字段14補足幀長到以太網最小幀長。
2)其它節(jié)點DSLAM核心交換卡中的代理接收到自動拓撲詢問幀后XW，回答自動拓撲回答幀HD。自動拓撲回答幀HD格式如圖5所示。自動拓撲發(fā)回答幀HD的目的MAC字段11為收到的詢問幀XW的源MAC地址12；源MAC地址12字段為本節(jié)點的MAC地址；橋表字段16中填上橋所學習到的源MAC地址12(自動拓撲詢問幀所來端口學習的MAC地址除外)；端口17字段中為對應橋學習的源MAC地址12所在端口。
3、自動拓撲發(fā)現算法的實現源發(fā)起自動拓撲詢問幀XW的節(jié)點收到回答幀HD以后，采用自動拓撲發(fā)現算法對回答幀HD進行分析，從而獲知全網結構。
具體算法如下①A節(jié)點A發(fā)起拓撲詢問，B節(jié)點B、C節(jié)點C、D節(jié)點D、E節(jié)點E、F節(jié)點F和G節(jié)點G收到自動拓撲發(fā)現詢問幀XW以后使用回答幀HD回答除各自上聯(lián)端口(即發(fā)起拓撲詢問端口)端口MAC地址表；②A節(jié)點A收到各節(jié)點的回答幀HD后，首先選出MAC地址表只有自身MAC地址的節(jié)點，即可得知整個網絡中各個方向的最末葉節(jié)點；然后選出MAC地址表中只有一項的節(jié)點，即為第二層節(jié)點，MAC地址表中的那一項即它所帶葉節(jié)點的MAC地址和端口；再選出MAC地址表中有二項的節(jié)點，如兩項MAC地址都為最末葉節(jié)點地址，則此節(jié)點為帶兩個葉節(jié)點的第二層節(jié)點，如兩項中有一項為第二層節(jié)點地址，則此節(jié)點為第三層葉節(jié)點，MAC地址表中的第二層節(jié)點為它的節(jié)點；如此類推，直到最終A節(jié)點A所連接的DSLAM確定，則全網拓撲結構全部確定。
③每過一段時間A節(jié)點A重新發(fā)起詢問，算出全網拓撲結構，可以即時排除已經斷開連接的DSLAM節(jié)點。
權利要求
1.一種寬帶數字用戶接入集中器級聯(lián)組網的自動拓撲發(fā)現的方法，其特征在于有下列步驟1)底層網絡協(xié)議棧的實現基于協(xié)議棧(XY)，由一個VDR(8)向TCP/IP網絡層(5)注冊，在VDR(8)層下增加802.11橋(10)，使END(6)和多個帶內VC(8)都與802.11橋(10)相連；2)自動拓撲發(fā)現協(xié)議的實現①網絡計算機每隔一段時間，通過DSLAM核心交換卡中的代理發(fā)出自動拓撲詢問幀(XW)，目的MAC地址11使用廣播地址Oxffffff，源MAC地址12使用發(fā)出自動拓撲詢問幀(XW)的DSLAM節(jié)點MAC地址，協(xié)議類型(13)為標識自動拓撲詢問幀(XW)類型使用，填充字段(14)補足幀長到以太網最小幀長；②其它節(jié)點DSLAM核心交換卡中的代理接收到自動拓撲詢問幀(XW)后，回答自動拓撲回答幀(HD)，自動拓撲發(fā)回答幀(HD)的目的MAC字段(11)為收到的詢問幀(XW)的源MAC地址(12)；源MAC地址(12)字段為本節(jié)點的MAC地址；橋表字段(16)中填上橋所學習到的源MAC地址(12)，自動拓撲詢問幀所來端口學習的MAC地址除外；端口(17)字段中為對應橋學習的源MAC地址(12)所在端口；3)自動拓撲發(fā)現算法的實現源發(fā)起自動拓撲詢問幀(XW)的節(jié)點收到回答幀(HD)以后，采用自動拓撲發(fā)現算法對回答幀(HD)進行分析，從而獲知全網結構；具體算法如下①A節(jié)點(A)發(fā)起拓撲詢問，B節(jié)點(B)、C節(jié)點(C)、D節(jié)點(D)、E節(jié)點(E)、F節(jié)點(F)和G節(jié)點(G)收到自動拓撲發(fā)現詢問幀(XW)以后使用回答幀(HD)回答除各自上聯(lián)節(jié)點端口MAC地址表；②A節(jié)點(A)收到各節(jié)點的回答幀(HD)后，首先選出MAC地址表只有自身MAC地址的的節(jié)點，即可得知整個網絡中各個方向的最末葉節(jié)點；然后選出MAC地址表中只有一項的節(jié)點，即為第二層節(jié)點，MAC地址表中的那一項即它所帶葉節(jié)點的MAC地址和端口；再選出MAC地址表中有二項的節(jié)點，如兩項MAC地址都為最末葉節(jié)點地址，則此節(jié)點為帶兩個葉節(jié)點的第二層節(jié)點，如兩項中有一項為第二層節(jié)點地址，則此節(jié)點為第三層葉節(jié)點，MAC地址表中的第二層節(jié)點為它的節(jié)點；如此類推，直到最終A節(jié)點(A)所連接的DSLAM確定，則全網拓撲結構全部確定；③每過一段時間A節(jié)點(A)重新發(fā)起詢問，算出全網拓撲結構，可以即時排除已經斷開連接的DSLAM節(jié)點。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種寬帶數字用戶接入集中器級聯(lián)組網的自動拓撲發(fā)現的方法；尤其涉及一種基于自定義的二層網管協(xié)議的自動拓撲發(fā)現的方法。本發(fā)明通過修改DSLAM核心交換卡中的網絡協(xié)議棧，使每個級聯(lián)方向只需建立一條級聯(lián)VC連接，帶內帶外網口可以實現基于二層的任意方向互通的優(yōu)點。本發(fā)明設計了自動拓撲發(fā)現協(xié)議和自動拓撲發(fā)現算法，使源發(fā)起自動拓撲詢問幀的節(jié)點收到回答幀以后，采用自動拓撲發(fā)現算法對回答幀進行分析，從而獲知全網結構。本發(fā)明在多個DSLAM設備級聯(lián)組網時，可以實現二層任意方向互通；自動拓撲發(fā)現協(xié)議實現簡單，占用網管計算機資源和系統(tǒng)帶寬小等特點。
文檔編號H04L12/28GK1514592SQ03125298
公開日2004年7月21日 申請日期2003年8月20日 優(yōu)先權日2003年8月20日
發(fā)明者向東, 羅文毅, 向 東 申請人:烽火通信科技股份有限公司