基于TR069协议的局域网拓扑结构测绘方法及系统与流程

基于tr069协议的局域网拓扑结构测绘方法及系统
技术领域
1.本发明属于计算机网络技术领域，具体涉及一种基于tr069协议的局域网拓扑结构测绘方法及系统。


背景技术：

2.随着数字化发展的逐渐深入，全球局域网的在运设备逐渐增加，相较于十年前设备增长了10～100倍，即便运维已经在从手工运维向工具运维和平台运维发展，但仍然无法满足当前超大型局域网对运维监测的要求，尤其是对业务规模庞大、应用关系复杂、依赖层次多的大型机房的运维而言，如何监测网络设备成为了制约运维工作的技术瓶颈。现有技术由于无法获取每跳路由之间途经的网络交换机信息，因而在路由跟踪过程中可能会导致路由间的网络延迟被忽略的问题。


技术实现要素：

3.本发明针对现有技术中的不足，提供一种基于tr069协议的局域网拓扑结构测绘方法及系统，能够有效发现路由跟踪过程中的可能导致的隐形网络延迟问题，并能通过测绘网络拓扑图直观地反映组网内路由器之间交换机与网络节点的网络延迟及丢包情况。
4.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种基于tr069协议的局域网拓扑结构测绘方法，包括以下步骤：
6.步骤1：通过traceroute命令获取源主机与目标主机间数据传输路径上的路由器个数及对应的ip地址；
7.步骤2：利用tr069协议获取每个路由器与其下一个网络节点之间的网络延迟和丢包率，并将获取到的数据存储到路由跟踪数据库；
8.步骤3：绘制包括源主机、目的主机、源主机与目的主机间的路由器在内的局域网拓扑结构图，并将路由跟踪数据库中的数据标注于对应的数据传输路径上。
9.进一步地，步骤1中，traceroute命令的执行过程为：
10.首先，由源主机向目标主机发送一份ttl字段为1的ip数据包，在数据传输过程中，处理该ip数据包的第一个路由器将ttl值减1后丢弃，并给源主机发送一个icmp报文，该icmp报文包含了该路由器的ip地址；
11.然后，由源主机向目标主机发送一份ttl字段为2的ip数据包，该ip数据包到达第二个路由器时其ttl值为1，第二个路由器将ttl值减1后丢弃，并给源主机发送包含其ip地址的icmp报文；
12.同理，继续类似过程直至ip数据包到达目的主机。
13.进一步地，在linux系统下，traceroute命令向目的主机发送的是一个udp数据包并设置了一个不可能的udp端口号，该udp数据包到达目的主机时，目的主机会产生一个“端口不可达”错误的icmp报文，源主机通过区分接收到的icmp报文是否为“端口不可达”来判断udp数据包是否已到达目的主机。
14.进一步地，步骤2中，通过acs管理服务器向路由器之间的网络节点发送符合tr069协议的rpc格式的请求报文，请求获取网络节点的丢包率和网络延迟；网络节点接收该请求报文后将自身的丢包率和网络延迟写入符合tr069协议的配置文件中并发送给acs管理服务器；acs管理服务器接收该配置文件后进行解析，并将解析得到的网络节点的丢包率和网络延迟存储到路由跟踪数据库中。
15.一种局域网拓扑结构测绘系统，包括检测模块、测绘模块和输出模块，所述检测模块用于实现权利要求1至4任一项所述方法的步骤1和2，所述测绘模块用于实现权利要求1至4任一项所述方法的步骤3，所述输出模块用于显示或输出测绘结果。
16.本发明的有益效果是：本发明能够有效发现路由跟踪过程中可能导致的隐形网络延迟问题，并通过测绘网络拓扑图能直观地反映出组网内路由器之间网络节点的延迟及丢包情况。
附图说明
17.图1为本发明方法的流程示意图；
18.图2为本发明获取数据传输路径上路由器的方法示意图。
具体实施方式
19.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
20.本发明提出一种基于tr069协议的局域网拓扑结构测绘方法，如图1所示，主要包括以下步骤：
21.(1)通过traceroute命令获取源主机与目标主机间数据传输路径上的路由器个数及对应的ip地址。
22.traceroute命令利用icmp协议定位计算机和目标计算机之间的所有路由器，ttl值可以反映数据包经过的路由器或网关的数量，通过操纵独立icmp呼叫报文的ttl值和观察该报文被抛弃的返回信息，traceroute命令能够遍历到数据包传输路径上的所有路由器。如图2所示，具体过程如下：
23.首先，由源主机向目标主机发送一份ttl字段为1的ip数据包，在数据传输过程中，处理该ip数据包的第一个路由器将ttl值减1后丢弃，并给源主机发送一个icmp报文，该icmp报文包含了该路由器的ip地址；
24.然后，由源主机向目标主机发送一份ttl字段为2的ip数据包，该ip数据包到达第二个路由器时其ttl值为1，第二个路由器将ttl值减1后丢弃，并给源主机发送包含其ip地址的icmp报文；
25.同理，继续类似过程直至ip数据包到达目的主机。在linux系统下，traceroute命令向目的主机发送的是一个udp数据包并设置了一个不可能的udp端口号，该udp数据包到达目的主机时，目的主机会产生一个“端口不可达”错误的icmp报文，源主机通过区分接收到的icmp报文是否为“端口不可达”来判断udp数据包是否已到达目的主机。
26.(2)利用tr069协议获取每个路由器与其下一个网络节点之间的网络延迟和丢包率，并将获取到的数据存储到路由跟踪数据库，具体为：
27.通过acs管理服务器向路由器之间的网络节点发送符合tr069协议的rpc格式的请
求报文，请求获取网络节点的丢包率和网络延迟；
28.网络节点接收该请求报文后将自身的丢包率和网络延迟写入符合tr069协议的配置文件中并发送给acs管理服务器；
29.acs管理服务器接收该配置文件后进行解析，并将解析得到的网络节点的丢包率和网络延迟存储到路由跟踪数据库中。
30.tr069全称为“technical report 069”，是由dsl forum(一个非盈利性的全球行业联盟,致力于发展宽带网络范，其成员包括通讯、设备、计算机、网络和服务提供商等行业的领先厂商，现已更名为“broadband forum”)修订的一份技术规范，该规范是应用层的管理协议，命名为“cpe广域网管理协议(cpe wan management protocol)”。tr069定义了一套全新的网管体系结构，包括管理模型，交互接口及基本的管理参数，能够有效地实施对网络设备的管理。在tr069协议定义的网管模型中管理服务器称为自动配置服务器(acs，auto configuration server)，负责完成对用户终端设备的管理，被管理设备通过dhcp服务器获取acs的url，被管理设备获得网关ip后，就开始根据acs的url建立http会话。建立会话后需要进行初始化，其目的是进行身份验证，acs要确保被管理设备的合法性。初始化完成后，网管服务器就可以向cpe获取各种监控信息。
31.(3)绘制包括源主机、目的主机、源主机与目的主机间的路由器在内的局域网拓扑结构图，并将路由跟踪数据库中的数据标注于对应的数据传输路径上。
32.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。