专利名称：：Epa网络的网络拓扑发现方法
技术领域：
：本发明涉及网络通信
技术领域：
，具体涉及一种EPA网络中的网络拓朴发现方法。
背景技术：
：国家标准GB/T20171-2006《用于工业测量与控制系统的EPA(Ethernetforplantautomation工业以太网)系统结构和通^f言标准》(以下简称EPA标准)于2005年5月被国际电工委员会(正C)正式发布为公共可用规范(PublicAvailableSpecification)IEC/PAS62409,成为我国第一个拥有自主知识产权并被IEC认可的工业自动化领域国际标准。2007年10月又列入实时以太网应用4亍*见集IEC61784-2(CommomProfileFamily14，CPF14)和现场总线国际标准IEC61158第四修订版的正C61158-314/414/514/614。网络拓朴是指网络上实体元素间的相互连接关系。网络拓朴从不同的抽象层次上可分为三层网络拓朴与二层网络拓朴。三层网络拓朴指的是网络层(对应于OSI模型的第三层)设备及其之间的连接关系，即路由器到路由器、路由器接口到子网的连接关系。二层网络拓朴指的是一个通信网内部实体的实际物理连接(对应于OSI模型的第二层设备的连接)，即在原有网络，是指交换机到交换机、交换机到路由器、交换机到设备之间的连接关系，其中，发现交换机到交换机之间的连接关系是物理网络拓朴发现的关键。网络拓朴发现主要是通过获取和维护网络节点存在性的信息和它们之间的连接关系信息，并在此基础上绘制出整个网络的拓朴结构图。网络管理人员通过拓朴结构信息能对网络故障进行定位和诊断，发现网络瓶颈，从而优化整个网络性能和提高网络的可靠性。网络拓朴发现是网络管理系统的基础。网络拓朴发现能够分层显示运营网络的拓朴结构，并提供拓朴节点的级联菜单，为网络性能管理、故障管理和配置管理等提供支持。很多重要的网络管理任务，如网络资源管理、服务器部署、事件关联以及故障分析等都是以网络的拓朴结构为前提的。网络拓朴发现能够全面、动态地反映网络的运行状况，为用户监视整个网络提供强有力的手段。其次，网络拓朴发现对于网络流量测量有着重要作用，其本身就是网络测量的一个重要组成部分。网络拓朴发现对于测量方案的设计，测量站点的布置也起到重要的作用，它可以帮助分析测量方案是否合理，确定测量站点的数目及其具体位置。通过网络拓朴发现，有效的监控网络设备端口的状态，防止非法外部设备接入网络，保障网络的安全。在工程应用中，EPA网络的网络拓朴结构与i殳备时常变化，人工往往难以维护网络拓朴，当EPA网络中设备大量增加后，网络结构也异常复杂，尤其对于上千台设备的大型EPA网络来说情况更为复杂，而目前还没有针对EPA网络的网络拓朴发现方法。
发明内容有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提供一种针对EPA网络的网络拓朴发现方法，为EPA网络的实时监测和控制提供有效的支持。本发明的目的是这样实现的，EPA网络的网络拓朴发现方法，所述EPA网络包括EPA网桥、EPA网桥、EPA交换机、EPA终端设备和EPA网络监控服务器，所述EPA网桥和EPA交换机内设有网络拓朴信息存储模块，所述EPA网桥网络拓朴信息存储模块内存储有网桥头部对象信息、网桥端口对象信息和网桥端口邻接设备对象信息，EPA交换机网络拓朴信息存储模块内存储有交换机头部对象信息、交换机端口对象信息和交换机端口邻接设备对象信息；所述EPA网络的网络拓朴发现方法包括以下步骤1)EPA网络监控服务器通过EPA协议，读取EPA网桥网络拓朴信息存储模块中的网桥头部信息、网桥端口对象信息和网桥端口邻接设备对象信息，构造EPA网桥的连接关系；2)EPA网络监控服务器通过EPA协议，读取EPA交换机网络拓朴信息存储模块中的交换机头部对象信息、交换机端口对象信息和交换机端口邻接设备对象信息，构造EPA交换机的连接关系；3)EPA网络监控服务器通过EPA网桥和EPA交换机网络拓朴信息存储模块中的网桥和交换机端口邻接设备对象信息，构造EPA网桥和EPA交换机与EPA终端设备的连4妄关系；4)EPA网络监控服务器根据步骤1)-3)所得的连接关系，绘制网络拓朴结构图。进一步，步骤4)之后还有如下步骤5)EPA网络监控服务器获取网络拓朴更新信息，更新网络拓朴结构图；进一步，所述步骤5)具体包括如下步骤501)EPA设备发送EPA设备声明报文；502)EPA网桥收到所述EPA设备声明报文后，对所述EPA设备声明报文进行解析，判断所述EPA设备声明报文的跳数，若该EPA设备声明报文的跳数为0，则执行步骤503);否则转到执行步骤505);503)所述EPA网桥查询网络拓朴信息存储模块，若所述EPA设备的设备对象信息在网络拓朴信息存储模块中存在，则执行步骤504);否则将所述EPA设备的设备对象信息添加进网络拓朴信息存储模块，设置该设备状态为活动，并向EPA网络监控服务器发送时间通知服务报文，并转到执行步骤505);504)设置该设备状态为活动，并转到执行步骤505);505)所述EPA网桥将所述EPA设备声明报文中的跳数加1,并转发该EPA设备声明报文；进一步，步骤505)后还包括如下步骤506)EPA网络监控服务器接收到EPA设备声明报文后，根据报文类型判断设备类型，并通过跳数字段判断该设备在网络拓朴中的位置，以此更新网络拓朴结构图。进一步，步骤505)后还包括如下步骤506)EPA网络监控服务器接收到EPA网桥发送的通知服务报文后，通过EPA协议，读取该EPA网桥网络管理信息库中更新的拓朴信息以此更新网络拓朴结构图。进一步，所述步骤5)还包括如下步骤511)EPA网桥定时查询网桥端口邻接设备对象信息，获耳又每个端口邻接设备的IP;512)EPA网桥向邻接设备发送回送请求报文，根据设备的回送应答情况，更新端口邻接设备对象信息中的设备状态，若设备状态发生变化，则向EPA网络监控服务器发送通知服务报文；513)EPA网络监控服务器接收到EPA网桥发送的通知服务报文后，通过EPA协议，读取该EPA网桥网络管理信息库中更新的拓朴信息以此更新网络拓朴结构图。本发明提供一种针对EPA网络的网络拓朴发现方法，为EPA网络的实时监测和控制提供有效的支持；在进一步的技术方案中，还提供了针对EPA网络拓朴结构更新的主动发现方法和被动发现方法，能够及时、准确得提供EPA网络拓朴结构更新信息，使EPA网络更易于维护，防止非法接入，保证网络安全。本发明的其他优点、目标.和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获4曰付。具体实施例方式以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述。EPA网络包括EPA网桥、EPA交换机、EPA终端设备和EPA网络监控服务器，所述EPA网桥和EPA交换机内设有网络拓朴信息存储模块，EPA网桥的网络拓朴信息存储沖莫块内存储有网桥头部对象信息、网桥端口对象信息和网桥端口邻接设备对象信息，其数据结构分别如表l-表3所示；表1网桥头部对象编码:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2网桥端口对象编码表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表3网桥端口邻接设备对象编码表:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>EPA交换机的网络拓朴信息存储模块内存储有交换机头部对象信息、交换机端口对象信息和交换机端口邻接设备对象信息，其数据结构可参照EPA网桥设置，在此不再赘述；本实施例的EPA网络的网络拓朴发现方法，包括如下步骤1)EPA网络监控服务器通过EPA协议，读取EPA网桥网络拓朴信息存储模块中的网桥头部信息、网桥端口对象信息和网桥端口邻接设备对象信息，构造EPA网桥的连接关系；2)EPA网络监控服务器通过EPA协议，读取EPA交换机网络拓朴信息存储模块中的交换机头部信息、交换机端口对象信息和交换机端口邻接设备对象信息，构造EPA交换机的连接关系；3)EPA网络监控服务器通过EPA网桥和EPA交换机网络管理信息库中的网桥或交换机端口邻接设备对象信息，构造EPA网桥和EPA交换机与EPA终端设备的连4妄关系；4)EPA网络监控服务器根据步骤1)-3)所得的连接关系，绘制网络拓朴结构图；在显示时，首先显示主层次的拓朴结构图，即网络层设备(路由器和子网)的拓朴结构图，而并不显示子网内部的拓朴；当需要显示子网内部拓朴结构时，重新打开一个新窗口进^"显示。由于一个子网内部主枳4欠量较多，如果将它们与路由器、子网显示在同一个窗口内，会使整个图形显得零乱，不够清晰。使用基于分层的算法，在构造拓朴时将整个显示区域分层，各个设备都有自己所属的层次，同一个设备不会分属两个不同的层次，将它们各自显示在自己所属的层次上，这样构造出来的拓朴结构清晰明了。步骤1-3)中，EPA网络监控服务器读取所述信息后，将其存储于自身的存储器的设备信息链表中，在构造网络拓朴结构图时，对该设备信息链表进行遍历搜索。5)EPA网络监控服务器获取网络拓朴更新信息，更新网络拓朴结构图；EPA网络监控服务器具体可通过主动发现模式和/或被动发现模式获取网络拓朴更新信息；其中被动发现模式包括如下步骤501)EPA设备发送EPA设备声明报文；502)EPA网桥收到所述EPA设备声明报文后，对所述EPA设备声明报文进行解析，判断所述EPA设备声明报文的跳数，若该EPA设备声明报文的跳数为O,则执行步骤503);否则转到执行步骤505);503)所述EPA网桥查询网络信息管理库，若所述EPA设备的设备对象信息在网络信息管理库中存在，则执行步骤504);否则将所述EPA设备的设备对象信息添加进设备对象表，设置该设备状态为活动，并向上位机发送时间通知服务报文，并转到执行步骤505);504)设置该设备状态为活动，并转到执行步骤505);505)所述EPA网桥将所述EPA设备声明报文中的跳数加1,并转发该EPA设备声明报文；506)EPA网络监控服务器接收到EPA设备声明报文后，根据报文类型判断设备类型，并通过跳数字段判断该设备在网络拓朴中的位置，以此更新网络拓朴结构或EPA网络监控服务器接收到EPA网桥发送的通知服务报文后，通过EPA协议，读取该EPA网桥网络管理信息库中更新的拓朴信息以此更新网络拓朴结构图。其中主动模式包括如下步骤511)EPA网桥定时查询网桥端口的设备对象表，获取每个端口邻接设备的IP;512)EPA网桥向邻接设备发送回送请求报文，根据设备的回送应答情况，更新设备对象表中的设备状态，若设备状态发生变化，则向EPA网络监控服务器发送通知服务报文；513)EPA网络监控服务器接收到EPA网桥发送的通知服务报文后，通过EPA协议，读取该EPA网桥网络管理信息库中更新的拓朴信息以此更新网络拓朴结构图。以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。权利要求1.EPA网络的网络拓扑发现方法，其特征在于该方法包括以下步骤1)EPA网络监控服务器通过EPA协议，读取EPA网桥网络拓扑信息存储模块中的网桥头部信息、网桥端口对象信息和网桥端口邻接设备对象信息，构造EPA网桥的连接关系；2)EPA网络监控服务器通过EPA协议，读取EPA交换机网络拓扑信息存储模块中的交换机头部对象信息、交换机端口对象信息和交换机端口邻接设备对象信息，构造EPA交换机的连接关系；3)EPA网络监控服务器通过EPA网桥和EPA交换机网络拓扑信息存储模块中的网桥和交换机端口邻接设备对象信息，构造EPA网桥和EPA交换机与EPA终端设备的连接关系。4)EPA网络监控服务器根据步骤1)-3)所得的连接关系，绘制网络拓扑结构图。2.根据权利要求1所述的EPA网络的网络拓朴发现方法，其特征在于步骤4)之后还有如下步骤5)EPA网络监控服务器获取网络拓朴更新信息，更新网络拓朴结构图。3.根据权利要求2所述的EPA网络的网络拓朴发现方法，其特征在于所述步骤5)具体包括如下步骤501)EPA设备发送EPA设备声明报文；502)EPA网桥收到所述EPA设备声明报文后，对所述EPA设备声明报文进行解析，判断所述EPA设备声明报文的跳数，若该EPA设备声明报文的跳数为O,则执行步骤503);否则转到执行步骤505);503)所述EPA网桥查询网络拓朴信息存储模块，若所述EPA设备的设备对象信息在网络拓朴信息存储模块中存在，则执行步骤504);否则将所述EPA设备的设备对象信息添加进网络拓朴信息存储模块，设置该设备状态为活动，并向EPA网络监控服务器发送时间通知服务报文，并转到执行步骤505);504)设置该设备状态为活动，并转到执行步骤505);505)所述EPA网桥将所述EPA设备声明报文中的跳数加1,并转发该EPA设备声明报文:。4.根据权利要求3所述的EPA网络的网络拓朴发现方法，其特征在于步骤505)后还包括如下步骤506)EPA网络监控服务器接收到EPA设备声明报文后，根据报文类型判断设备类型，并通过跳数字段判断该设备在网络拓朴中的位置，以此更新网络拓朴结构图。5.根据权利要求3所述的EPA网络的网络拓朴发现方法，其特征在于步骤505)后还包括如下步骤506)EPA网络监控服务器接收到EPA网桥发送的通知服务报文后，通过EPA协议，读取该EPA网桥网络管理信息库中更新的拓朴信息以此更新网络拓朴结构图。6.根据权利要求3、4或5所述的EPA网络的网络拓朴发现方法，其特征在于所述步骤5)还包括如下步骤511)EPA网桥定时查询网桥端口邻接设备对象信息，获取每个端口邻接设备的IP;512)EPA网桥向邻接设备发送回送请求报文，根据设备的回送应答情况，更新端口邻接设备对象信息中的设备状态，若设备状态发生变化，则向EPA网络监控服务器发送通知服务报文；513)EPA网络监控服务器接收到EPA网桥发送的通知服务报文后，通过EPA协议，读取该EPA网桥网络管理信息库中更新的拓朴信息以此更新网络拓朴结构图。全文摘要本发明提供一种针对EPA网络的网络拓扑发现方法，涉及工业以太网技术。该方法包括以下步骤EPA网络监控服务器根据EPA网桥网络拓扑信息存储模块中的网络拓扑信息构造EPA网桥的连接关系；根据EPA交换机网络拓扑信息存储模块中的中网络拓扑信息构造EPA交换机的连接关系；通过EPA网桥和EPA交换机网络拓扑信息存储模块中的网桥和交换机端口邻接设备对象信息，构造EPA网桥和EPA交换机与EPA终端设备的连接关系；根据上述连接关系，绘制网络拓扑结构图；本发明能够及时、准确得提供EPA网络拓扑结构更新信息，为EPA网络的实时监测和控制提供有效的支持。文档编号H04L29/06GK101420343SQ200810233159公开日2009年4月29日申请日期2008年11月28日优先权日2008年11月28日发明者平王,浩王,蓉王,赵述军申请人:重庆邮电大学