研究网络拓扑自动发现的新方法

400 320 240 160 80 0 66.7% 312
79.5%
60
54 24 18
10.0% 0.0%
， 新 间过 多， 更 账号 时 太 有 备 的 没 设 厂家 指令 备 响应 扑 障 设 码 员 长 拓 故 设备 熟悉 有 密 人 没 网络 定位 不 难
其他 不满意因素
问题提出
公司要求
四种方案投入产出比较
实验分析 序号
解决方案
成本
实施要点
实施 难度
实施 时间
实施效果
创新 推广 性 性
特点
是否 采纳
1
开发成本10万 获得设备管理 基于SNMP 元 权限并登陆网 协议设备互 维护成本10万 络设备实施相 Ping方法 关配置 元 部署CDP成 基于通用协 本10万元 启用CISCO设 议网络拓扑 备CDP协议 维护成本8万 发现方法 元 实施成本8万 基于路由协 元 启用OSPF协 议的网络拓 议 扑发现方法 设备维护成本 5万元 基于二/三 人工实施成本 2层设备互连 层网络拓扑 5万元 关系发现 发现方法
大
获得所有设备登陆 60天 权限难，实施效果 低 较差 仅适合于CISCO设 45天 备；网络拓扑发现 低 完整率低 在三层网络拓扑的 发现中效果较好， 45天 低 但是不能实现二层 网络拓扑发现 能够良好兼容二层 和三层网络拓扑发 30天 现方法的优点并克 高 服相关缺点，实施 效果好
不具 备全 1、需要登录权 网推 限 广价 2、限制条件多 值 不具 备全 1、通用性差； 网推 广价 2、限制条件多 值 具备 一定 1、推广范围较 全网 广 推广 2、具有局限性 价值 具备 条件少，成本 全网 低 推广 性 2、方法推广性
方案三：基于路由协议的网络拓扑发现方法
（1）OSPF协议是公有协议具备较广的推广范围； （2）OSPF的前提条件是网络运行了OSPF协议，为开启OSPF协议的 设备将不参与拓扑更新； （3）利用该协议只考虑了3层网络，无法得到2层网络拓扑。
方案四：基于二/三层网络拓扑发现方法
（1）具有较强的创新性、技术含量较高 （2）能够较好的结合三层网络拓扑发现和二层网络拓扑发现方法的优点并克 服其缺点，共同实现网络拓扑的发现； （3）成本较低，推广性强。
B1 基于通用 协议的网 络拓扑发 在网络拓扑自动发现方案的实施上，小组 现算法
提出基于 提出基于 根据连接关系表得到拓扑图 CDP协议 ICMP协 的二层网 议的三层 络拓扑发 网络拓扑 现算法 发现算法
认为必须设计以下三个环节来验证方案的 可用性、有效性、和实时性：
Z
实现拓扑自 动更新，缩 短故障定位 时长
优点 效率高、结 果可靠、实 时性强 限制条件少 、适用性强 限制条件少
缺点 被管设备支 持SNMP协 议 准确度低 通用性差、 效果差
创新 性
是否 采纳
较 强 低 一于上述三类方案的数目所占的比例分 别为基于SNMP67%，ICMP24%，其他协议9%。
否
2
低
否
3
低
否
1、实施的限制
4
低
是
强
最佳方案
选择课题 设定目标 方案提出 方案确认
基于二/三层网络拓扑发现的新方法
对策制定 对策实施
效果检验 标准化 效益分析 总结和计划
网络拓扑 发现方案 前期调研
三层网络 拓扑发现 算法研究
二层网络 拓扑发现 算法研究 创新点
网络拓扑 发现方案 实施
方案二级分解——网络拓扑方案前期调研
2
3
否
方案二级分解——二层网络拓扑发现算法研究
基于生成树协议的二层拓扑发现
二层网络拓扑发现算法研究
基于CDP协议的二层拓扑发现
运行速度
基于生成 基于CDP 基于其他 测试 树协议的 协议的二 链路协议 环境 二层拓扑 层拓扑发 的二层拓 发现 现 扑发现
A B 0.23S 0.21S 0.3s 0.5S 0.4S 0.33S
2 1 2 4 经典方案分析 5 3 5 3 4 5 4 5 5 5 4 5 专家头脑风暴 3 4 4 2 4 3 4 4 3 5 3 2 5 4 典型故障分析 3 4 3 2 2 3 2 2 3 1 1 3 1 厂家资源支持 1 3 3 2 2 3 1 3 3 1 1 4 3 1 3 3 2
95
92
三个环节有机结合！ 基于路由
协议的网 络拓扑发 现算法
C1
最佳方案
基于二/三层网络拓扑发现新方法
方网 案络 前拓 期扑 调发 研现 发三 现层 算网 法络 研拓 究扑
网基 络于 拓 扑 发 现协 方议 案三 层
最 佳 方 案
发二 现层Leabharlann 算网 法络 研拓 究扑方网 案络 实拓 施扑 发 现
发经 挥典 专方 家案 优研 势究
通过研究案例 邵杰、肖 国通大 2009.2.1至 和专家会议讨 鑫、张洪 厦 2009.2.28 论，制定方案 刚、 张红军、 国通大 2009.3.1至 林君武、 厦 2009.5.30 张震 邵杰、童 国通大 2009.6.10至 翌运、刘 厦 2009.8.30 京
3
4
参照已有论文 方案，制定三 层网络拓扑发 现方案 研究生成树协 基于生成树协议 基于生成树协议 议，并基于三 的二层网络拓扑 的二层网络拓扑 层网络信息查 自动发现方案， 发现方案 找二层设备连 系统契合度95% 接表 SNMP 采 集 获 得 实现网络数据采 网络数据+计算 集 并 计 算 设 备 连 实 施 SNMP 协 得到设备连接关 接 关 系 表 ， 最 终 议方案+实施生 系表+根据连接 生 成 网 络 拓 扑 ， 成树协议方案 关系表得到拓扑 覆盖率98% 图
56
57
备注：每项最高分5分，最低分1分，总分25分
方案二级分解——三层网络拓扑发现算法研究
基于SNMP协议的三层拓扑发现
三层网络拓扑发现算法研究
基于ICMP协议的三层拓扑发现
基于其他通用协议的三层拓扑发现
序 号 1
解决方案 基于SNMP 协议的三层 拓扑发现 基于ICMP协 议的三层拓 扑发现 基于其他通 用协议的三 层拓扑发现
林君武、 国通大 2009.9.5至 王超、李 厦 2009.12.31 金玲
实施一、经典方案研究+发挥专家资源优势
选择课题 设定目标 方案提出 方案确认 对策制定 对策实施 效果检验 标准化
序号 1 2 3 4 5 题目 一种新的物理网络拓扑发现算法 基于STP 协议的物理网络拓扑发现算法 一种基于ICMP 的逻辑层网络拓扑发现与分析方法 基于SNMP 的网络拓扑发现算法 针对路由信息残缺的网络拓扑发现研究与实现 作者 单位/出版 陈松， 王珊， 周明天 电子与信息学报 张占国， 刘淑芬， 包铁 计算机工程 刘杰， 王清贤， 罗军勇 计算机应用 李琳， 李杰 计算机工程与设计 何鹏， 陆建新， 陈继红， 计算机工程 朱勤， 施俭 杨安义， 朱华清、王继龙 计算机应用 蔡伟鸿 舒兆港 刘震 汕头大学 中国农业大学学报 武汉大学 河南大学 发表时 间 2010 2008 2008 2008 2009
数量 468 91.0% 400 320 66.7% 312 240 160 80 0 60 54 24 18 79.5% 96.2%
降低网络故障定位时间
累计占比 100.0% 90.0% 80.0% 70.0% 60.0% 50.0% 40.0% 30.0% 20.0% 10.0% 0.0%
现状症结
分析故障 定位时长 的因素
网络拓扑自动发现方案实施
确定基于 确定基于 评估方法 SNMP协 生成树协 的限制条 议的三层 议的二层 件和实施 网络拓扑 网络拓扑 效果 发现算法 发现算法 计算得到设备连接关系表 D1 D2
SNMP采集获得网络数据
A6
A7
A8 确定拓扑 更新算法 实施方案
A9 在全网推 广应用
资源消耗量
B
测试环 基于生成树协议 基于CDP协议 基于其他链路协议 境 的二层拓扑发现 的二层拓扑发现 的二层拓扑发现 A 23 60 20 B 18 54 30
方案二级分解——网络拓扑发现方案实施
A0
网络故障 定位时长 为60分钟 A1 A3 研究网络 拓扑自动 更方法 A4 提出基于 二/三层 网络拓扑 发现算法 A5
小组介绍
小组名称
小组口号 课题类型 活动时间 小组长 课题名称 卓越支撑QC小组
注册编号 成立时间
小组人数 活动频次 顾问
SZ20090453 2009年2月 12人
卓越支撑，支撑卓越 创新型
2009年2月-2009年12月 辛晓泳
3 次/月
冯伟
冯伟，部门领导
研究网络拓扑自动发现的新方法
辛晓泳，室经理
方案选择
01 人工更新网络拓扑 02 传统的网络拓扑自动更新 03 研发新的网络拓扑自动更新
× × √
课题选定
研究网络拓扑自动发现的新方法
活动计划
网络故障定位时间提升目标
选择课题
设定目标
方案提出 方案确认 对策制定 对策实施 效果检验 标准化 效益分析 总结和计划
单位：分钟
75 60 35 30 15 0 现状值 目标值
基于其他链路协议的二层拓扑发现
准确率
基于生成 基于CDP 基于其他 测试 树协议的 协议的二 链路协议 环境 二层拓扑 层拓扑发 的二层拓 发现 现 扑发现 A 98% 98.5% 96% 95% 89% 83%
数据处理速度
基于生成树 基于CDP协 基于其他链 测试环 协议的二层 议的二层拓 路协议的二 境 拓扑发现 扑发现 层拓扑发现 A B 0.4S 0.22S 0.2s 0.23S 0.33S 0.4S
+
层基 网于 络生 拓成 扑树 发协 现议 方的 案二
结三 合种 方 式 有 机
SNMP
对策制定
选择课题 设定目标 方案提出 方案确认 对策制定 对策实施 效果检验 标准化 效益分析 总结和计划 2 序 号 1 对策 What 经典方案研究+ 发挥专家资源优 势 基 于 SNMP 协 议 的三层网络拓扑 发现方案 目标 Why 研 究 10 个 左 右 经 典案例，专家资 源方案认同率达 到100% 研究基于 SNMP 协 议的三层网络拓 扑自动发现方案 采集率高于98% 措施 How 地点 Where 责任人 Who 完成时间 When
解决方 案
评估 综合分析 邵杰 1 3 2 5 5 4 3 3 5 4 4 3 3 1 1 1 1 3 3 3 张震 2 5 5 5 5 3 4 4 3 4 3 3 1 2 1 2 2 3 2 2 肖鑫 刘京 王超 总分 组员 项目 成本 优点：集思广益，对现有方案 难度 经典方 做分析探讨，站在巨人的肩膀 上前行，起点比较高，创新性 时间 案分析 比较高 效果 缺点：必须与实际情况相结合 创新性 成本 优点：集思广益，充分吸取和 难度 专家头 表达专家意见，可以产生新的 想法和达成最优意见 时间 脑风暴 网络拓扑发现方案前期调研 缺点：思维过于宽泛，不易达 效果 成一致意见 创新性 成本 优点：从案例中总结故障发现 难度 典型故 经验和现象 时间 障分析 缺点：需要大量统计分析，有 效果 可能不具有普遍性 创新性 成本 优点：能在一定程度上满足客 难度 厂家资 户需求，实施难度不大 时间 源支持 缺点：成本高，需要彻底理解 效果 实际情况才能给出最优方案 创新性 是否选 择
对策制定 对策实施
效果检验 标准化 效益分析 总结和计划
方案一：基于SNMP协议设备互Ping方法
（1）执行时需要登录所有设备的权限，管理的难度大； （2）局限性：不是所有设备都支持Remote Ping和进行相关的配置。
方案二：基于通用协议网络拓扑发现方法
（1）CDP协议是CISCO的私有协议，不是公有协议； （2）局限性：算法只适用于CISCO设备，无法在其他设备上推广， 推广性差，不具备普遍性。
张震，网管网络
肖鑫，QC专家
邵杰，安全专家
张洪刚，网管专家
选题背景
选择课题
数量 468
设定目标
方案提出 方案确认 对策制定 对策实施 效果检验 标准化 效益分析 总结和计划
网络故障定位时间过长 原因排列图
91.0% 96.2%
累计占比 100.0% 90.0% 80.0% 70.0% 60.0% 50.0% 40.0% 30.0% 20.0%
60分钟
10分钟
研究网络拓扑自动发现的新方法，使故障定位时 间由60分钟减少到10分钟！
可行性分析
历史最优值10分 钟，满足领导对 我们的要求！
CISSP、CCIE等 网络、网管专家 团队技术支持！
对现网的熟悉， 理论结合实际， 制定可行措施！
头脑风暴亲和图
选择课题 设定目标 方案提出 方案确认