网络拓扑自动生成技术

随着电信网络、IT网络的发展，网络规模不断扩大，网络组网也越来越复杂。在开展跨网络域的产品故障定界定位及事故恢复时，网络拓扑的重要性也日益显现。如果没有准确的网络拓扑，则需要长时间查询对接设备、端口的相关信息，甚至需要维护人员到现场排查产品链路连接，费力的同时，也耽误了问题解决时间。另外一方面，有一个整体的网络拓扑图，对于全网结构一目了然，对于平时网络维护工作，对于看网、讲网也是非常必要的。

在当前的电信网络部署和维护系统中，有着清晰的领域区分，如核心网、承载网、接入网等等。各个网络域由各自的网管系统或工具进行维护，部分单域系统有网络拓扑，也有部分域没有网络拓扑，这都是非常普遍的现象。至于跨域端到端的完整网络拓扑，目前还难得一见。这主要是因为各域网管系统互相独立，拓扑数据无法做到统一管理、统一分析、统一呈现。在这种情况下，如果要画出全网拓扑，需要人工进行大量的接口梳理，一张拓扑图可能需要花费维护人员一两个月时间，非常耗时耗力。

有没有一种方法，能够通过网络上搜集的数据，自动化快速生成全网拓扑关系呢？这里介绍一种协议，通过该协议可以实现拓扑发现，从而自动生成拓扑。

LLDP（Link Layer Discovery Protocol）是国际通用的链路发现协议，是IEEE 802标准中定义的二层发现（Layer 2 Discovery）协议，它提供了一种标准的链路层发现方式，可将本端设备的主要能力、管理地址、设备标识、接口标识等信息封装到LLDP报文中传递给邻居节点，邻居节点在收到这些信息后将其以标准MIB（Management Information Base）等形式保存起来，供NMS（Network Management System）查询及判断链路的通信状况。目前，华为公司各领域设备，及其他主流厂商的设备都支持该协议。

大多数的NMS最多只能分析到网络层的拓扑结构，只能帮助用户获取到网络中有关设备增加和删除的基本事件，无法确定设备通过哪些接口跟其他设备相连， LLDP能够准确发现网络中的设备附带有哪些接口，以及设备之间相互连接的具体信息，这些详细信息能够帮助用户在网络发生故障的时候快速进行故障定位。

LLDP协议的应用原理简化示意图如下：

图1 LLDP应用简化示意图

如上图所示，NE1和NE2的LLDP邻居发现过程如下：

1、通过LLDP报文向NE2发送本地的状态信息；

2、NE2分析接收的LLDP报文并存储到本地设备的远端MIB数据库中，以备NMS（Network Management System）提取拓扑信息；

3、同样，NE2也将自己的状态信息发送给，分析接收到的LLDP报文并将分析结果存储到远端MIB数据库中以备NMS提取；

4、NE1和NE2发现邻居信息变化后，通知NMS，NMS通过SNMP报文从和NE2提取本地信息和邻居信息并进行拓扑分析，最终发现整网的拓扑结构。

LLDP报文结构如下所示：

图2 LLDP报文结构

通过LLDP协议获取产品之间的二层互连关系，因此该方法主要用于二层网络拓扑的绘制。在此技术上，可实现自动生成域内、域间拓扑连接信息，从而实现E2E网络拓扑的绘制。当然，要实现该系统还有非常多的细节需要展开分析，华为EasyTopo系统已经实现了端到端拓扑自动绘制，并获得了成功应用。欢迎感兴趣的朋友进一步交流。

来源：华为产品可服务能力公众号