以太网物理拓扑的发现方法

《以太网物理拓扑的发现方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、以太网物理拓扑的发现方法～教育资源库　　以太网技术是第二层网络技术，其网络发现到目前还没有成熟的技术和方法。现有的网管如ＨＰＯｐｅｎＶｉｅｗ无法提供第二层的网络发现，并且各厂家的网管不能互通，如Ｃｉｓｃｏ的ＣＷＳＩ和３ＣｏｍＴｒａｎｃｅｎｄ等，须采用专用的协议或方法来实现。　　目前，运行在第二层的通用协议有ＶＬＡＮ和ＳｐａｎｎｉｎｇＴｒｅｅ生成树等，其主要设备是以太网交换机。根据网络的拓扑结构，用以太网交换机组成的ＬＡＮ一般有３种运行模式：运行ＳｐａｎｎｉｎｇＴｒｅｅ协议、不运行ＳｐａｎｎｉｎｇＴｒｅｅ协议以及混合式。本文以混合模式为例，结合网桥和ＳｐａｎｎｉｎｇＴｒｅｅ

2、的基本原理，介绍一种简单的ＬＡＮ物理网络拓扑的发现方法。　　为方便讨论，在此假定由以太网交换机组成的ＬＡＮ不支持ＶＬＡＮ技术。如图１所示，将靠近路由器Ｒ１的交换机Ｂ１设为优先级最低的ＤＲＤｅｓｉｇｎａｔｅｄＲｏｏｔ，指定的根。Ｂ１、Ｂ２和Ｂ３形成一个环路，其上运行ＳｐａｎｎｉｎｇＴｒｅｅ协议；对于不运行ＳｐａｎｎｉｎｇＴｒｅｅ协议的ＬＡＮ，一般成树型结构，不能有闭环连接，如Ｂ１、Ｂ４和Ｂ５为单链路级连，不运行ＳｐａｎｎｉｎｇＴｒｅｅ协议。　　在ＬＡＮ物理网络拓扑发现以前，网段的网关地址是已知的，如本例中的６１．１４０．２１６．２５４。为方便起见，我们假设所有以太网交换机的管理

3、ＩＰ地址是已知的，即手工加入的，也可通过ＳＮＭＰ协议发现。如图１所示的６１．１４０．２１６．２５３、６１．１４０．２１６．２４５、６１．１４０．２１６．２４６、６１．１４０．２１６．２１５和６１．１４０．２１６．２１９共５台以太网交换机的ＩＰ地址是已知。　　为方便说明，本文将网关看作ＬＡＮ的根。两台交换机直连时，将靠近根的交换机称作上游交换机，另一台称作下游交换机。下面论述ＬＡＮ物理拓扑发现的方法。　　１通过网管向所有交换机发Ｃｌｅａｒ命令，清除交换机上所有的包转发表。　　从桥的基本原理得知，以太网交换机动态学习通过它的数据包的ＭＡＣ地址，并生成包转发表，转发表包含了目的ＭＡＣ

4、对应的目的端口号。由于交换机管理ＩＰ地址之间可能会进行一些相互的访问（如ｐｉｎｇ或ｔｅｌｎｅｔ等操作），各个交换机的包转发表比较复杂。为使问题简单化，我们先把各个交换机的包转发表清除掉，让交换机重新学习并生成包转发表，然后继续下面的操作。　　２利用路由器Ｒ１的ＡＲＰ地址解析协议表，得到所有交换机的管理ＩＰ地址所对应的ＭＡＣ地址以太网物理地址。　　为保证ＡＲＰ表包含所有交换机的ＭＡＣ地址，可以执行ｐｉｎｇ广播地址命令，如ｐｉｎｇ６１．１４０．２１６．２５５假定图１中管理子网的网模为６１．１４０．２１６．１２８。路由器接收到该命令后，将从目的地６１．１４０．２１６．１２

5、９开始执行ｐｉｎｇ命令，直到６１．１４０．２１６．２５５结束。此时，路由器的ＡＲＰ表是最全、最新的，见表１。　　表１执行Ｐｉｎｇ命令后的网关路由器ＡＲＰ表　　３从各个交换机中获得包转发表并进行分析。　　表２是从交换机Ｂ１上得到的包转发表。此表已根据步骤２的结果进行必要的过滤，只保留了与交换机的管理ＭＡＣ地址有关的条目。　　表２交换机Ｂ１上的包转发表　　由表２可知，在交换机Ｂ１上，只有通过Ｆ０／２４端口才能到达ＭＡＣ地址为００ｅ０．１ｅｃｅ．１ｂｄ２的交换机或路由器。同理可知到达其他交换机的端口。通过这个简单的方法可以得到以Ｂ１为中心的星型网络结构。　　但是还存在多个ＭＡＣ地

6、址同一目的端口的情况，如表２中，００９０．０４１６．ｄ８ｆ８Ｂ５和０８００．４ｅｃｃ．８９ｄ８Ｂ４都是通过Ｆ０／１８到达的，这种情况说明存在交换机级连。对交换机Ｂ１而言，Ｂ５和Ｂ４通过同一目的端口Ｆ０／１８，而到网关的端口号是Ｆ０／２４，这说明Ｂ４和Ｂ５是Ｂ１的下游交换机，并且两者级连。　　下面通过分析Ｂ４和Ｂ５交换机上的ＭＡＣ转发表来判断Ｂ４和Ｂ５交换机的连接情况。交换机Ｂ４上的ＭＡＣ转发表见表３同样只保留了与交换机管理ＭＡＣ地址有关的条目。　　表３交换机Ｂ４上的ＭＡＣ转发表　　表３中没有与交换机Ｂ１对应的条目，这是因为发自Ｂ１的管理ＩＰ地址的数据包一般不通过Ｂ４，

7、即上游交换机的数据包一般不通过下游交换机。这样，下游交换机的ＭＡＣ转发表中不会拥有上游交换机的ＭＡＣ转发条目。但每台交换机上都有指向网关的ＭＡＣ转发条目因执行了ｐｉｎｇ６１．１４０．２１６．２５５命令。由表３可知，到达交换机８００．４ｅｃｃ．８９ｄ８Ｂ５的目的端口是Ｆ０／２５，而到达００ｅ０．１ｅｃｅ．１ｂｄ２的端口是Ｆ０／２４。这说明Ｂ５是Ｂ４的下游交换机，Ｂ４与上游交换机Ｂ１的端口是Ｆ０／２４。根据Ｂ２、Ｂ３和Ｂ５交换机的ＭＡＣ转发表，同理可以判断出Ｂ２、Ｂ３和Ｂ５到