CN102811144A - Nms拓扑发现性能测试系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种NMS拓扑发现性能测试系统及其方法。本发明的NMS拓扑发现性能测试方法包含如下几个步骤：A子接口生成单元创建多个子接口，并且每个子接口配置一个包含网段信息的IP地址；B报文生成装置生成多个包含源IP地址和目的IP地址的ARP请求报文并发送到第一路由器中，然后第一路由器以广播形式转发ARP请求报文；C当网段模拟装置接收到目的IP地址的网段信息与多个子接口中的某一个子接口网段信息一致的ARP请求报文时，对ARP请求报文进行响应，从而发出ARP响应报文；D第一路由器接收ARP响应报文，并且将ARP响应报文中的信息存储到管理信息库中；E网络管理服务器读取第一路由单元的管理信息库，从而发现当前网络的拓扑结构。
Description
技术领域
本发明涉及一种网络通信领域的网络管理服务器的拓扑发现性能测试系统及其方法。
背景技术
网络管理服务器（NMS：network management system）的自动拓扑发现是网络管理基础，因此拓扑能够发现的网络设备的数量以及NMS对极大数量网络设备发现后的承载能力，是衡量NMS性能的重要指标之一。
目前测试NMS系统自动发现拓扑数量及其性能测试依赖于用足够多的网络设备来构建庞大的网络。但是，构建庞大的网络需要较多的经费，这就给性能测试带来了难题。
发明内容
鉴于上述难题，本发明的目的在于提供一种可以减少构建网络的费用的同时，还能测试NMS性能的方法及装置。
本发明目的在于提供一种网络管理服务器拓扑发现性能测试系统，所述测试系统包括：报文生成装置，生成并发送多个地址解析协议（ARP）请求报文，其中ARP请求报文包含源IP地址和目的IP地址；第一路由器，接收ARP请求报文，并以广播形式转发接收的ARP请求报文；网段模拟装置，包括创建多个子接口，并且为每个子接口配置一个包含网段信息的IP地址生成单元，且当所接收到的ARP请求报文中的网段信息与配置的网段信息相同时，创建并发送针对所述ARP请求报文的ARP响应报文；网络管理服务器，从第一路由器读取管理信息库中的信息，并基于管理信息库所存储的ARP响应报文中的信息来发现当前网络的拓扑结构，其中，第一路由器接收来自网段模拟装置的ARP响应报文，且包括存储ARP响应报文中的信息的管理信息库。
优选地，接口生成单元为每个子接口配置C类IP地址。
优选地，网段模拟装置包括物理地址生成单元、发送单元以及第二ARP表，其中，所述物理地址生成单元生成对应于目的IP地址的物理（MAC）地址，所述发送单元发送包含目的IP地址和MAC地址的ARP响应报文，所述第二ARP表中记录对应的一对目的IP地址和物理地址。
优选地，所述网段模拟装置还包括接口存储单元，用于存储所创建的子接口的数量和每个子接口的IP地址。第一路由器的信息管理库具备第一ARP表和路由表，并且在第一ARP表中记录ARP响应报文中的目的IP地址和物理地址以记录网络设备的位置，同时在路由表中记录ARP响应报文中的子接口的网段信息。
优选地，网络管理服务器基于第一路由表的网段信息来发现当前网络的网段，同时基于第一ARP表中的目的IP地址和MAC地址来发现网络中的设备，从而发现网络拓扑结构。
优选地，所述性能测试系统还包括显示器，显示网络管理服务器已经发现的网段和网络设备。
本发明还提供一种网络管理服务器拓扑发现性能测试方法，其特征在于，包含如下几个步骤：A子接口生成单元创建多个子接口，并且每个子接口配置一个包含网段信息的IP地址；B报文生成装置生成多个包含源IP地址和目的IP地址的地址解析协议（ARP）请求报文并发送到第一路由器中，然后第一路由器以广播形式转发ARP请求报文；C当网段模拟装置接收到目的IP地址的网段信息与多个子接口中的某一个子接口网段信息一致的ARP请求报文时，对所述ARP请求报文进行响应，从而发出ARP响应报文；D第一路由器接收ARP响应报文，并且将ARP响应报文中的信息存储到管理信息库中；E网络管理服务器读取第一路由单元的管理信息库，从而发现当前网络的拓扑结构。
优选地，在C步骤中，网段模拟装置生成对应于目的IP地址的物理地址，并且向第一路由器发送包含对应的目的IP地址和物理地址的ARP响应报文，同时网段模拟装置的第二ARP表也记录互相对应的一对目的IP地址和物理地址。
优选地，在A步骤，在接口存储单元中存储创建的子接口数量和每个子接口的IP地址，在D步骤，在信息管理库的第一ARP表中记录ARP响应报文中的目的IP地址和MAC地址以记录网络设备的位置，同时在信息管理库的路由表中记录ARP响应报文中的子接口的网段信息。
优选地，在E步骤中，网络管理服务器读取管理信息库中的第一路由表，从而发现网络的网段，同时还读取管理信息库中的第一ARP表，从而拓扑出网络中的设备。
本发明通过网段模拟装置模拟出足够多的网段，并且通过报文生成装置来模拟出网络设备，从而无需实际的网络设备来进行采集计算，就可以完成对网络管理服务器的性能测试。
附图说明
图1是本发明的NMS拓扑发现性能测试装置的示意图。
图2是测试NMS的性能的流程图。
具体实施方式
首先，解释一下对本发明所使用的设备和协议。
网络管理服务器（NMS：Network Management System）又称网络管理系统，网络管理服务器主要是针对网络设备进行监测、配置和故障诊断。主要功能有自动拓扑发现、远程配置、性能参数监测、故障诊断。
自动拓扑发现：NMS很重要的功能之一就是自动拓扑发现，它能让管理者了解整个网络拓扑的构成情况，如路由器，交换机，PC等，为后续针对单个设备的管控提供依据。拓扑发现利用SNMP进行拓扑发现的优点在于发现速度快，容易实现，前提是要被发现的设备要支持SNMP协议。
简单网络管理协议（Simple Network Management Protocol）：简单网络管理协议（SNMP），由一组网络管理的标准组成，包含一个应用层协议（application layer protocol）、数据库模型（database schema），和一组资料物件。该协议能够支持网络管理服务器，用以监测连接到网络上的设备是否有任何引起管理上关注的情况。SNMP为管理员提供了一个网管平台(NMS)，负责网管命令发出，数据存储及数据分析等。被监管的设备上则运行一个SNMP代理(Agent)，又称为代理器，代理实现设备与管理站（NMS）的SNMP通信。
管理信息库（MIB）：NMS网管系统的基础是含有被管理元素信息的数据库，每个被管理资源表示成一个对象，MIB是这些对象的结构化集合。MIB是一个树型结构的数据库。网络中的每个系统，比如工作站，服务器，路由器等，都维护一个可以反映被管理资源在系统中状态的信息库，通过读取信息库中对象的值，管理站可以监视系统中的资源，也可以通过修改某些值来控制系统中的资源。信息库中对象的类型，意义由MIB定义，管理站和代理端按同一个MIB作为接口通信，可以互相理解数据的意义，实现管理。
以下，根据本发明的技术构思和附图来详细说明本发明。
现有技术中，只能依靠增加网络中的支持SNMP的协议的网络设备来进行采集计算，完成拓扑发现，因此需要极大的网络设备的投入。
图1是本发明的NMS拓扑发现性能测试装置的示意图。
参照图1可知，本发明的网络管理服务器拓扑发现性能测试装置包含报文生成装置100、第一路由器200、网段模拟装置300、网络管理服务器400。
以下，对NMS拓扑发现性能测试系统的各个设备之间的连接关系及其作用进行详细的说明。
本发明的报文生成装置100生成多个ARP（地址解析协议）请求报文同时发送出去，其中ARP请求报文包含源IP地址和目的IP地址。此时，ARP请求报文发送到当前报文生成单元的默认网关中。在此将具备默认网关称作第一路由器。
第一路由器200接收ARP请求报文，并以广播形式转发出去。第一路由器只要是具备路由功能的设备即可。可以是具有路由功能的路由器、启用了路由协议的服务器、代理服务器。
网段模拟装置300创建多个子接口，并且为每个子接口配置一个包含网段信息的IP地址。其中，每个子接口相当于一个网段，其网段信息表示具体网段。而且网段模拟装置300可以是通过创建eth子接口的方法来进行。例如创建255*255个子接口，并分别配置不同网段的C类IP地址，则NMS通过读取路由表信息会发现255*255个网段，稍后对此会有说明。设置C类IP地址的原因在于，C类IP地址的网络地址的位数是24bit，因此可以模拟大量的网段。
当网段模拟装置300接收到目的IP地址的网段信息与自己配置的网段信息一致的ARP请求报文时，对所述ARP请求进行响应，从而创建并发送ARP响应报文。
所述网段模拟装置300还包括子接口生成单元310、物理地址生成单元320、发送单元330以及第二ARP表340。其中，所述物理地址生成单元320生成对应于目的IP地址的物理地址，所述发送单元330将包含目的IP地址和物理地址的ARP响应报文发送出去，所述第二ARP表340中记录对应的一对目的IP地址和物理地址。
所述网段模拟装置300还包括接口存储单元350，用于存储所创建的子接口数量和每个子接口的IP地址。
并且，第一路由器200包括信息管理库210。因此，第一路由器200接收所述发送单元330传输的ARP响应报文时，可将ARP响应报文中的信息存储到管理信息库210中。这里，主要是将ARP响应报文中的目的IP地址、物理地址、网段信息进行存储。
而且，信息管理库210包含第一ARP表211和路由表212，并且在第一ARP表211中记录ARP响应报文中的目的IP地址和物理地址用以记录网络设备的位置，同时在路由表212中记录ARP响应报文中的子接口的网段信息。
第一ARP表211存储的目的IP地址和对应的物理地址就表示一个网络设备，通过这种方法来模拟网络中的实际设备，在减少经费投入的情况下，也能保证针对网络管理系统的性能测试。
网络管理服务器400自第一路由单元200读取管理信息库（MIB），从而发现当前网络的拓扑结构。网络拓扑结构在其模型上其实是一幅图，路由器可以看做图的顶点，网络的连接状况（网段）由图的边来表示，其他节点是网络节点，所以网络拓扑结构的发现是对图的遍历过程。
图的遍历过程主要有两种方法，深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）。由于，拓扑发现采用分层的方式，所以本发明采用广度优先搜索。
具体地，网络管理服务器400基于第一路由表211的网段信息来拓扑出当前网络的网段，同时基于第一ARP表212中的目的IP地址和物理地址来拓扑出网络中的设备。
本发明中拓扑发现利用SNMP（简单网络管理协议），因为发现速度块，容易实现。而且，第一路由单元也支持SNMP协议。
网络管理服务器拓扑发现性能测试系统还包括显示器500，显示网络管理服务器已经拓扑出来的网段（基于子接口的网段信息）和网络设备。显示器500能够读取第一路由单元200的MIB 210，从而了解目前创建的子接口数量和设备数量。显示器500还可以从网段模拟装置300的接口存储单元340获取创建的子接口和所对应的IP地址。
进一步，网络管理服务器实际拓扑出来的网段（子接口）数量和设备数量分别与路由表212中的子接口数量和第一ARP表211中的设备数量进行比较，从而了解该网络管理服务器的性能。
以下，参照图2详细说明一下测试网络管理服务器的拓扑发现性能的方法。
图2是测试网络管理服务器的性能的流程图。
参照图2，网络管理服务器拓扑发现性能测试方法有如下几个步骤。
首先，在步骤S100，由网段模拟装置300创建多个子接口，并且每个子接口配置一个包含网段信息的IP地址。优选地，给子接口配置C类IP地址。
其次，在步骤S200，由报文生成装置100生成多个包含源IP地址和目的IP地址的ARP请求报文并发送到第一路由器200中，然后第一路由器以广播形式转发ARP请求报文。对于步骤S100和S200的顺序没有严格的要求，同时进行也可以。
在步骤S300，若网段模拟装置300接收到目的IP地址的网段信息与自己配置的网段信息一致的ARP请求报文时，对所述ARP请求报文进行响应，从而发出ARP响应报文。
在步骤S300中，网段模拟装置300生成对应于目的IP地址的物理地址，并且向第一路由器200发送包含对应的目的IP地址和物理地址的ARP响应报文，同时网段模拟装置300的第二ARP表340也记录互相对应的一对目的IP地址和物理地址。
在步骤S400，由第一路由器200接收网段模拟装置300反馈的ARP响应报文，并且将ARP响应报文中的信息存储到管理信息库中。
在步骤S500，网络管理服务器400读取第一路由器200的管理信息库（MIB），从而发现当前网络的拓扑结构。具体地，网络管理服务器基于第一路由表的网段信息来发现当前网络的网段，同时基于第一ARP表中的目的IP地址和MAC地址来发现网络中的设备，从而发现网络拓扑结构。其中，网络设备时支持SNMP的网络设备。
本发明无需依赖网络中的实际的网络设备，即可测试网络管理服务器的性能。
本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变形和修改。
Claims (10)
1.一种网络管理服务器拓扑发现性能测试系统，其特征在于，所述测试系统包括：
报文生成装置，生成并发送多个地址解析协议（ARP）请求报文，其中ARP请求报文包含源IP地址和目的IP地址；
第一路由器，接收ARP请求报文，并以广播形式转发接收的ARP请求报文；
网段模拟装置，包括创建多个子接口，并且为每个子接口配置一个包含网段信息的IP地址生成单元，且当所接收到的ARP请求报文中的网段信息与配置的网段信息相同时，创建并发送针对所述ARP请求报文的ARP响应报文；
网络管理服务器，从第一路由器读取管理信息库中的信息，并基于管理信息库所存储的ARP响应报文中的信息来发现当前网络的拓扑结构，
其中，第一路由器接收来自网段模拟装置的ARP响应报文，且包括存储ARP响应报文中的信息的管理信息库。
2.根据权利要求1所述的网络管理服务器拓扑发现性能测试系统，其特征在于，子接口生成单元为每个子接口配置C类IP地址。
3.根据权利要求1所述的网络管理服务器拓扑发现性能测试系统，其特征在于，网段模拟装置包括物理地址生成单元、发送单元以及第二ARP表，
其中，所述物理地址生成单元生成对应于目的IP地址的物理（MAC）地址，
所述发送单元发送包含目的IP地址和MAC地址的ARP响应报文，
所述第二ARP表中记录对应的一对目的IP地址和物理地址。
4.根据权利要求3所述的网络管理服务器拓扑发现性能测试系统，其特征在于，所述网段模拟装置还包括接口存储单元，用于存储所创建的子接口的数量和每个子接口的IP地址，
第一路由器的信息管理库具备第一ARP表和路由表，并且在第一ARP表中记录ARP响应报文中的目的IP地址和物理地址以记录网络设备的位置，同时在路由表中记录ARP响应报文中的子接口的网段信息。
5.根据权利要求4所述的网络管理服务器拓扑发现性能测试系统，其特征在于，网络管理服务器基于第一路由表的网段信息来发现当前网络的网段，同时基于第一ARP表中的目的IP地址和MAC地址来发现网络中的设备，从而发现网络拓扑结构。
6.根据权利要求4所述的网络管理服务器拓扑发现性能测试系统，其特征在于，所述性能测试系统还包括显示器，显示网络管理服务器已经发现的网段和网络设备。
7.一种网络管理服务器拓扑发现性能测试方法，其特征在于，包含如下几个步骤：
A子接口生成单元创建多个子接口，并且每个子接口配置一个包含网段信息的IP地址；
B报文生成装置生成多个包含源IP地址和目的IP地址的地址解析协议（ARP）请求报文并发送到第一路由器中，然后第一路由器以广播形式转发ARP请求报文；
C当网段模拟装置接收到目的IP地址的网段信息与多个子接口中的某一个子接口网段信息一致的ARP请求报文时，对所述ARP请求报文进行响应，从而发出ARP响应报文；
D第一路由器接收ARP响应报文，并且将ARP响应报文中的信息存储到管理信息库中；
E网络管理服务器读取第一路由单元的管理信息库，从而发现当前网络的拓扑结构。
8.根据权利要求7所述的网络管理服务器拓扑发现性能测试方法，其特征在于，
在C步骤中，网段模拟装置生成对应于目的IP地址的物理地址，并且向第一路由器发送包含对应的目的IP地址和物理地址的ARP响应报文，同时网段模拟装置的第二ARP表也记录互相对应的一对目的IP地址和物理地址。
9.根据权利要求8所述的网络管理服务器拓扑发现性能测试方法，其特征在于，
在A步骤，在接口存储单元中存储创建的子接口数量和每个子接口的IP地址，
在D步骤，在信息管理库的第一ARP表中记录ARP响应报文中的目的IP地址和MAC地址以记录网络设备的位置，同时在信息管理库的路由表中记录ARP响应报文中的子接口的网段信息。
10.根据权利要求9所述的网络管理服务器拓扑发现性能测试方法，其特征在于，
在E步骤中，网络管理服务器读取管理信息库中的第一路由表，从而发现网络的网段，同时还读取管理信息库中的第一ARP表，从而拓扑出网络中的设备。
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