基于網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)的敏捷自動檢測系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)

黃志才

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞長安供電局，廣東 東莞 523000）

在現(xiàn)代社會發(fā)展的過程中，通信技術(shù)不斷的革新，而網(wǎng)絡(luò)鏈路在其中發(fā)揮著極其重要的作用。不僅在有線通信之間能夠完成節(jié)點之間的轉(zhuǎn)換，在無線電進行通信的過程中也能夠完成基站與終端之間的通信。而在網(wǎng)絡(luò)鏈路進行檢測的過程中也有相同的原理，需要通過專業(yè)的系統(tǒng)工具才能有效地解決實際問題。開發(fā)更多新型網(wǎng)絡(luò)鏈路檢測系統(tǒng)工具，對于數(shù)據(jù)庫節(jié)點模塊，鏈路管理模塊以及拓撲圖管理模塊進行一系列的分析工作。利用ICMP協(xié)議并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃原則，PING鏈路上的IP地址，接收其返回值來判斷它的狀態(tài)。希望能夠設(shè)計一款簡易敏捷的網(wǎng)絡(luò)自動檢測系統(tǒng)，從整體上提升網(wǎng)絡(luò)鏈路檢測水平，從根本上提高網(wǎng)絡(luò)日常維護工作效率。

1 網(wǎng)絡(luò)鏈路檢測現(xiàn)狀研究

1.1 鏈路基本定義

鏈路作為現(xiàn)代通信的重要組成部分，在實際使用的過程中完成了兩個設(shè)備之間的連接工作。無論是有線通信還是無線通信，鏈路均是極其重要的。在有線通信的過程中，鏈路主要指的兩個節(jié)點之間的物理線路，比如說光纖和電纜等在實際使用的過程中起到了連接溝通的作用。而在無線電通信領(lǐng)域當(dāng)中，鏈路主要指的是基站和終端設(shè)備之間的傳播路徑空間。不僅在空間中可以傳播，在水下也可以進行傳播，如水聽器和換能器，均需要鏈路來完成相關(guān)的工作。總體上來看，鏈路指的就是一個節(jié)點到相鄰節(jié)點之間的物理線路，中間沒有任何其他的交換節(jié)點。在進行通信的過程中，兩臺設(shè)備如兩個計算機之間，往往是有許多的鏈路串聯(lián)所組成的。而網(wǎng)絡(luò)鏈路和物理鏈路也還有所不同，網(wǎng)絡(luò)鏈路主要指的是通過通信協(xié)議來控制數(shù)據(jù)的傳輸，主要完成互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)通信。在使用的過程中，將協(xié)議以及相關(guān)數(shù)據(jù)加在硬件上，以此來形成較為完善的網(wǎng)絡(luò)鏈路，又稱之為邏輯鏈路。根據(jù)通信方式的不同，電路分為點對點和多點連接的鏈路，在使用的過程中可以應(yīng)對復(fù)雜的場景。與此同時，鏈路又分為單向通信電路和雙向通信電路。而根據(jù)容量的不同，也可以將鏈路分為有容量的通信鏈路和無容量的通信鏈路。近些年來，隨著我國通信水平的提高，以太網(wǎng)的鏈路聚合作用不斷增強，在各行各業(yè)當(dāng)中均體現(xiàn)出了一定的優(yōu)越性。尤其是在協(xié)議制定的過程中，我國有關(guān)公司以及單位更是起到了牽頭的作用。在后續(xù)網(wǎng)絡(luò)鏈路研究的過程中，更需要對網(wǎng)絡(luò)鏈路的基本定義和發(fā)展方向進行充分的探索。同時研究網(wǎng)絡(luò)鏈路檢測系統(tǒng)工具，為應(yīng)用層的相關(guān)工作帶來一定的幫助。

1.2 網(wǎng)絡(luò)鏈路檢測常見問題

首先，目前大多數(shù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家都會完成網(wǎng)絡(luò)鏈路檢測工作，尤其是在系統(tǒng)工具研發(fā)的過程中，更是會根據(jù)廠家自己的設(shè)備以及協(xié)議進行相應(yīng)的調(diào)整。但是由于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠家品牌較多，各個廠家設(shè)備對接專業(yè)網(wǎng)管無法進行統(tǒng)一管理，尤其是在當(dāng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)交換機設(shè)備多且品牌各異，沒有統(tǒng)一網(wǎng)管進行管理時，日常通過人工手動進行網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)檢測耗時過長，效率極其低下。同時使得網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)檢測比較復(fù)雜，并沒有一套統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，也沒有一套完善的網(wǎng)絡(luò)鏈路檢測系統(tǒng)工具，使得日常維護工作效率比較低下。同時在進行協(xié)議調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)化對接的過程中，更是困難重重。通過研發(fā)一款簡易敏捷的網(wǎng)絡(luò)自動檢測系統(tǒng)，保證其效率更高，標(biāo)準(zhǔn)化更強，才能夠有效解決實際問題。本研究的創(chuàng)新點在于將所有廠家的設(shè)備生成統(tǒng)一的拓撲圖，在管理過程中較為便捷，不需要再為不同廠家進行調(diào)試工作，打破了技術(shù)上的壁壘。同時本軟件采用ICMP協(xié)議進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，功能中只需要做到ping鏈路上的一個IP地址就可以自動地判斷出電路的狀態(tài)。在自動發(fā)現(xiàn)鏈路功能當(dāng)中，使用的算法比較簡單。不需要依賴LLDP、OSPF，IS-IS，BGP，SNMP等復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，也不需要進行專門的配置工作，就可以兼容不同的拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

2 敏捷自動檢測系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)

2.1 數(shù)據(jù)庫開發(fā)

為了保證網(wǎng)絡(luò)鏈路檢測系統(tǒng)安全可靠運行，首先要對數(shù)據(jù)庫進行設(shè)計。在本研究的過程中，使用access2003數(shù)據(jù)庫作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，首先建立以dat為命名的數(shù)據(jù)庫文件，相對應(yīng)的建立node為命名的節(jié)點表。在節(jié)點表進行設(shè)計的過程中，包括了序號名稱，廠家類型，版本，IP地址等20多個字段。同時建立以Link為命名的鏈路表，其中包含序號，本端名稱，本端IP，本端端口，對端名稱，對端IP，對端端口，狀態(tài)，備注等共9個字段。另外還需要建立相關(guān)附表，其中包括以NIP命名的節(jié)點IP地址段表、以LIP命名的鏈路IP地址段表、以Alarm命名的告警信息表。在設(shè)計的過程中使用access2003數(shù)據(jù)庫作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，主要原因在于該數(shù)據(jù)庫的特點是安全穩(wěn)定、兼容性強、配置簡單。因為該數(shù)據(jù)庫是以磁盤文件形式保存，所以不可以通過網(wǎng)絡(luò)進行讀取，確保了安全性；同時因為本系統(tǒng)上基于windows系統(tǒng)開發(fā)，采用微軟的數(shù)據(jù)可以確保兼容性；Access2003是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，是以表格的形式記錄數(shù)據(jù)，跟Excel表格類似，所以配置相當(dāng)簡單。在整個設(shè)計的過程中較為便捷，能夠有效的解決實際問題。而且在后續(xù)使用的過程中依托于access2003強大的功能，能夠進行拓展開發(fā)，確保網(wǎng)絡(luò)鏈路檢測系統(tǒng)功能的不斷完善。

2.2 節(jié)點管理模塊開發(fā)

節(jié)點管理模塊是網(wǎng)絡(luò)敏捷自動檢測系統(tǒng)的核心功能，主要包括節(jié)點發(fā)現(xiàn)和檢測兩大功能。用C#語言編寫以ZDG.exe為命名的節(jié)點管理模塊，需要使用到多線程類Thread，數(shù)據(jù)庫類OleDb，ICMP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)檢測類Ping，必須引入using.System.Threading；using.System.Data.OleDb；usingSystem.Net.NetworkInformation； 命 名空間。節(jié)點發(fā)現(xiàn)功能實現(xiàn)的原理先用數(shù)據(jù)庫的輪詢功能查找NIP表里的節(jié)點IP段數(shù)據(jù)，再逐條進行PING檢測，用0表示離線，用1表示在線，并把狀態(tài)為在線在而未添加的節(jié)點添加到Node表里，PING檢測完成后，用BeginUpdate（）暫時掛起listView1的UI，用EndUpdate重新繪制控件，就可以得到最新的檢測結(jié)果。節(jié)點檢測功能實現(xiàn)的原理先用數(shù)據(jù)庫的輪詢功能查找Node表里的節(jié)點IP數(shù)據(jù)，再逐條進行PING檢測，用0表示離線，用1表示在線，并把返回來狀態(tài)寫入Node表里，PING檢測完成后，用BeginUpdate（）暫時掛起listView1的UI，用EndUpdate重新繪制控件，就可以得到最新的檢測結(jié)果。

2.3 鏈路管理模塊開發(fā)

鏈路管理模塊是網(wǎng)絡(luò)敏捷自動檢測系統(tǒng)的另一核心功能。主要包括鏈路發(fā)現(xiàn)和檢測兩大功能。用C#語言進行編寫qic.exe命名的鏈路管理模塊。與節(jié)點發(fā)現(xiàn)與檢測功能類似，同樣使用到多線程類Thread，數(shù)據(jù)庫類OleDb，ICMP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)檢測類Ping。鏈路發(fā)現(xiàn)功能實現(xiàn)的原理先用數(shù)據(jù)庫的輪詢功能查找LIP表里的鏈路IP段數(shù)據(jù)，再逐條進行PING檢測，用0表示離線，用1表示在線，并把狀態(tài)為在線在而未添加的鏈路添加到Link表里，PING檢測完成后，用BeginUpdate（）暫時掛起listView1的UI，用EndUpdate重新繪制控件，就可以得到最新的檢測結(jié)果。鏈路檢測功能實現(xiàn)的原理先用數(shù)據(jù)庫的輪詢功能查找Link表里的鏈路IP數(shù)據(jù)，再逐條進行PING檢測，用0表示離線，用1表示在線，并把返回來狀態(tài)寫入Link表里，PING檢測完成后，用BeginUpdate（）暫時掛起listView1的UI，用EndUpdate重新繪制控件，就可以得到最新的檢測結(jié)果。

2.4 拓撲圖管理模塊開發(fā)

在拓撲圖功能應(yīng)用開發(fā)的過程中，主要使用ASP技術(shù)來讀取數(shù)據(jù)庫里的節(jié)點和鏈路信息，告警信息生成json格式的sws接口。同時使用C#語言編寫Oledb.exe命名的電路管理模塊，相對應(yīng)的也要使用需要使用到多線程類Thread，數(shù)據(jù)庫類OleDb，ICMP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)檢測類Ping。在模塊進行調(diào)試的過程中，以設(shè)定的頻率定時調(diào)解sws接口，生成拓樸圖狀態(tài)，隨著節(jié)點模塊和鏈路模塊的數(shù)據(jù)更新而不停的更新。

3 結(jié)束語

總而言之，在現(xiàn)階段發(fā)展的過程中，由于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的品牌比較多，在管理的過程中缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。尤其是在大型復(fù)雜的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)使用的過程中，由于缺乏統(tǒng)一的網(wǎng)管，導(dǎo)致鏈路的狀態(tài)檢測耗時過長，效率比較低，未能夠有效的解決實際問題。本研究利用ICMP協(xié)議并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃原則，PING鏈路上的IP地址，接收其返回值來判斷它的狀態(tài)，只需要PING鏈路上的一個IP地址就可以判斷出該鏈路的狀態(tài)，簡單敏捷。另外使用簡單的算法就可以發(fā)現(xiàn)新鏈路，不需要依賴LLDP、OSPF，IS-IS，BGP，SNMP等復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，不需要在設(shè)備上做專門的配置，可以兼容不同拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，極大提高了日常運維工作效率。