如何通过LLDP获取网络拓扑？

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导 言

在某些应用场景中，需要获取网络中的拓扑信息，比如服务器网口和交换机的连接关系。为了满足这个要求，可以利用lldp协议，来实现该要求。

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LLDP协议

LLDP（Link Layer Discovery Protocol）链路层发现协议，协议设计的主要目的是进行信息的通告，进而获得关于网络拓扑以及相关管理配置信息。这是一个二层协议，它提供了一种标准方式来发现链路连接关系的能力，使得接入网络的一台设备可以将其主要的能力，管理地址，设备标识，接口标识等信息组织成不同的TLV（Type/Length/Value），并封装在LLDPDU(Link Layer Discovery Protocol Data Unit，链路层发现协议数据单元)中，发送给接入同一个局域网络的其它设备。

LLDP协议有四种工作模式：

TxRx:既发送也接收LLDP帧

Tx: 只发送不接收LLDP帧

Rx：只接收不发送LLDP 帧

Disable：既不发送也不接收

LLDP的工作原理

LLDP协议，从本质上来讲就是一个信息发现和通告协议。设备中的LLDP实体维护了两个MIB(Management Information Base) 库，一个是local system MIB,用来维护本地设备的相关信息；一个是remote system MIB,用来维护远端设备的相关信息。

LLDP 通过与相关的MIB库交互来初始化并维护本地MIB，并经本地的相关信息通告出去，同时接收其他设备的通告信息，并将其更新到remote system MIB。通过这种方式，就可以获取设备的邻居信息。用户就可以使用这两个MIB 库来完成自己的需求。

LLDP 报文格式

封装有LLDPDU (lldp 协议的协议数据单元)的报文，称之为LLDP帧。其封装格式有两种：Ethernet II 和 SNAP(Subnetwork Access Protocol,子网访问协议)。我们经常使用的就是以太帧，所以这儿就重点说一下基于Ethernet II 的LLDP报文。

Destination MAC address：目的MAC地址，为固定的组播MAC地址0x0180-C200-000E。

Source MAC address：源MAC地址，为端口MAC地址或设备桥MAC地址（如果有端口地址则使用端口MAC地址，否则使用设备桥MAC地址）

Type：报文类型，固定为0x88CC。

Data：数据，为LLDPDU

FCS：帧检验序列

其中LLDPDU 就是封装在LLDP报文数据部分的数据单元。只不过在组成LLDPDU之前，设备会先将本地的相关信息封装成TLV，然后再将多个TLV组合成一个LLDPDU，封装在LLDP报文的数据部分进行传送。

LLDPDU 格式

每个LLDPDU 最多可以携带28种TLV，LLDP报文预订，Chasis ID TLV, Port ID TLV, TTL TLV 和 End TLV 这四种是必须携带的，其余的TLV则是可选的。

下面是一个基本TLV的list:

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TLV 格式

TLV是组成LLDPDU的单元，其基本格式如下：

其中TLV Type 和 TLV Info String Length 称为TLV的header, 剩下的信息就是TLV的数据部分，根据TLV Length字段的值，就可以拿到具体的TLV数据。

其中 TLV Type的定义和分配如下表：

其中type 0-8为基本的TLV集合，其中Mandatory 则为必须的TLV，必须包含在lldp 数据报文中。

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获取lldp邻居信息

通过lldptool

linux提供了一个工具 lldptool 来查询和管理lldp信息。在安装了lldptool 相关工具的服务器上，我们可以获取到该服务器的物理拓扑信息：连接的交换机和交换机的相关端口信息。

下面是我们从服务器抓取到的lldp 信息。

上图中，我们可以看到，通过lldp ，抓取到该eth0网卡上联的交换机名称（System Name TLV）,交换机端口（Port ID TLV）和 当前所述的VLAN信息（Port VLAN ID TLV）。

通过原始套接字，抓取lldp数据帧

当然除了使用lldptool 工具来获取拓扑 信息，还可以自己通过抓取lldp 报文来分析相关的TLV信息，进而获取相连的邻居信息。

下面一个就是我通过原始套接字抓取的lldp 信息：

可以看到，列表中的每一项均为，key，value的 元组形式，其中key表示的就是TLV type，value就是该type的所表示的具体信息，当前是以二进制的形式，需要将二进制解码为字符串，就可以得到与lldptool 一样的拓扑信息。

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参考

1.https://learningnetwork.cisco.com/docs/DOC-26851

2.https://blog.csdn.net/goodluckwhh/article/details/10948065

3.http://www.023wg.com/message/message/cd_feature_lldp_message_format.html

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记得文末点个好看鸭~

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