基于IP/MAC交换的地址解析映射方法技术

本发明专利技术公开了一种基于IP/MAC交换的地址解析映射方法，该方法包括以下步骤：分配各个节点IP地址，设置各个多跳节点周期性发送广播包；多跳节点收到自身或直连全连接网络的ARP请求，查询本地IP/MAC地址表，若查到则伪造ARP应答回复，若未查询到则向无线多跳网络和直连全连接网络再次广播ARP请求，查询更新后的本地IP/MAC地址表，同时查询本地全网拓扑表确定最终目的节点，设置下一跳节点，向最终目的节点无线多跳网络广播，直至最终目的节点为自身。该方法结合全连接网络与多跳网络的ARP方法，多跳节点和全连接网络节点都不需要修改其ARP协议，大大提高了网络的可拓展性。

An Address Resolution Mapping Method Based on IP/MAC Switching

【技术实现步骤摘要】
基于IP/MAC交换的地址解析映射方法
本专利技术涉及通信
，特别涉及一种基于IP/MAC交换的地址解析映射方法。
技术介绍
在一个子网内，主机间欲要通信，必须获知通信目标的IP地址及MAC地址，一般使用地址解析协议(ARP协议)获取已知IP的主机其对应MAC地址。其流程如下：若A欲与B通信，已知B的IP地址，在本地ARP缓存表中寻找对应的MAC地址，若无，则在子网广播一个ARP请求，包含B的IP，自身的IP及MAC。B收到广播后回复ARP应答，包含自身IP及MAC。A得到B的MAC地址和才能往B发送数据包。但ARP协议只能应用于同一子网中设备，且设备间必须能监听到所有节点的广播。对于多跳网络，单个节点的广播可能无法传递到所有节点，传统ARP协议不再适用。相关技术中存在的方法是在每个多跳节点维护整个多跳网络的拓扑，构建路由表，根据已有路由表查找路径。有ARP请求时查表得到目的节点，根据路由表发送ARP请求，并在包中记录沿途节点，一路转发到目的节点。得到目的节点的ARP应答后将结果记入本地缓存的ARP表。这种方法适用于多跳网络的ARP，但缺点在于只适用于修改过部分代码的多跳节点，不能在网络中加入使用未经过修改的普通网络设备，即拓展性不高。由于多跳节点的部署相比普通网络设备成本更大，但普通网络设备的功能多样是单一多跳节点所不及。故若将多跳节点作为普通网络设备的接入点，将普通设备直连多跳节点后就能加入整个网络，将大大拓展网络的功能性。现有连接全连接网络及多跳网络的方法一般是在多跳网络节点实施ARP代理，为每个全连接网络分配不同的子网。这一方法的缺点在于每个全连接网络都需要分配不同的子网，当全连接网络数量众多但每个网络中设备数量很少时这一方法显得复杂且冗余。传统的ARP方法及使用于多跳网络的ARP方法均不能使得普通网络设备通过直连多跳节点加入网络，而ARP代理则需要复杂的子网分配过程。所以十分需要一种能够结合普通全连接网络与多跳网络的ARP方法，每个节点的IP能够在同一子网，使得不仅修改过部分代码的多跳网络间能够通过ARP协议获取各自MAC地址与IP映射关系，多跳节点挂载的全连接网络设备不需要修改任何协议，直接连上多跳节点，就能通过这种方式向全网发送ARP请求与获得应答。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种基于IP/MAC交换的地址解析映射方法，该方法能够结合普通全连接网络与多跳网络的ARP方法，不论是多跳节点还是全连接网络节点，都不需要修改其ARP协议，大大提高了网络的可拓展性。为达到上述目的，本专利技术提出了基于IP/MAC交换的地址解析映射方法：包括以下步骤：包括以下步骤：步骤S1，分配每个多跳节点的IP地址，其中，所述每个多跳节点的IP地址属于同一个子网；步骤S2，控制所述每个多跳节点周期性发送广播包，所述广播包包含本地全网拓扑表、本地各个节点的IP/MAC地址表，以更新所述本地全网拓扑与所述本地各节点的IP/MAC地址表；步骤S3，若所述每个多跳节点收到自身的APR请求，则查询本地IP/MAC地址表，若查询有对应项，则伪造ARP应答直接回复，否则向无线多跳网络和直连全连接网络广播，若所述每个多跳节点收到直连全连接网络的ARP请求，则查询所述本地IP/MAC地址表，若查询有对应项，则伪造ARP应答直接回复，否则向无线多跳网络广播；步骤S4，在所述每个多跳节点收到连接的全连接网络设备的ARP请求或应答时，根据ARP包中的IP/MAC更新所述本地IP/MAC表；步骤S5，在所述每个多跳节点收到无线多跳网络发来的ARP请求包时，向全连接网络及无线多跳网络转发该广播；步骤S6，在得到所述ARP应答包之后，记录MAC/IP表项，若最终目的节点为自身，则接受，若下一跳节点为自身且所述最终目的不是自身，则根据目的地址查询所述本地IP/MAC表与所述本地全网拓扑表，并进行转发；以及步骤S7，确定所述IP地址与所述MAC地址映射关系，根据拓扑与IP/MAC表查找所述最终目的节点以进行多跳节点间的通信，并转发规划路径，以使多跳网络节点连接全连接网络，实现整个网络范围内的地址解析映射。本专利技术实施例的基于IP/MAC交换的地址解析映射方法，通过结合无线多跳网络与全连接网络的异构网络，能够使得多跳网络节点连接全连接网络，实现整个网络范围内的地址解析映射，同时确保不论是多跳节点还是全连接网络节点，都不需要修改其ARP协议，普通网络设备直接挂载上多跳网络节点即可通过ARP协议获取目标地址，进而进行全网的通信。另外，根据本专利技术上述实施例的基于IP/MAC交换的地址解析映射方法还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，本专利技术实施例还包括：判断IP/MAC表项更新是否出现冲突；如果IP/MAC表项的更新出现冲突，则删除旧信息，并保留新信息。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，初始化的所述本地IP/MAC地址表中仅含有自身的MAC地址与IP地址，需通过接收其他广播包更新所述本地IP/MAC地址表，存储其余节点的IP/MAC信息。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，通过直连全连接网络设备的ARP请求或应答来存储设备对应的IP/MAC信息。可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S3具体包括：多跳节点底层接收其余无线多跳网络广播的ARP请求，根据ARP请求中信息查询所述本地IP/MAC地址表；若存在对应的IP地址，则直接用对应的IP/MAC信息伪造一个ARP应答返回上层或全连接网络；若不存在对应的IP地址，则所述最终目的节点未加入网络或者IP/MAC信息未同步到无线多跳网络中，则向无线多跳网络和直连全连接网络广播。可选地，在本专利技术的一个实施例中，所述步骤S3具体还包括：多跳节点底层接收直连全连接网络的ARP请求，根据ARP请求中信息查询所述本地IP/MAC地址表；若存在对应的IP地址，则直接用对应的IP/MAC信息伪造一个ARP应答直接回复；若不存在对应的IP地址，则向无线多跳网络广播，不再向直连全连接网络广播。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述多跳节点底层接收到其余无线多跳网络广播的ARP请求时，因自身IP/MAC理应通过周期性广播同步到各个多跳节点，故目的IP地址是自身的ARP请求已经通过源多跳节点的伪造ARP应答答复，故收到的ARP请求所述目的IP地址不再是自身。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，若所述最终目的节点为其余多跳节点或其余全连接网络，则查询所述本地全网拓扑表设置下一跳，继续向无线多跳网络广播。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术实施例的基于IP/MAC交换的地址解析映射方法流程图；图2为根据本专利技术实施例的多跳网络与全连接网络连接示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参照本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于IP/MAC交换的地址解析映射方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，分配每个多跳节点的IP地址，其中，所述每个多跳节点的IP地址属于同一个子网；步骤S2，控制所述每个多跳节点周期性发送广播包，所述广播包包含本地全网拓扑表、本地各个节点的IP/MAC地址表，以更新所述本地全网拓扑与所述本地各节点的IP/MAC地址表；步骤S3，若所述每个多跳节点收到自身的APR请求，则查询本地IP/MAC地址表，若查询有对应项，则伪造ARP应答直接回复，否则向无线多跳网络和直连全连接网络广播，若所述每个多跳节点收到直连全连接网络的ARP请求，则查询所述本地IP/MAC地址表，若查询有对应项，则伪造ARP应答直接回复，否则向无线多跳网络广播；步骤S4，在所述每个多跳节点收到连接的全连接网络设备的ARP请求或应答时，根据ARP包中的IP/MAC更新所述本地IP/MAC表；步骤S5，在所述每个多跳节点收到无线多跳网络发来的ARP请求包时，向全连接网络及无线多跳网络转发该广播；步骤S6，在得到所述ARP应答包之后，记录MAC/IP表项，若最终目的节点为自身，则接受，若下一跳节点为自身且所述最终目的不是自身，则根据目的地址查询所述本地IP/MAC表与所述本地全网拓扑表，并进行转发；步骤S7，确定所述IP地址与所述MAC地址映射关系，根据拓扑与IP/MAC表查找所述最终目的节点以进行多跳节点间的通信，并转发规划路径，以使多跳网络节点连接全连接网络，实现整个网络范围内的地址解析映射。...

【技术特征摘要】
1.一种基于IP/MAC交换的地址解析映射方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，分配每个多跳节点的IP地址，其中，所述每个多跳节点的IP地址属于同一个子网；步骤S2，控制所述每个多跳节点周期性发送广播包，所述广播包包含本地全网拓扑表、本地各个节点的IP/MAC地址表，以更新所述本地全网拓扑与所述本地各节点的IP/MAC地址表；步骤S3，若所述每个多跳节点收到自身的APR请求，则查询本地IP/MAC地址表，若查询有对应项，则伪造ARP应答直接回复，否则向无线多跳网络和直连全连接网络广播，若所述每个多跳节点收到直连全连接网络的ARP请求，则查询所述本地IP/MAC地址表，若查询有对应项，则伪造ARP应答直接回复，否则向无线多跳网络广播；步骤S4，在所述每个多跳节点收到连接的全连接网络设备的ARP请求或应答时，根据ARP包中的IP/MAC更新所述本地IP/MAC表；步骤S5，在所述每个多跳节点收到无线多跳网络发来的ARP请求包时，向全连接网络及无线多跳网络转发该广播；步骤S6，在得到所述ARP应答包之后，记录MAC/IP表项，若最终目的节点为自身，则接受，若下一跳节点为自身且所述最终目的不是自身，则根据目的地址查询所述本地IP/MAC表与所述本地全网拓扑表，并进行转发；步骤S7，确定所述IP地址与所述MAC地址映射关系，根据拓扑与IP/MAC表查找所述最终目的节点以进行多跳节点间的通信，并转发规划路径，以使多跳网络节点连接全连接网络，实现整个网络范围内的地址解析映射。2.根据权利要求1所述的基于IP/MAC交换的地址解析映射方法，其特征在于，还包括：判断IP/MAC表项更新是否出现冲突；如果IP/MAC表项的更新出现冲突，则删除旧信息，并保留新信息。3.根据权利要求1所述的基于IP/MAC交换的地址解析映射方法，其特征在于，初始化的所述本...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑，王锲翔，黄延，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11