專利名稱：一種基于免費(fèi)arp實(shí)現(xiàn)代理arp的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
地址解析協(xié)議(Address Resolution Protocol, ARP)實(shí)現(xiàn)了通過(guò)IP地址得知其物理地址。免費(fèi)ARP (Gratuitous ARP)報(bào)文是一種特殊的ARP報(bào)文，該報(bào)文中攜帶的發(fā)送端互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(Internet Protocol, IP)地址和目標(biāo)IP地址都是本機(jī)IP地址，源介質(zhì)訪問(wèn)控制(Media Access Control, MAC)地址是本機(jī)MAC地址，目的MAC地址是廣播地址。主機(jī)通過(guò)對(duì)外發(fā)送免費(fèi)ARP報(bào)文來(lái)實(shí)現(xiàn)以下功能(1)確定其它主機(jī)的IP地址是否與本機(jī)的IP地址沖突。當(dāng)其它主機(jī)收到免費(fèi)ARP報(bào)文后，如果發(fā)現(xiàn)該報(bào)文中的IP地址和自己的IP地址相同，則返回一個(gè)ARP回應(yīng)給發(fā)送免費(fèi)ARP報(bào)文的主機(jī)，告知該主機(jī)所用的IP地址有沖突。(2)當(dāng)主機(jī)改變MAC地址時(shí)，通過(guò)發(fā)送免費(fèi)ARP報(bào)文通知其它主機(jī)更新 ARP緩存表。其中，ARP緩存表用于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中各主機(jī)和路由器的IP地址到MAC地址映射關(guān)系。在主機(jī)的ARP緩存表中沒(méi)有存儲(chǔ)需要與其通信的主機(jī)的MAC地址時(shí)，則向該主機(jī)發(fā)送ARP請(qǐng)求報(bào)文。如果ARP請(qǐng)求報(bào)文是從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)發(fā)往同一網(wǎng)段卻不在同一物理網(wǎng)絡(luò)上的另一臺(tái)主機(jī)，那么連接它們的具有代理ARP功能的設(shè)備就可以回答該請(qǐng)求，這個(gè)過(guò)程稱作代理ARP (Proxy ARP)。代理ARP功能屏蔽了分離的物理網(wǎng)絡(luò)這一事實(shí)，使用戶使用起來(lái)好像在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上，可以只被應(yīng)用在一個(gè)設(shè)備上(此時(shí)該設(shè)備的作用相當(dāng)于網(wǎng)關(guān))，不會(huì)影響到網(wǎng)絡(luò)中其他設(shè)備的路由表。而且代理ARP功能可以在主機(jī)沒(méi)有配置缺省網(wǎng)關(guān)或者主機(jī)沒(méi)有任何路由能力的情況下使用。但是，代理ARP存在如下不足具有代理ARP功能的設(shè)備在沒(méi)有檢測(cè)目標(biāo)IP的可達(dá)性的情況下，就直接向發(fā)送ARP請(qǐng)求報(bào)文的請(qǐng)求端發(fā)送ARP回應(yīng)，使得請(qǐng)求端的ARP緩存表中存在目標(biāo)終端的IP地址和硬件地址的映射關(guān)系，請(qǐng)求端根據(jù)這種硬件關(guān)系發(fā)起與目標(biāo)終端的通信，然而，由于沒(méi)有檢測(cè)目標(biāo)IP的可達(dá)性，目標(biāo)終端可能并不存在，最終無(wú)法完成通信。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的方法及系統(tǒng)，其實(shí)現(xiàn)了代理ARP中目標(biāo)終端的可達(dá)性檢測(cè)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的一種基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的方法，包括如下步驟A、接入交換機(jī)通過(guò)監(jiān)聽(tīng)I(yíng)P主機(jī)的免費(fèi)ARP過(guò)程，創(chuàng)建和保存主機(jī)IP地址信息，并將該主機(jī)IP地址信息發(fā)送至匯聚交換機(jī)；B、匯聚交換機(jī)接收所述主機(jī)IP地址信息，并將其保存到主機(jī)IP地址信息表中；
C、匯聚交換機(jī)在接收到IP主機(jī)發(fā)送的ARP請(qǐng)求報(bào)文后，檢測(cè)該報(bào)文中的目標(biāo)IP 地址是否在所述主機(jī)IP地址信息表中，如果在，則向IP主機(jī)發(fā)送ARP回應(yīng)報(bào)文，如果不在， 則丟棄該ARP請(qǐng)求報(bào)文。特別的，所述步驟A中接入交換機(jī)監(jiān)聽(tīng)I(yíng)P主機(jī)的免費(fèi)ARP過(guò)程包括接入交換機(jī)向交換芯片下發(fā)規(guī)則，在交換芯片收到ARP報(bào)文后，均將其復(fù)制一份發(fā)送給接入交換機(jī)處理器進(jìn)行軟件解析，然后，ARP報(bào)文由交換芯片執(zhí)行硬件轉(zhuǎn)發(fā)，其中，所述ARP報(bào)文包括免費(fèi)ARP報(bào)文、ARP請(qǐng)求報(bào)文及ARP回應(yīng)報(bào)文。特別的，所述步驟A具體包括接入交換機(jī)通過(guò)監(jiān)聽(tīng)I(yíng)P主機(jī)的免費(fèi)ARP過(guò)程，創(chuàng)建和保存主機(jī)IP地址信息，將所述主機(jī)IP地址信息加入到主機(jī)IP地址信息報(bào)文中，并對(duì)該報(bào)文進(jìn)行加密和散列處理，然后，根據(jù)接入交換機(jī)配置的接收主機(jī)IP地址信息的匯聚交換機(jī)的地址，將所述主機(jī)IP地址信息報(bào)文發(fā)送至匯聚交換機(jī)。特別的，所步驟B具體包括匯聚交換機(jī)解析出與所述匯聚交換機(jī)連接的所有接入交換機(jī)傳入的主機(jī)IP地址信息報(bào)文中的主機(jī)IP地址信息，并將該主機(jī)IP地址信息保存到本地的主機(jī)IP地址信息表中。特別的，所述步驟C具體包括匯聚交換機(jī)在接收到IP主機(jī)發(fā)送的ARP請(qǐng)求報(bào)文后，判斷ARP請(qǐng)求是否滿足代理 ARP的條件，如果滿足代理ARP的條件，則檢測(cè)該報(bào)文中的目標(biāo)IP地址是否在所述主機(jī)IP 地址信息表中，如果在，則向IP主機(jī)發(fā)送ARP回應(yīng)報(bào)文，如果不在，則丟棄該ARP請(qǐng)求報(bào)文； 其中，所述代理ARP的條件是指ARP請(qǐng)求報(bào)文中的目標(biāo)IP地址處在該匯聚交換機(jī)另一個(gè)三層接口的網(wǎng)段中，與發(fā)送ARP請(qǐng)求報(bào)文的IP主機(jī)不在同一個(gè)廣播域。本發(fā)明還公開了一種基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的系統(tǒng)，包括接入交換機(jī)，與IP主機(jī)連接，通過(guò)監(jiān)聽(tīng)I(yíng)P主機(jī)的免費(fèi)ARP過(guò)程，創(chuàng)建和保存主機(jī) IP地址信息，并將該主機(jī)IP地址信息發(fā)送至匯聚交換機(jī)；匯聚交換機(jī)，與接入交換機(jī)連接，在其接口上使能ARP代理功能，將收到的主機(jī)IP 地址信息保存到主機(jī)IP地址信息表中；并在接收到IP主機(jī)發(fā)送的ARP請(qǐng)求報(bào)文后，檢測(cè)該報(bào)文中的目標(biāo)IP地址是否在所述主機(jī)IP地址信息表中，如果在，則向IP主機(jī)發(fā)送ARP回應(yīng)報(bào)文，如果不在，則丟棄該ARP請(qǐng)求報(bào)文。特別的，所述接入交換機(jī)還用于向交換芯片下發(fā)規(guī)則，在交換芯片收到ARP報(bào)文后，均將其復(fù)制一份發(fā)送給接入交換機(jī)處理器進(jìn)行軟件解析，然后，ARP報(bào)文由交換芯片執(zhí)行硬件轉(zhuǎn)發(fā)。特別的，所述接入交換機(jī)具體用于通過(guò)監(jiān)聽(tīng)I(yíng)P主機(jī)的免費(fèi)ARP過(guò)程，創(chuàng)建和保存主機(jī)IP地址信息，將所述主機(jī)IP 地址信息加入到主機(jī)IP地址信息報(bào)文中，并對(duì)該報(bào)文進(jìn)行加密和散列處理，然后，根據(jù)接入交換機(jī)配置的接收主機(jī)IP地址信息的匯聚交換機(jī)的地址，將所述主機(jī)IP地址信息報(bào)文發(fā)送至匯聚交換機(jī)。特別的，所述匯聚交換機(jī)，在其接口上使能ARP代理功能后，解析出與所述匯聚交換機(jī)連接的所有接入交換機(jī)傳入的主機(jī)IP地址信息報(bào)文中的主機(jī)IP地址信息，并將該主機(jī)IP地址信息保存到本地的主機(jī)IP地址信息表中。特別的，所述匯聚交換機(jī)，在接收到IP主機(jī)發(fā)送的ARP請(qǐng)求報(bào)文后，判斷ARP請(qǐng)求是否滿足代理ARP的條件，如果滿足代理ARP的條件，則檢測(cè)該報(bào)文中的目標(biāo)IP地址是否在所述主機(jī)IP地址信息表中，如果在，則向IP主機(jī)發(fā)送ARP回應(yīng)報(bào)文，如果不在，則丟棄該 ARP請(qǐng)求報(bào)文；其中，所述代理ARP的條件是指ARP請(qǐng)求報(bào)文中的目標(biāo)IP地址處在該匯聚交換機(jī)另一個(gè)三層接口的網(wǎng)段中，與發(fā)送ARP請(qǐng)求報(bào)文的IP主機(jī)不在同一個(gè)廣播域。本發(fā)明的技術(shù)方案根據(jù)通過(guò)監(jiān)聽(tīng)I(yíng)P主機(jī)的免費(fèi)ARP過(guò)程獲得的主機(jī)IP地址信息表，判斷ARP請(qǐng)求報(bào)文中的目標(biāo)IP地址是否在主機(jī)IP地址信息表中，實(shí)現(xiàn)了代理ARP中目標(biāo)終端的可達(dá)性檢測(cè)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的方法流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的主機(jī)IP地址信息報(bào)文格式示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的方法流程圖。本實(shí)施例中基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的方法包括如下步驟步驟101、在接入交換機(jī)上使能免費(fèi)地址解析協(xié)議(ARP)監(jiān)聽(tīng)，并配置接收主機(jī)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)地址信息的匯聚交換機(jī)的地址。接入交換機(jī)使能免費(fèi)ARP監(jiān)聽(tīng)后，向交換芯片下發(fā)規(guī)則，具體規(guī)則如下在交換芯片收到ARP報(bào)文后，均將其復(fù)制一份發(fā)送給接入交換機(jī)處理器進(jìn)行軟件解析，但是，所述匯聚交換機(jī)處理器不轉(zhuǎn)發(fā)復(fù)制的ARP報(bào)文，交換芯片收到的ARP報(bào)文依然由交換芯片執(zhí)行硬件轉(zhuǎn)發(fā)，其中，所述ARP報(bào)文是指所有傳入交換芯片的與地址解析協(xié)議相關(guān)的報(bào)文，例如， 免費(fèi)ARP報(bào)文，ARP請(qǐng)求報(bào)文，ARP回應(yīng)報(bào)文。步驟102、接入交換機(jī)監(jiān)聽(tīng)I(yíng)P主機(jī)的免費(fèi)ARP過(guò)程，并創(chuàng)建和保存主機(jī)IP地址信
肩、ο具體監(jiān)聽(tīng)過(guò)程如下接入交換機(jī)接收到IP主機(jī)發(fā)送的免費(fèi)ARP報(bào)文后，根據(jù)該免費(fèi)ARP報(bào)文中攜帶的信息，例如，源IP地址和源介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)地址，對(duì)自身維護(hù)的主機(jī)IP地址表進(jìn)行修改。接入交換機(jī)先判斷主機(jī)IP地址表中是否存在與該免費(fèi)ARP報(bào)文中的源IP地址對(duì)應(yīng)的主機(jī)IP地址表項(xiàng)，如果不存在對(duì)應(yīng)的主機(jī)IP地址表項(xiàng)，則接入交換機(jī)將根據(jù)該免費(fèi)ARP報(bào)文中攜帶的信息，新建主機(jī)IP地址表項(xiàng)，新建的主機(jī)IP地址信息中記錄了 IP主機(jī)的MAC地址、IP地址、虛擬局域網(wǎng)(VLAN)號(hào)和端口號(hào)；如果存在對(duì)應(yīng)的主機(jī)IP 地址表項(xiàng)，則接入交換機(jī)將根據(jù)該免費(fèi)ARP報(bào)文中攜帶的信息更新對(duì)應(yīng)的主機(jī)IP地址表項(xiàng)。步驟103、接入交換機(jī)將主機(jī)IP地址信息加入到主機(jī)IP地址信息報(bào)文中，并對(duì)該報(bào)文進(jìn)行加密和散列處理，然后，根據(jù)接入交換機(jī)配置的接收主機(jī)IP地址信息的匯聚交換機(jī)的地址，將所述主機(jī)IP地址信息報(bào)文發(fā)送至匯聚交換機(jī)。接入交換機(jī)和匯聚交換機(jī)之間的主機(jī)IP地址信息報(bào)文使用用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議 (User Datagram Protocol, UDP)連接在網(wǎng)絡(luò)上傳播。為了保證安全性和防篡改，可以對(duì)主機(jī)IP地址信息報(bào)文進(jìn)行加密和散列處理。本發(fā)明的加密采用共享密鑰的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn) (Data Encryption Standard, DES)方式，散列采用消息摘要算法第五版(Message Digest Algorithm MD5，簡(jiǎn)稱 MD5)方式。如圖2所示，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的主機(jī)IP地址信息報(bào)文格式示意圖。主機(jī)IP地址信息報(bào)文承載于用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議中，該報(bào)文各字段的含義如下Version 版本號(hào)，目前為1 ；Type 類型，目前為1，表示包含主機(jī)IP地址信息；SeqNo 序列號(hào)，每發(fā)送一個(gè)報(bào)文，加1 ；SecretLen 被加密報(bào)文的長(zhǎng)度；Signature 主機(jī)IP地址信息報(bào)文所有字段的MD5散列結(jié)果，其中160ctetS代表 16個(gè)位組；SwitchIPAddr 交換機(jī)的 IP 地址；SwitchID 交換機(jī)標(biāo)識(shí)號(hào)(ID)，一般取交換機(jī)處理器的介質(zhì)訪問(wèn)控制地址，其中 6octets代表6個(gè)位組；Count 主機(jī)IP地址數(shù)量；HostMAC 租用地址的IP主機(jī)的介質(zhì)訪問(wèn)控制地址，其中60ctetS代表6個(gè)位組；Reserved 保留，填入 0 ；HostVlanIchIP主機(jī)接入交換機(jī)的虛擬局域網(wǎng)標(biāo)識(shí)號(hào)(Vlan ID)；PortNum IP主機(jī)所在的交換機(jī)端口號(hào)；HostIP =IP 主機(jī)的 IPv4 地址；DES密鑰由用戶配置，而且接入交換機(jī)與匯聚交換機(jī)的密鑰必須確保一致。發(fā)送主機(jī)IP地址信息報(bào)文前，先進(jìn)行加密，后進(jìn)行散列處理，具體過(guò)程如下自SwitchIPAddr字段開始，一直到結(jié)尾的所述主機(jī)IP地址信息報(bào)文的內(nèi)容進(jìn)行 DES加密，密文與明文等長(zhǎng)，密文放入主機(jī)IP地址信息報(bào)文中的SwitchIPAddr字段開始的報(bào)文區(qū)域，密文長(zhǎng)度置于主機(jī)IP地址信息報(bào)文的kcretLen字段，然后交給散列處理單元。對(duì)于交換機(jī)DES加密后的主機(jī)IP地址信息報(bào)文，在計(jì)算MD5散列時(shí)，Signature字段首先清零，然后對(duì)整個(gè)主機(jī)IP地址信息報(bào)文作散列運(yùn)算，散列操作完成后，將散列值填入 Signature字段，這時(shí)主機(jī)IP地址信息報(bào)文就可以發(fā)出接入交換機(jī)了。步驟104、匯聚交換機(jī)解析出與所述匯聚交換機(jī)連接的所有接入交換機(jī)傳入的主機(jī)IP地址信息報(bào)文中的主機(jī)IP地址信息，并將該主機(jī)IP地址信息保存到本地的主機(jī)IP 地址信息表中。匯聚交換機(jī)在接收到主機(jī)IP地址信息報(bào)文后，先進(jìn)行散列計(jì)算，再解密，最終解析出其中的主機(jī)IP地址信息，具體過(guò)程如下在進(jìn)行散列計(jì)算時(shí)，先備份Signature字段的值，再將Signature字段清零，然后計(jì)算整個(gè)報(bào)文的MD5散列值；如果散列值與備份的Signature字段的值一樣，則散列驗(yàn)證成功，繼續(xù)對(duì)主機(jī)IP地址信息報(bào)文作DES解密處理。如果散列驗(yàn)證失敗，則丟棄該主機(jī)IP 地址信息報(bào)文。對(duì)于接收到的MD5散列驗(yàn)證成功的主機(jī)IP地址信息報(bào)文，匯聚交換機(jī)對(duì)從 Signature字段之后位置開始，且長(zhǎng)度由SecretLen字段指定的主機(jī)IP地址信息報(bào)文的內(nèi)容進(jìn)行DES解密處理，還原出自SwitchIPAddr字段開始的主機(jī)IP地址信息報(bào)文的內(nèi)容。步驟105、匯聚交換機(jī)在接收到IP主機(jī)發(fā)送的ARP請(qǐng)求報(bào)文后，檢測(cè)該報(bào)文中的目標(biāo)IP地址是否在主機(jī)IP地址信息表中，如果在，則向IP主機(jī)發(fā)送ARP回應(yīng)報(bào)文，如果不在，則丟棄該ARP請(qǐng)求報(bào)文。IP主機(jī)發(fā)送ARP請(qǐng)求報(bào)文，ARP請(qǐng)求報(bào)文通過(guò)接入交換機(jī)傳入?yún)R聚交換機(jī)。匯聚交換機(jī)在接收到ARP請(qǐng)求報(bào)文后，判斷ARP請(qǐng)求是否滿足代理ARP的條件。如果接收ARP請(qǐng)求報(bào)文的三層接口使能了代理ARP，并且IP主機(jī)的ARP請(qǐng)求報(bào)文中的目標(biāo)IP地址處在匯聚交換機(jī)的另一個(gè)三層接口的網(wǎng)段中，與發(fā)送ARP請(qǐng)求報(bào)文的IP主機(jī)不在同一個(gè)廣播域，則滿足代理ARP的條件。匯聚交換機(jī)將根據(jù)ARP請(qǐng)求報(bào)文中的目標(biāo)IP地址，查詢主機(jī)IP地址信息表，如果目標(biāo)IP地址在主機(jī)IP地址信息表中，說(shuō)明與目標(biāo)IP地址對(duì)應(yīng)的目標(biāo)終端可達(dá)，則發(fā)送ARP回應(yīng)報(bào)文給IP主機(jī)，其中，ARP回應(yīng)報(bào)文中的目標(biāo)MAC地址為接收該ARP 請(qǐng)求報(bào)文的三層接口的MAC地址；如果目標(biāo)IP地址不在主機(jī)IP地址信息表中，說(shuō)明與目標(biāo) IP地址對(duì)應(yīng)的目標(biāo)終端不可達(dá)，則丟棄該ARP請(qǐng)求報(bào)文，不做處理。請(qǐng)參照?qǐng)D3所示，圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的系統(tǒng)框圖。本實(shí)施例中基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的系統(tǒng)包括接入交換機(jī)302和匯聚交換機(jī)303。其中，所述匯聚交換機(jī)303為三層網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。所述接入交換機(jī)302，與IP主機(jī)301連接，通過(guò)監(jiān)聽(tīng)I(yíng)P主機(jī)301的免費(fèi)ARP過(guò)程， 創(chuàng)建和保存主機(jī)IP地址信息，并將主機(jī)IP地址信息發(fā)送至匯聚交換機(jī)303。接入交換機(jī)302使能免費(fèi)ARP監(jiān)聽(tīng)后，向交換芯片下發(fā)規(guī)則，具體規(guī)則如下在交換芯片收到ARP報(bào)文后，均將其復(fù)制一份發(fā)送給接入交換機(jī)302處理器進(jìn)行軟件解析，但是，所述匯聚交換機(jī)303處理器不轉(zhuǎn)發(fā)復(fù)制的ARP報(bào)文，交換芯片收到的ARP報(bào)文依然由交換芯片執(zhí)行硬件轉(zhuǎn)發(fā)，其中，所述ARP報(bào)文是指所有傳入交換芯片的與地址解析協(xié)議相關(guān)的報(bào)文，例如，免費(fèi)ARP報(bào)文，ARP請(qǐng)求報(bào)文，ARP回應(yīng)報(bào)文。監(jiān)聽(tīng)的具體過(guò)程接入交換機(jī)302接收到IP主機(jī)301發(fā)送的免費(fèi)ARP報(bào)文后，根據(jù)該免費(fèi)ARP報(bào)文中攜帶的源IP地址和源MAC地址，對(duì)自身維護(hù)的主機(jī)IP地址表進(jìn)行修改。接入交換機(jī)302先判斷主機(jī)IP地址表中是否存在與該免費(fèi)ARP報(bào)文中的源IP地址對(duì)應(yīng)的主機(jī)IP地址表項(xiàng)，如果不存在對(duì)應(yīng)的主機(jī)IP地址表項(xiàng)，則接入交換機(jī)302將根據(jù)該免費(fèi)ARP報(bào)文中攜帶的信息，新建主機(jī)IP地址表項(xiàng)，新建的主機(jī)IP地址信息中記錄了 IP主機(jī)301的MAC地址、IP地址、虛擬局域網(wǎng)號(hào)和端口號(hào)；如果存在對(duì)應(yīng)的主機(jī)IP地址表項(xiàng)，則接入交換機(jī)302將根據(jù)該免費(fèi)ARP報(bào)文中攜帶的信息更新對(duì)應(yīng)的主機(jī)IP地址表項(xiàng)。接入交換機(jī)302將監(jiān)聽(tīng)得到的主機(jī)IP地址信息加入到主機(jī)IP地址信息報(bào)文中， 并對(duì)該報(bào)文進(jìn)行加密和散列處理，然后，根據(jù)接入交換機(jī)302配置的接收主機(jī)IP地址信息的匯聚交換機(jī)303的地址，將所述主機(jī)IP地址信息報(bào)文發(fā)送至匯聚交換機(jī)303。由于接入交換機(jī)302和匯聚交換機(jī)303之間的主機(jī)IP地址信息報(bào)文使用用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議連接在網(wǎng)絡(luò)上傳播。為了保證安全性和防篡改，可以對(duì)主機(jī)IP地址信息報(bào)文進(jìn)行加密和散列處理。本發(fā)明的加密采用共享密鑰的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)方式，散列采用消息摘要算法第五版方式。DES密鑰由用戶配置，而且接入交換機(jī)302與匯聚交換機(jī)303的密鑰必須確保一致。發(fā)送主機(jī)IP地址信息報(bào)文前，先進(jìn)行加密，后進(jìn)行散列處理，具體過(guò)程如下自SwitchIPAddr字段開始，一直到結(jié)尾的所述主機(jī)IP地址信息報(bào)文的內(nèi)容進(jìn)行 DES加密，密文與明文等長(zhǎng)，密文放入主機(jī)IP地址信息報(bào)文中的SwitchIPAddr字段開始的報(bào)文區(qū)域，密文長(zhǎng)度置于主機(jī)IP地址信息報(bào)文的kcretLen字段，然后交給散列處理單元。對(duì)于交換機(jī)DES加密后的主機(jī)IP地址信息報(bào)文，在計(jì)算MD5散列時(shí)，Signature字段首先清零，然后對(duì)整個(gè)主機(jī)IP地址信息報(bào)文作散列運(yùn)算，散列操作完成后，將散列值填入 Signature字段，這時(shí)主機(jī)IP地址信息報(bào)文就可以發(fā)出接入交換機(jī)302 了。所述匯聚交換機(jī)303，與若干個(gè)接入交換機(jī)302連接，在其接口上使能ARP代理功能，將收到的主機(jī)IP地址信息保存到主機(jī)IP地址信息表中；并在接收到IP主機(jī)301發(fā)送的ARP請(qǐng)求報(bào)文后，檢測(cè)該報(bào)文中的目標(biāo)IP地址是否在所述主機(jī)IP地址信息表中，如果在，則向IP主機(jī)301發(fā)送ARP回應(yīng)報(bào)文，如果不在，則丟棄該ARP請(qǐng)求報(bào)文。匯聚交換機(jī)303在接收到主機(jī)IP地址信息報(bào)文后，先進(jìn)行散列計(jì)算，再解密，最終解析出其中的主機(jī)IP地址信息，具體過(guò)程如下在進(jìn)行散列計(jì)算時(shí)，先備份Signature字段的值，再將Signature字段清零，然后計(jì)算整個(gè)報(bào)文的MD5散列值；如果散列值與備份的Signature字段的值一樣，則散列驗(yàn)證成功，繼續(xù)對(duì)主機(jī)IP地址信息報(bào)文作DES解密處理。如果散列驗(yàn)證失敗，則丟棄該主機(jī)IP地址信息報(bào)文。對(duì)于接收到的MD5散列驗(yàn)證成功的主機(jī)IP地址信息報(bào)文，匯聚交換機(jī)303對(duì)從Signature字段之后位置開始，且長(zhǎng)度由kcretLen字段指定的主機(jī)IP地址信息報(bào)文的內(nèi)容進(jìn)行DES解密處理，還原出自SwitchIPAddr字段開始的主機(jī)IP地址信息報(bào)文的內(nèi)容。匯聚交換機(jī)303在接收到ARP請(qǐng)求報(bào)文后，判斷ARP請(qǐng)求是否滿足代理ARP的條件。如果接收ARP請(qǐng)求報(bào)文的三層接口使能了代理ARP，并且IP主機(jī)301的ARP請(qǐng)求報(bào)文中的目標(biāo)IP地址處在匯聚交換機(jī)303的另一個(gè)三層接口的網(wǎng)段中，與發(fā)送ARP請(qǐng)求報(bào)文的 IP主機(jī)301不在同一個(gè)廣播域，則滿足代理ARP的條件。此時(shí)，匯聚交換機(jī)303將根據(jù)ARP 請(qǐng)求報(bào)文中的目標(biāo)IP地址，查詢主機(jī)IP地址信息表，如果目標(biāo)IP地址在主機(jī)IP地址信息表中，則發(fā)送ARP回應(yīng)報(bào)文給IP主機(jī)301，其中，ARP回應(yīng)報(bào)文中的目標(biāo)MAC地址為接收該 ARP請(qǐng)求報(bào)文的三層接口的MAC地址；如果目標(biāo)IP地址不在主機(jī)IP地址信息表中，則丟棄該ARP請(qǐng)求報(bào)文。本發(fā)明實(shí)施例提供的基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的系統(tǒng)，根據(jù)通過(guò)監(jiān)聽(tīng)I(yíng)P主機(jī) 301的免費(fèi)ARP過(guò)程獲得的主機(jī)IP地址信息表，判斷ARP請(qǐng)求報(bào)文中的目標(biāo)IP地址是否在主機(jī)IP地址信息表中，實(shí)現(xiàn)了代理ARP中目標(biāo)終端的可達(dá)性檢測(cè)。上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的方法，其特征在于，包括如下步驟A、接入交換機(jī)通過(guò)監(jiān)聽(tīng)I(yíng)P主機(jī)的免費(fèi)ARP過(guò)程，創(chuàng)建和保存主機(jī)IP地址信息，并將該主機(jī)IP地址信息發(fā)送至匯聚交換機(jī)；B、匯聚交換機(jī)接收所述主機(jī)IP地址信息，并將其保存到主機(jī)IP地址信息表中；C、匯聚交換機(jī)在接收到IP主機(jī)發(fā)送的ARP請(qǐng)求報(bào)文后，檢測(cè)該報(bào)文中的目標(biāo)IP地址是否在所述主機(jī)IP地址信息表中，如果在，則向IP主機(jī)發(fā)送ARP回應(yīng)報(bào)文，如果不在，則丟棄該ARP請(qǐng)求報(bào)文。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的方法，其特征在于，所述步驟A 中接入交換機(jī)監(jiān)聽(tīng)I(yíng)P主機(jī)的免費(fèi)ARP過(guò)程包括接入交換機(jī)向交換芯片下發(fā)規(guī)則，在交換芯片收到ARP報(bào)文后，均將其復(fù)制一份發(fā)送給接入交換機(jī)處理器進(jìn)行軟件解析，然后，ARP報(bào)文由交換芯片執(zhí)行硬件轉(zhuǎn)發(fā)，其中，所述 ARP報(bào)文包括免費(fèi)ARP報(bào)文、ARP請(qǐng)求報(bào)文及ARP回應(yīng)報(bào)文。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的方法，其特征在于，所述步驟A 具體包括接入交換機(jī)通過(guò)監(jiān)聽(tīng)I(yíng)P主機(jī)的免費(fèi)ARP過(guò)程，創(chuàng)建和保存主機(jī)IP地址信息，將所述主機(jī)IP地址信息加入到主機(jī)IP地址信息報(bào)文中，并對(duì)該報(bào)文進(jìn)行加密和散列處理，然后，根據(jù)接入交換機(jī)配置的接收主機(jī)IP地址信息的匯聚交換機(jī)的地址，將所述主機(jī)IP地址信息報(bào)文發(fā)送至匯聚交換機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的方法，其特征在于，所步驟B具體包括匯聚交換機(jī)解析出與所述匯聚交換機(jī)連接的所有接入交換機(jī)傳入的主機(jī)IP地址信息報(bào)文中的主機(jī)IP地址信息，并將該主機(jī)IP地址信息保存到本地的主機(jī)IP地址信息表中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的方法，其特征在于，所述步驟C 具體包括匯聚交換機(jī)在接收到IP主機(jī)發(fā)送的ARP請(qǐng)求報(bào)文后，判斷ARP請(qǐng)求是否滿足代理ARP 的條件，如果滿足代理ARP的條件，則檢測(cè)該報(bào)文中的目標(biāo)IP地址是否在所述主機(jī)IP地址信息表中，如果在，則向IP主機(jī)發(fā)送ARP回應(yīng)報(bào)文，如果不在，則丟棄該ARP請(qǐng)求報(bào)文；其中，所述代理ARP的條件是指ARP請(qǐng)求報(bào)文中的目標(biāo)IP地址處在該匯聚交換機(jī)另一個(gè)三層接口的網(wǎng)段中，與發(fā)送ARP請(qǐng)求報(bào)文的IP主機(jī)不在同一個(gè)廣播域。
6.一種基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的系統(tǒng)，其特征在于，包括接入交換機(jī)，與IP主機(jī)連接，通過(guò)監(jiān)聽(tīng)I(yíng)P主機(jī)的免費(fèi)ARP過(guò)程，創(chuàng)建和保存主機(jī)IP地址信息，并將該主機(jī)IP地址信息發(fā)送至匯聚交換機(jī)；匯聚交換機(jī)，與接入交換機(jī)連接，在其接口上使能ARP代理功能，將收到的主機(jī)IP地址信息保存到主機(jī)IP地址信息表中；并在接收到IP主機(jī)發(fā)送的ARP請(qǐng)求報(bào)文后，檢測(cè)該報(bào)文中的目標(biāo)IP地址是否在所述主機(jī)IP地址信息表中，如果在，則向IP主機(jī)發(fā)送ARP回應(yīng)報(bào)文，如果不在，則丟棄該ARP請(qǐng)求報(bào)文。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的系統(tǒng)，其特征在于，所述接入交換機(jī)還用于向交換芯片下發(fā)規(guī)則，在交換芯片收到ARP報(bào)文后，均將其復(fù)制一份發(fā)送給接入交換機(jī)處理器進(jìn)行軟件解析，然后，ARP報(bào)文由交換芯片執(zhí)行硬件轉(zhuǎn)發(fā)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的系統(tǒng)，其特征在于，所述接入交換機(jī)具體用于通過(guò)監(jiān)聽(tīng)I(yíng)P主機(jī)的免費(fèi)ARP過(guò)程，創(chuàng)建和保存主機(jī)IP地址信息，將所述主機(jī)IP地址信息加入到主機(jī)IP地址信息報(bào)文中，并對(duì)該報(bào)文進(jìn)行加密和散列處理，然后，根據(jù)接入交換機(jī)配置的接收主機(jī)IP地址信息的匯聚交換機(jī)的地址，將所述主機(jī)IP地址信息報(bào)文發(fā)送至匯聚交換機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的系統(tǒng)，其特征在于，所述匯聚交換機(jī)，在其接口上使能ARP代理功能后，解析出與所述匯聚交換機(jī)連接的所有接入交換機(jī)傳入的主機(jī)IP地址信息報(bào)文中的主機(jī)IP地址信息，并將該主機(jī)IP地址信息保存到本地的主機(jī)IP地址信息表中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的系統(tǒng)，其特征在于，所述匯聚交換機(jī)，在接收到IP主機(jī)發(fā)送的ARP請(qǐng)求報(bào)文后，判斷ARP請(qǐng)求是否滿足代理ARP的條件， 如果滿足代理ARP的條件，則檢測(cè)該報(bào)文中的目標(biāo)IP地址是否在所述主機(jī)IP地址信息表中，如果在，則向IP主機(jī)發(fā)送ARP回應(yīng)報(bào)文，如果不在，則丟棄該ARP請(qǐng)求報(bào)文；其中，所述代理ARP的條件是指ARP請(qǐng)求報(bào)文中的目標(biāo)IP地址處在該匯聚交換機(jī)另一個(gè)三層接口的網(wǎng)段中，與發(fā)送ARP請(qǐng)求報(bào)文的IP主機(jī)不在同一個(gè)廣播域。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于免費(fèi)ARP實(shí)現(xiàn)代理ARP的方法，包括如下步驟A、接入交換機(jī)通過(guò)監(jiān)聽(tīng)I(yíng)P主機(jī)的免費(fèi)ARP過(guò)程，創(chuàng)建和保存主機(jī)IP地址信息，并將該主機(jī)IP地址信息發(fā)送至匯聚交換機(jī)；B、匯聚交換機(jī)接收所述主機(jī)IP地址信息，并將其保存到主機(jī)IP地址信息表中；C、匯聚交換機(jī)在接收到IP主機(jī)發(fā)送的ARP請(qǐng)求報(bào)文后，檢測(cè)該報(bào)文中的目標(biāo)IP地址是否在所述主機(jī)IP地址信息表中，如果在，則向IP主機(jī)發(fā)送ARP回應(yīng)報(bào)文，如果不在，則丟棄該ARP請(qǐng)求報(bào)文。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了代理ARP中目標(biāo)終端的可達(dá)性檢測(cè)。
文檔編號(hào)H04L29/12GK102572013SQ20121003493
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月16日
發(fā)明者梁小冰 申請(qǐng)人:神州數(shù)碼網(wǎng)絡(luò)(北京)有限公司