專利名稱：地址解析協(xié)議中繼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種接入單元，其包括-用于耦合到用戶設(shè)備的至少一個用戶端口，-用于耦合到邊緣路由器的至少一個網(wǎng)絡(luò)端口，-本地儲存庫，其中用戶網(wǎng)絡(luò)地址和用戶端口標(biāo)識符被保持為一對一關(guān)系，-轉(zhuǎn)發(fā)單元，耦合到所述至少一個用戶端口和所述至少一個網(wǎng)絡(luò)端口，并適于通過特定用戶端口接收將特定網(wǎng)絡(luò)地址解析為硬件地址的請求，并將所述請求通過特定網(wǎng)絡(luò)端口發(fā)往所述邊緣路由器。
這樣的接入單元例如是數(shù)字用戶線接入復(fù)用器(DSLAM)或向例如因特網(wǎng)提供接入的以太網(wǎng)橋。
背景技術(shù)：
典型地，用戶設(shè)備通過接入單元，并更進一步地通過諸如基于以太網(wǎng)的城域網(wǎng)(EMAN)的L2通信網(wǎng)絡(luò)連接到邊緣路由器。
在相同的子網(wǎng)內(nèi)能對用戶進行分組，從而允許L2對等通信。然而，由于安全和計算問題，接入單元將所用戶業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)到邊緣路由器，該邊緣路由器擔(dān)當(dāng)?shù)刂方馕鰠f(xié)議(ARP)代理。更具體地，邊緣路由器通過回答其自身的硬件地址來模擬網(wǎng)絡(luò)地址必須被解析的目標(biāo)設(shè)備，從而成為綁定到該特定設(shè)備的業(yè)務(wù)的接收者，并執(zhí)行朝向合適的目的端的進一步的L3轉(zhuǎn)發(fā)。
如果多于一個用戶設(shè)備通過單個接口連接到接入單元，則該方案是不利的。如果這樣，解析通過相同接口連接到接入單元的特定設(shè)備的特定網(wǎng)絡(luò)地址請求有可能要被回答兩次一次由分配有該網(wǎng)絡(luò)地址的特定設(shè)備，一次由擔(dān)當(dāng)該特定設(shè)備ARP代理的邊緣路由器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在兩個或更多設(shè)備通過單個接口連接到接入單元，并進一步連接到擔(dān)當(dāng)ARP代理的邊緣路由器的情況下，改善網(wǎng)絡(luò)地址的解析。
根據(jù)本發(fā)明，這一目的的實現(xiàn)歸因于這樣的事實所述接入單元進一步包括轉(zhuǎn)發(fā)控制單元，所述轉(zhuǎn)發(fā)控制單元耦合到所述本地儲存庫和所述轉(zhuǎn)發(fā)單元，并適于從所述本地儲存庫中獲得與所述特定網(wǎng)絡(luò)地址相關(guān)的特定端口標(biāo)識符，并且如果所述特定端口標(biāo)識符標(biāo)識了所述特定端口，則丟棄所述請求。
接入單元保持用戶數(shù)據(jù)庫，其中用戶網(wǎng)絡(luò)地址和用戶端口以一對一關(guān)系相關(guān)聯(lián)。用戶網(wǎng)絡(luò)地址和用戶端口靜態(tài)地通過配置或動態(tài)地通過探聽諸如動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)消息等的自動配置消息而獲知。
于是定義新的、使用如此獲知的數(shù)據(jù)的ARP轉(zhuǎn)發(fā)范例。接入單元在具有目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)地址的用戶數(shù)據(jù)庫中查找，以發(fā)現(xiàn)目標(biāo)用戶端口。如果該端口與接收ARP請求所經(jīng)過的端口匹配(也就是說，發(fā)送器設(shè)備耦合到的端口)，則丟棄該ARP請求，否則向邊緣路由器轉(zhuǎn)發(fā)該ARP請求。
根據(jù)本發(fā)明的接入單元優(yōu)勢在于，在兩個或更多設(shè)備通過單個接口連接到接入單元的情況下，正確地解析網(wǎng)絡(luò)地址。如果這樣，接入單元丟棄ARP請求以防止邊緣路由器解析網(wǎng)絡(luò)地址，并讓共處一地的目標(biāo)設(shè)備回答該ARP請求，從而允許發(fā)送器設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備之間進行直接對等通信而沒有任何業(yè)務(wù)通過邊緣路由器。
所附權(quán)利要求中將提到更多的特征實施例。
應(yīng)當(dāng)注意，同樣用在權(quán)利要求中的術(shù)語“包括”不應(yīng)該理解成限制于之后列出的裝置。因此，“包括裝置A和B的設(shè)備”這一表述方式的范圍不應(yīng)當(dāng)限于只包括部件A和B的設(shè)備。這意味著，就本發(fā)明來說，相關(guān)的設(shè)備部件是A和B。
類似地，應(yīng)當(dāng)注意到，同樣用在權(quán)利要求中的術(shù)語“耦合的”不應(yīng)該理解成僅僅限定于直接連接。因此，“耦合到設(shè)備B的設(shè)備A”這一表述方式的范圍不應(yīng)當(dāng)限于設(shè)備A的輸出直接連接到裝置B的設(shè)備或系統(tǒng)，和/或反之亦然。這意味著A的輸出和B的輸入之間存在通道，和/或反之亦然，其可以是包括其它設(shè)備或裝置的通道。


通過參考以下結(jié)合附圖的實施例描述，本發(fā)明的以上和其它目的和特性將變得更清楚，發(fā)明本身將被很好地理解，圖中圖1表示數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，圖2表示根據(jù)本發(fā)明的接入單元。
具體實施例方式
從圖1中可以看出，基于網(wǎng)際協(xié)議(IP)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)1包括-客戶端設(shè)備11(CPE1)、12(CPE2)、13(CPE3)和14(CPE4)，-接入復(fù)用器21(AM1)和22(AM2)，-DHCP服務(wù)器23，-基于以太網(wǎng)的MAN31(EMAN)，-邊緣路由器32，-因特網(wǎng)33。
CPE11、12和13通過雙絞線、光纖或無線接口耦合到接入復(fù)用器21。CPE14類似地耦合到接入復(fù)用器22。CPE11和12彼此通過例如局域網(wǎng)(LAN)互相耦合，并進一步通過單個接口耦合到接入復(fù)用器21。接入復(fù)用器21和22以及DHCP服務(wù)器23通過EMAN31互相耦合。EMAN31進一步通過邊緣路由器32耦合到因特網(wǎng)33。
CPE11、12、13和14包括分配有公用IP地址的任一件設(shè)備，所述設(shè)備可以是路由器、調(diào)制解調(diào)器、服務(wù)器、機頂盒、個人計算機等。CPE11、12、13和14分別分配有MAC地址MAC@1、MAC@2、MAC@3和MAC@4。
CPE11、12、13和14形成相同IP子網(wǎng)部分。
圖2中可以看出，接入復(fù)用器21的優(yōu)選實施例包括以下功能塊
-用于耦合到CPE的用戶端口101至107，-用于耦合到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)端口111，-以太網(wǎng)交換機121，-DHCP中繼器122，-ARP轉(zhuǎn)發(fā)控制單元123，-本地儲存庫124，其中用戶IP地址和用戶端口標(biāo)識符保持為一對一關(guān)系。
以太網(wǎng)交換機121耦合到用戶端口101至107、網(wǎng)絡(luò)端口111、DHCP中繼器122和ARP轉(zhuǎn)發(fā)控制單元123。DHCP中繼器122和ARP轉(zhuǎn)發(fā)控制單元123進一步耦合到本地儲存庫124。
用戶端口101至107分別分配有端口標(biāo)識符端口ID1至端口ID7。
以太網(wǎng)交換機121適于借助轉(zhuǎn)發(fā)表，向任何出端口交換來自任何入端口的任何輸入以太網(wǎng)幀。以太網(wǎng)交換機121通過對輸入幀的源MAC地址進行解碼，得知哪個MAC地址與哪個端口相關(guān)，并在不工作時將如此得知的關(guān)聯(lián)性填入轉(zhuǎn)發(fā)表。
以太網(wǎng)交換機121還提供內(nèi)部端口(未示出)，所述內(nèi)部端口耦合到DHCP中繼器122和ARP轉(zhuǎn)發(fā)控制單元123，用于接收和發(fā)送來自和發(fā)往數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)1的幀。
以太網(wǎng)交換機121還適于向DHCP中繼器122轉(zhuǎn)發(fā)DHCP業(yè)務(wù)用于進一步處理，以及向ARP轉(zhuǎn)發(fā)控制單元123轉(zhuǎn)發(fā)經(jīng)由用戶端口101至107接收到的上行ARP業(yè)務(wù)用于進一步處理。
DHCP中繼器122適于將來自客戶設(shè)備的任何DHCP消息中繼至DHCP服務(wù)器23，反之亦然(見圖2中的DHCP業(yè)務(wù))。如在Request For Comments(RFC)951或者在如果適用情況下該文獻的任何其它版本中所描述的，DHCP中繼器122執(zhí)行BOOTP中繼代理(也稱為DHCP中繼代理)。
DHCP中繼器122進一步適于在本地儲存庫中填充用戶端口和DHCPACK消息中公開分配的IP地址的組合(見圖2中的IP@+端口ID)。
ARP轉(zhuǎn)發(fā)控制單元123適于基于接收ARP請求所經(jīng)端口與目標(biāo)設(shè)備耦合到的端口是否匹配來轉(zhuǎn)發(fā)或丟棄ARP幀，其中接收ARP請求所經(jīng)端口也被稱為接收端口，與目標(biāo)設(shè)備耦合的端口也被稱為目標(biāo)端口。
以下是優(yōu)選實施例的操作。
最初，CPE11(更具體地，安置在CPE11內(nèi)的DHCP客戶機)發(fā)起DHCP會話，以從DHCP服務(wù)器獲得網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)包括公用IP地址、首選和備用域名服務(wù)器(DNS)的IP地址、網(wǎng)關(guān)的IP地址、子網(wǎng)掩碼等。
通過廣播DHCPDI SCOVER消息(未示出)來發(fā)起DHCP會話，該DHCP消息由DHCP中繼器向DHCP服務(wù)器23中繼。DHCP會話通過交換進一步的DHCP消息(DHCPOFFER、DHCPREQUEST)而進行下去，并且以DHCP服務(wù)器23向DHCP客戶機返回DHCPACK消息而終止。DHCPACK消息包含分配給CPE11的公用IP地址IP@1。
DHCP中繼器將該IP地址IP@1當(dāng)作與端口標(biāo)識符相關(guān)而寫入本地儲存庫124，所述端口標(biāo)識符標(biāo)識了CPE11耦合到的用戶端口，當(dāng)前為端口ID1。
類似地，CPE12、13和14分別被分配了公用IP地址IP@2、IP@3和IP@4。IP地址IP@2和IP@3在本地儲存庫124中分別當(dāng)作與端口標(biāo)識符端口ID1和端口ID7相關(guān)而被保持。IP地址IP@4類似地保持在接入復(fù)用器22的本地儲存庫中。
在進一步的步驟中，CPE11發(fā)出ARP請求ARP1以解析CPE12的網(wǎng)絡(luò)地址IP@2。ARP請求ARP1包含作為的目的地址的以太網(wǎng)廣播地址FF:FF:FF:FF:FF:FF。
在現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，ARP請求ARP1無條件地被轉(zhuǎn)發(fā)給邊緣路由器32。結(jié)果，CPE12和邊緣路由器32都回答ARP請求ARP1。CPE11接著將把綁定到CPE12的業(yè)務(wù)發(fā)送到發(fā)送最后一次應(yīng)答的設(shè)備。如果CPE12最后回答，則發(fā)生CPE11和12之間的直接L2通信。然而，考慮到通過EMAN網(wǎng)絡(luò)31向上游轉(zhuǎn)發(fā)ARP請求ARP1至邊緣路由器32的時間，邊緣路由器32的回答可能遠遠晚于CPE12的回答，在這種情況下，CPE11和12之間的L3通信通過邊緣路由器32發(fā)生。
在本發(fā)明中，以太網(wǎng)交換機121將ARP請求ARP1與接收端口標(biāo)識符，當(dāng)前為端口ID1，一道轉(zhuǎn)發(fā)給ARP轉(zhuǎn)發(fā)控制單元123。
ARP轉(zhuǎn)發(fā)控制單元123在本地儲存庫內(nèi)查找哪個用戶端口與要解析的目標(biāo)IP地址相關(guān)，本例中，IP地址IP@2與端口標(biāo)識符端口ID1當(dāng)前相關(guān)。
ARP轉(zhuǎn)發(fā)控制單元123檢驗?zāi)繕?biāo)端口標(biāo)識符，即當(dāng)前的端口ID1，是否與由以太網(wǎng)交換機121提供的接收端口標(biāo)識符，即當(dāng)前的端口ID1相關(guān)，并且如果相關(guān)，則撤銷ARP請求ARP1。
通過這樣做，CPE12只向CPE11回送ARP應(yīng)答，其中，網(wǎng)絡(luò)地址IP@2被解析成MAC地址MAC@2。接著，將發(fā)生CPE11和12之間的直接L2通信，而沒有任何業(yè)務(wù)通過邊緣路由器32，由此節(jié)省了大量網(wǎng)絡(luò)資源。
在進一步的步驟中，CPE11發(fā)出ARP請求ARP2以解析CPE13的網(wǎng)絡(luò)地址IP@3。
以太網(wǎng)交換機121將ARP請求ARP2與接收端口標(biāo)識符端口ID1一道轉(zhuǎn)發(fā)到轉(zhuǎn)發(fā)控制單元123。
ARP轉(zhuǎn)發(fā)控制單元123在本地儲存庫內(nèi)查找與目標(biāo)IP地址IP@3相關(guān)的端口標(biāo)識符，當(dāng)前為端口ID7。
目標(biāo)端口標(biāo)識符，即當(dāng)前端口ID7，與接收端口標(biāo)識符，即當(dāng)前ID1，不匹配。結(jié)果，ARP請求ARP2通過網(wǎng)絡(luò)端口111向邊緣路由器32轉(zhuǎn)發(fā)用于進一步處理。
邊緣路由器32向CPE11回送ARP應(yīng)答，其中網(wǎng)絡(luò)地址IP@3被解析為邊緣路由器32的MAC地址。接著將經(jīng)由邊緣路由器32發(fā)生CPE11和13之間的L3通信。
在最后一步，CPE11發(fā)出ARP請求ARP3以解析CPE14的網(wǎng)絡(luò)地址IP@4。
以太網(wǎng)交換機121將ARP請求ARP3與接收端口標(biāo)識符端口ID1一道轉(zhuǎn)發(fā)至轉(zhuǎn)發(fā)控制單元123。
ARP轉(zhuǎn)發(fā)控制單元123在本地儲存庫內(nèi)查找與目標(biāo)IP地址IP@4相關(guān)的端口標(biāo)識符。在本地儲存庫124中不存在這樣的IP地址。結(jié)果，ARP請求ARP3通過網(wǎng)絡(luò)端口111向邊緣路由器32轉(zhuǎn)發(fā)用于進一步處理。
邊緣路由器32向CPE11回送ARP應(yīng)答，其中網(wǎng)絡(luò)地址IP@4被解析為邊緣路由器32的MAC地址。接著將通過邊緣路由器32發(fā)生CPE11和14之間的L3通信。
在本發(fā)明的可選實施例中，以太網(wǎng)交換機121并不傳送接收端口標(biāo)識符至轉(zhuǎn)發(fā)控制單元123，而是讓后者借助本地儲存庫124確定哪個端口標(biāo)識符與編碼在ARP請求中的發(fā)送方IP地址相關(guān)。在本發(fā)明的可選實施例中，DHCP中繼器122適于探聽DHCP業(yè)務(wù)(意味著與DHCP客戶機或服務(wù)器沒有任何交互作用)，并且在不工作時向本地儲存庫124填充。在向合適的目的端轉(zhuǎn)發(fā)DHCP業(yè)務(wù)的同時，以太網(wǎng)交換機121進一步適于向DHCP中繼器122提供DHCP業(yè)務(wù)(上行和下行業(yè)務(wù))的拷貝。在該實施例中，接入復(fù)用器21位于DHCP客戶機和DHCP中繼代理或服務(wù)器之間(在這種情況下，DHCP客戶機和DHCP中繼代理或服務(wù)器處于相同的子網(wǎng)中)。
要注意的是，本發(fā)明并不限于基于IP或基于以太網(wǎng)的系統(tǒng)，而是可應(yīng)用于涉及網(wǎng)絡(luò)地址解析的任何數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。
最后要注意的是，本發(fā)明的以上實施例是就功能塊進行描述的。根據(jù)以上給出的這些塊的功能描述，對于電子設(shè)備設(shè)計領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，如何用公知的電子部件來制造這些塊的實施例是很明顯的。因此，功能塊內(nèi)容的詳細結(jié)構(gòu)未給出。
盡管以上結(jié)合特定裝置描述了本發(fā)明的原理，應(yīng)當(dāng)清楚地理解，這些描述僅僅出于舉例的目的，并不限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種接入單元(21)，其包括-用于耦合到用戶設(shè)備(11、12)的至少一個用戶端口(101至107)，-用于耦合到邊緣路由器(32)的至少一個網(wǎng)絡(luò)端口(111)，-本地儲存庫(124)，其中用戶網(wǎng)絡(luò)地址(IP@)和用戶端口標(biāo)識符(端口ID)被保持為一對一關(guān)系，-轉(zhuǎn)發(fā)單元(121)，其耦合到所述至少一個用戶端口和所述至少一個網(wǎng)絡(luò)端口，并適于通過特定用戶端口(103)接收將特定網(wǎng)絡(luò)地址(IP@2)解析為硬件地址的請求(ARP1)，并將所述請求通過特定網(wǎng)絡(luò)端口(111)發(fā)往所述邊緣路由器，其特征在于，所述接入單元還包括耦合到所述本地儲存庫和所述轉(zhuǎn)發(fā)單元的轉(zhuǎn)發(fā)控制單元(122)，該轉(zhuǎn)發(fā)控制單元適于從所述本地儲存庫中獲得與所述特定網(wǎng)絡(luò)地址相關(guān)的特定端口標(biāo)識符(端口ID1)，并且如果所述特定端口標(biāo)識符標(biāo)識了所述特定端口則丟棄所述請求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的接入單元，其特征在于，所述接入單元是數(shù)字用戶線接入單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的接入單元，其特征在于，所述請求是地址解析協(xié)議請求。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種接入單元，其包括用于耦合到用戶設(shè)備的至少一個用戶端口，用于耦合到邊緣路由器的至少一個網(wǎng)絡(luò)端口，本地儲存庫，其中用戶網(wǎng)絡(luò)地址和用戶端口標(biāo)識符被保持為一對一關(guān)系，轉(zhuǎn)發(fā)單元，其耦合到所述至少一個用戶端口和所述至少一個網(wǎng)絡(luò)端口，并適于通過特定用戶端口接收將網(wǎng)絡(luò)地址分解為硬件地址的請求，并將所述請求通過特定網(wǎng)絡(luò)端口發(fā)往所述邊緣路由器。根據(jù)本發(fā)明的接入單元進一步包括耦合到所述本地儲存庫和所述轉(zhuǎn)發(fā)單元的轉(zhuǎn)發(fā)控制單元，該轉(zhuǎn)發(fā)控制單元適于從所述本地儲存庫獲得與所述特定網(wǎng)絡(luò)地址相關(guān)的特定端口標(biāo)識符，并且如果所述特定端口標(biāo)識符標(biāo)識了所述特定端口，則丟棄所述請求。
文檔編號H04L12/46GK1921451SQ20061011573
公開日2007年2月28日 申請日期2006年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月24日
發(fā)明者R·切廷, R·N·L·佩斯基 申請人:阿爾卡特公司