CN100561958C - 一种基于通用属性注册协议的通用网络设备注册方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于通用属性注册协议的通用网络设备注册方法，该方法使网络上的各个节点设备以多播方式向整个网络发送一个以公共介质访问控制地址(MAC)为目的地址的注册报文，同时各个节点设备也接收以该公共介质访问控制地址为目的地址的注册报文，该介质访问控制(MAC)地址要从通用属性注册协议预留的地址表中申请一个，一旦节点设备的通用网络设备注册功能打开，它将定时向邻接的设备发送注册报文，通过这种方式来达到发现和维护整个网络拓扑结构的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种网络设备注册方法，具体地涉及一种基于通用属性注册协议的通用网络设备注册方法。
背景技术
以太网是目前最流行的局域网技术。为了能够获得交换机与交换机、交换机与路由器、交换机与主机等网络实体之间的实际物理互连关系，实现主动与被动网络管理、服务器定位、事件关联和故障源分析等等网络任务，发现网络单元之间物理的布局与互连关系成为关键。以太网拓扑发现技术应运而生，并已经日益成为技术热点。其中，利用通用属性注册协议的注册技术最令人瞩目。
通用属性注册协议(GARP)目前包括通用多播注册协议(GMRP)和通用虚拟局域网注册协议(GVRP)，为应用的参与者提供一种通用的传播属性的能力。这种能力允许互相桥接的局域网之内的各个参与者互相注册或者注销某种属性值。属性类的定义、属性类能够携带的属性值以及注册时属性值要遵守的语法和语义在不同的GARP应用中都有不同的规定。
GARP操作允许GARP应用的某个参与者发表有关属性值的“声明”(declaration)或撤销“声明”，这些声明的发表(撤销)会使桥接局域网内的这种GARP应用的其它参与者注册(注销)这项属性值。
目前，各大通信设备厂家都推出了基于私有协议上的自动网络设备和拓扑检测的功能。但该功能不能实现跨厂商的网络设备自动发现和网络拓扑结构的自动检测。这对网络设备的互连互通十分不利。本发明提出一种基于通用属性注册协议(GARP)，承载了网络设备身份和拓扑属性的注册方法，它既可以稳定实现拓扑发现功能，又可以灵活地运用于各个厂家的设备。
发明内容
本发明目的是提供一种基于通用属性注册协议(GARP)的通用网络设备注册方法。该方法能够在连接多台网络节点设备的网络中实现自动拓扑发现和网络注册，并能适用于不同厂商所生产的设备。
本发明的通用网络设备注册方法包括下列步骤：为网络内的所有节点设备设置一个公共的介质访问控制(MAC)地址；网络内所有节点设备均以该公共地址为目的地址发送注册报文，该报文包括发送节点设备的制造厂商标记、设备标记、主机名称、IP地址、节点设备自己的介质访问控制地址、所属域名、在域内的身份、直接物理连接的其它节点的MAC地址、连接的本地端口号码；网络内的所有节点也都同时接收以上述公共介质访问控制地址为目的地址的注册报文；网络内各个节点设备从所接收的注册报文中提取所有节点设备的属性参数，建立动态网络拓扑结构配制表。
在本发明方法的应用中，各个节点设备还定期向网络上发送以公共介质访问控制地址为目的地址的注册报文；各个节点设备还定期检测来自特定节点设备的注册报文，如果超过预定时限没有继续收到该特定节点设备所发出的注册报文，则将该特定节点设备从网络拓扑结构配制表中清除，并在随后发出的注册报文中通报；各个节点设备的属性参数有改变时，各个节点设备在随后发出的注册报文中通报；各个节点设备还预先设定时限，超过该时限后则自动删除已经建立的动态网络拓扑结构配制表，以便随后重新通过接收其它所有各个节点设备的注册报文来建立新的配制表。
利用本发明的方法，可以实行网络自动拓扑发现，并且动态更新网络拓扑结构配制表，该方法可以适用于不同厂商所生产的节点设备。
附图说明
图1是使用本发明方法的节点设备所具备的功能模块示意图；
图2是本发明方法中节点设备定时发送注册报文、定时更新配制表的流程图；
图3是使用本发明方法的节点设备执行程序的流程图；
图4是本发明通用网络设备注册方法所使用的注册报文的结构示意图。
具体实施方式
本发明是基于通用属性注册协议(GARP)标准的一个具体应用。作为具体应用，本发明的通用网络设备注册方法也遵循了GARP的通用格式和编码。使用本发明方法的注册协议被称为通用网络设备注册协议(GNDRP)。本发明方法使用一个多播报文，它的介质访问控制(MAC)地址要从GARP预留的地址表中申请一个。本发明方法所应用的地址申请为0180c2000022。一旦一个设备的通用网络设备注册功能打开，它将定时向邻接的设备发送注册报文，通过这种方式来达到发现和维护整个网络拓扑结构的目的。下面结合图1至图4详细说明本发明方法的技术原理和实现方式。
在网络节点设备上实现本发明方法的功能模块被称为通用网络设备注册协议模块，该模块要求具有如图1所示的各项功能：即功能命令、定时器、协议包接受和发送、主任务处理等。
功能命令模块：定义打开/关闭GNDRP功能的命令，并向设备命令行管理系统注册这些命令。
定时器模块：该模块的主要功能是管理系统中的各种定时器，本发明方法使用了三种定时器，接入定时器(jointimer)、脱离定时器(leavetimer)和全部脱离定时器(leavealltimer)。jointimer定时器和leavealltimer定时器在每个节点设备中只设置一个，而leavetimer则是为动态配制表中所显示的每个节点设备设置一个。一旦使用本发明方法的节点设备(网络设备)被连入网络，jointimer定时器就控制该节点设备定时向其连接设备发送注册报文，在本文中注册自己的设备属性值。Leavealltimer定时器到期时会使得所有由动态配制表中显示的节点设备从配置表中删除。LeaveTimer定时器主要用于控制节点设备在配制表中注册信息的老化。如果在LeaveTimer定时器到期之前接收到特定节点设备的注册报文，那么就为该节点设备重新开始LeaveTimer的计时，即不进行老化。对定时器的处理主要流程如图2所示。
协议包接收模块：如果通用网络设备注册功能打开，节点设备内的CPU需要识别并处理其他邻接设备发送来的注册报文，该模块负责从注册报文中提取信息，并向主任务处理模块消息队列发送属性参数进行处理。
协议包发送模块：一旦一个节点设备(网络设备)被连入网络，就定时向其连接的其它节点设备发送注册报文，并注册自己的设备属性参数。该模块负责定时的将自己的注册信息发送给各个连接状态为“接通”(linkup)的端口。该过程包含封装注册报文和调用底层驱动接口发送注册报文两个步骤。
主任务处理模块：该模块处理注册报文，该模块以消息队列的方式接收来自其他模块的消息，按照消息的类型进行相应的处理，处理流程如图3所示。
本发明方法所使用的注册报文结构和编码如图4所示，其中：
协议标签符编码：协议标识符(Protocol ID)应该被编码成两个字节，用来表示一个无符号的二进制数。用十六进制数来表示它的值就是0x0001，它用来标志是GARP协议报文。
属性类别编码：属性类(Attribute Type)应该被编码成一个字节，用来表示一个无符号的二进制数。属性类用来标志消息所应用的属性的类别。属性类0被GARP用作保留值，所以任何一个GARP应用都不能用0来表示属性类。因此，GNDRP应用使用0x01表示自己的属性类。
属性长度编码：属性长度(Attribute Length)应该被编码成一个字节，用来表示一个无符号的二进制数。它等于一个属性所占用的字节的个数，其中要包括属性长度的一个字节，以及属性事件的一个字节。合法的属性长度应该在2到255之间。
属性事件编码：属性事件(Attribute Event)应该被编码成一个字节，用来表示一个无符号的二进制数。允许的值和它们所代表的意义如下：
0x02：接入(Joinln)事件：声明该属性的属性参数。
0x04：脱离(Leaveln)事件：注销该属性的属性参数。
0x06：修改(Modify)事件：修改该属性的属性参数。
0x00：全部脱离(LeaveAll)事件：注销该消息中所有属性的属性参数。
属性参数编码内容，即本发明方法属性域的取值应该包括：属性注册节点设备的制造厂商标记(ID)、设备标记(ID)、主机名称、互联网协议(IP)地址、介质访问控制(MAC)地址、所属域的域名、在所属域中的身份、直连物理连接的相邻节点的MAC地址、连接的本地端口号等9种。属性参数(Attribute Value)的编码根据不同的属性类有不同的长度。
结束符(End Mark)编码：结束标志应该被编码成一个字节，用来表示一个无符号的二进制数。它的值始终为0。其它的值为保留值，不能使用。
下面通过具体的例子来说明本发明方法的应用过程。一旦一个节点设备(网络设备)被连入网络，就定时向其连接设备发送通用网络设备注册报文，并在报文中注册自己的设备属性值，例如厂商“FIBERHOME”(厂商ID＝0x0101)的“BE2024”设备(设备ID＝0x0104)，主机名为“Freelink-01”，无IP地址，MAC地址为“0x000209FD47”，尚未加入任何域，没有发现任何邻接节点设备。由于是注册自己的设备属性，所以封装注册报文时，将上述各项主机信息作为属性参数(attribute value)按顺序封装，而各个属性参数对应的属性事件(attribute event)为0x02，即注册事件。
网络中的其它节点设备在定时向其连接的设备发送注册报文的同时，也收到其它设备发来的注册报文。通用网络设备注册模块负责解析收到的注册报文，一定时间之后，每个节点设备可以获得其所连接的其它节点设备的属性参数。不仅如此，网络管理应用程序还可以建立一个包含所有注册过的节点设备的动态网络拓扑结构配制表。
网络中的节点设备修改自己的节点设备属性时，同样通过注册报文将修改内容传达给其它的节点设备。只需要将需要修改的属性参数对应的属性事件设定为0x06即可。
如果使用本发明方法的节点设备“离开”网络，经过预定时间之后，其直接邻居节点设备将不能收到它的注册报文。在这种情况之下，认定该节点设备老化掉了。于是，此直接邻居节点设备向其它的节点设备公布该变化。同样也是利用注册报文，在其中的老化节点设备对应的属性参数中注销所有的属性参数值，即将属性事件值设定为0x00，于是其它节点设备在接收到包含老化信息的注册报文后，能够相应修改所维护的动态配制表。
本领域技术人员可以看出，本发明方法所使用的注册报文实质上属于一种协议数据单元，该种协议数据单元适用于采用本发明方法的通用网络设备注册协议。
上述具体实施例中的技术内容，不对本发明的保护范围构成限制。本发明通用网络设备注册方法的保护范围由所附带的权利要求书限定。
Claims (2)
1.一种基于通用属性注册协议的通用网络设备注册方法，其特征在于包括下列步骤：
为网络内的所有节点设备设置一个公共的介质访问控制(MAC)地址；
网络内所有节点设备均以该公共地址为目的地址发送注册报文，该报文包括发送节点设备的制造厂商标记、设备标记、主机名称、IP地址、节点设备自己的介质访问控制地址、所属域名、在域内的身份、直接物理连接的其它节点的MAC地址、连接的本地端口号码；
网络内的所有节点也都同时接收以上述公共介质访问控制地址为目的地址的注册报文；
网络内各个节点设备从所接收的注册报文中提取网络内所有节点设备的属性参数，建立动态网络拓扑结构配制表。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：
各个节点设备还定期向网络上发送以公共介质访问控制地址为目的地址的注册报文；
各个节点设备还定期检测来自特定节点设备的注册报文，如果超过预定时限没有继续收到该特定节点设备所发出的注册报文，则将该特定节点设备从网络拓扑结构配制表中清除，并在随后发出的注册报文中通报；
各个节点设备的属性参数有改变时，各个节点设备在随后发出的注册报文中通报；
各个节点设备还预先设定时限，超过该时限后则自动删除已经建立的动态网络拓扑结构配制表，以便随后重新通过接收其它所有各个节点设备的注册报文来建立新的配制表。
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