CN101150517A - 报文传输方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种报文传输方法，该方法包括：中继设备在转发第一设备发给第二设备的请求报文时，在所述请求报文中添加自身的回应路径信息；接收到所述请求报文的第二设备，将请求报文中携带的所有回应路径信息添加到应答报文中；中继设备在转发第二设备返回给第一设备的所述应答报文时，根据应答报文中携带的自身的回应路径信息进行发送。本发明还公开了一种报文传输装置。本发明的技术方案，使得应答报文能够沿请求报文的传输路径返回，且不消耗中继设备的内存资源。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤指一种报文传输方法和装置。
背景技术
动态主机配置协议(DHCP，Dynamic Host Configuration Protocol)是一种以服务器/客户端模式工作的协议，其功能主要包括两部分内容：一部分是通过DHCP服务器把主机配置信息分发给各个主机，另一部分是给网络中的主机动态分配IP地址。
DHCP报文的格式是基于自举协议(BOOTP，Bootstrap Protocol)报文格式的，BOOTP的消息中继特性允许客户端和服务器远程通信，DHCP也同时继承了这一特性，中继特性可以使得服务器在给客户端提供服务的时候不再依附于具体的物理环境。现有技术中DHCP报文的具体格式如表1所示：
| op | htype | hlen | hops |
| xid | |||
| Secs | Flags | ||
| ciaddrs | |||
| yiaddrs | |||
| siaddrs | |||
| giaddrs | |||
| chaddrs | |||
| sname | |||
| file | |||
| options | |||
表1
在表1中各个域的含义如下：
op：和BOOTP兼容，只有BOOT REQUEST 1和BOOT REPLY 2两个取值，具体的消息类别在DHCP报文尾部的options中；
htype：硬件类型代码；
hlen：硬件地址长度；
hops：客户端清0，DHCP中继服务器在提供中继服务的时候使用该域；
xid：由客户端软件产生的随机数，用于识别请求和应答消息是否匹配；
secs：客户端进入IP地址申请进程的时间或者更新IP地址进程的时间，由客户端软件根据情况设定；
flags：标志字段，这个16比特的字段目前只有最左边一个比特被使用；
ciaddrs：客户的IP地址，只有在客户端处于BOUND RENEWREBINDING的状态下发送消息的时候才设置该域；
yiaddrs：由DHCP服务器分配给客户端的IP地址；
siaddrs：使用的服务器的地址；
giaddrs：DHCP中继器的IP地址，当存在多跳中继时，为第一跳中继的接口地址；
chaddrs：客户端的硬件地址；
sname：服务器的主机名；
file：启动文件名字；
options：除IP地址之外的所有其他的选项都放在该域里。
在上述各域中除options以外的其它域均属于DHCP报文头(DHCPhead)。
option 82是DHCP报文的options域中以82为标记的一个域，该域又称为中继代理信息选项(Relay Agent Information Option)，其位置在options域中的option 255(用0xFF表示)之前而在其他option之后。0xFF是DHCP报文的结束标记。
option 82的域容量有限，最长255个字节。option82中可以包含若干个子选项(sub-option)，每个sub-option可以占用若干字节，但所有sub-option的长度加起来不能超过option82的域长度上限，因此option82中最多可以包含255个子选项，即每个子选项占用一个字节。若定义了option 82，则至少要定义一个sub-option。option82的填充结构如表2示：
| Code | Len | Agent Information Field | |||||
| 82 | N | i1 | i2 | i3 | i5 | ... | iN |
表2
在表2中：
Code：标识了中继代理信息选项的序号，此处序号为82，即option 82。
Len：为代理信息域(Agent Information Field)的长度，此处为N字节。
Agent Information Field：代理信息域，在该字段中指定了使用的sub-option。
在实际的组网应用中，option82的信息是在DHCP中继设备中添加的，可以充当中继的设备分别为2层的DHCP监听(Snooping)设备和3层的DHCP中继(Relay)设备两种。为了描述方便现将两种设备放置在同一个组网环境中进行描述，并统称为中继设备。
图1为现有技术中实现DHCP的典型组网示意图。在图1中，H1、H2和H3为主机，即为DHCP客户端，服务器为DHCP服务器，交换机和路由器为中继设备，其中，交换机充当DHCP Snooping，路由器充当DHCPRelay。通常情况下，主机的DHCP请求报文经过中继设备的时候，会由中继设备根据本地的配置进行option82信息的填充，使得最终到达DHCP服务器的DHCP请求报文中携带有中继设备填充的option82信息。上述DHCP请求报文可以是IP地址请求报文。DHCP服务器可以根据DHCP请求报文中的option82信息来回复主机的IP地址请求和主机配置请求。DHCP服务器回复给主机的应答报文中也携带DHCP请求报文中的option82信息，并由中继设备从DHCP应答报文中剥离option82信息后再传递给主机，最终主机得到自己需要的IP地址信息和主机配置选项。
在复杂拓扑网络中，按目前的option82协议规定，Option82实现会存在如下问题：DHCP客户端与DHCP服务器之间同时存在多条路径时，DHCP请求报文的传输路径和DHCP应答报文的传输路径可能会不一致，导致DHCP请求报文和DHCP应答所经过的中继设备也不一致，最终出现用户认证失败的情况。例如，在一些需要DHCP认证的网络服务上会出现无法上网的现象。
图2是现有技术中主机和DHCP服务器之间存在多条路径的组网示意图。在图2中，路由器1和路由器2都可以提供用户收费上网的服务功能，并且只有在客户端的DHCP请求报文和服务器的DHCP应答报文都经过同一个路由器时，该路由器才能记录客户端的IP/MAC地址和上网开始时间，并施行计费功能和为用户提供上网服务。在图2所示的组网结构中，如果完全依靠现有的IP机制自由转发处理报文，那么会出现DHCP请求报文和DHCP应答报文在不同的路径上传输的现象，例如，DHCP请求报文通过路由器1到达DHCP服务器，而DHCP应答报文通过路由器2到达客户端，导致客户端与DHCP服务器之间的路由器1和路由器2都记录了不完全的客户端地址信息，结果认证失败，路由器1和路由器2都不能为用户提供上网服务。
为了解决上述DHCP请求报文和DHCP应答报文沿不同路径传输的问题，现有技术中采用中继设备记录报文交互的中间信息的方案，来保证一次会话过程中的DHCP请求报文和DHCP应答报文沿相同的路径传输。例如，包含客户端信息的DHCP请求报文在经过每一个中继设备的时候，该中继设备都记录DHCP请求报文中的客户端信息，并相应地记录接收该DHCP请求报文的路径信息；包含客户端信息的DHCP应答报文在经过每一个中继设备的时候，该中继设备根据自身所记录的与DHCP应答报文中的客户端信息对应的路径信息转发该DHCP应答报文，从而使得DHCP应答报文能够沿DHCP请求报文的路径返回。
但是，现有技术中的上述方案，需要中继设备记录经过自身的每一个DHCP请求报文的相关信息，这额外地消耗了中继设备的内存资源，并且在DHCP请求报文的数量较多时，中继设备的内存资源消耗量也较大。
发明内容
本发明主要提供了一种报文传输方法和装置，使得应答报文能够沿请求报文的传输路径返回，且不消耗中继设备的内存资源。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
本发明公开了一种报文传输方法，该方法包括：
中继设备在转发第一设备发给第二设备的请求报文时，在所述请求报文中添加自身的回应路径信息；
接收到所述请求报文的第二设备，将请求报文中携带的所有回应路径信息添加到应答报文中；
中继设备在转发第二设备返回给第一设备的所述应答报文时，根据应答报文中携带的自身的回应路径信息进行发送。
本发明公开了一种报文传输装置，其特征在于，该装置包括：请求报文处理模块和应答报文处理模块，其中，
请求报文处理模块，用于接收请求报文，在转发所述请求报文时，将自身的回应路径信息添加到该请求报文中；
应答报文处理模块，用于接收包含回应路径信息的应答报文，根据应答报文中携带的自身的回应路径信息转发该应答报文。
由上述技术方案可见，本发明这种中继设备在转发第一设备发给第二设备的请求报文时，在所述请求报文中添加自身的回应路径信息；接收到所述请求报文的第二设备，将请求报文中携带的所有回应路径信息添加到应答报文中；中继设备在转发第二设备返回给第一设备的所述应答报文时，根据应答报文中携带的自身的回应路径信息进行发送的技术方案，使得应答报文能够沿请求报文的传输路径返回，且不消耗中继设备的内存资源。
附图说明
图1为现有技术中实现DHCP的典型组网示意图；
图2是现有技术中主机和DHCP服务器之间存在多条路径的组网示意图；
图3是本发明实施例一种报文传输方法的流程图；
图4是本发明实施例DHCP客户端和DHCP服务器之间存在多条路径的组网示意图；
图5是本发明实施例在图4所示的DHCP客户端和DHCP服务器之间传输报文的流程图；
图6是本发明实施例一种中继设备的结构框图。
具体实施方式
图3是本发明实施例一种报文传输方法的流程图。如图3所示，包括以下步骤：
步骤301，中继设备在转发第一设备发给第二设备的请求报文时，在所述请求报文中添加自身的回应路径信息。
步骤302，接收到所述请求报文的第二设备，将请求报文中携带的所有回应路径信息添加到应答报文中。
步骤303，中继设备在转发第二设备返回给第一设备的所述应答报文时，根据应答报文中携带的自身的回应路径信息进行发送。
图3所示的上述方案使得应答报文沿请求报文的路径返回。
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举较佳实施例，对本发明进一步详细说明。
图4是本发明实施例DHCP客户端和DHCP服务器之间存在多条路径的组网示意图。如图4所示，DHCP客户端(即主机)和DHCP服务器之间的中继设备包括交换机和路由器，且DHCP客户端和DHCP服务器之间存在4条不同的路径：DHCP客户端--＞交换机--＞路由器1--＞路由器2--＞DHCP服务器；DHCP客户端--＞交换机--＞路由器1--＞路由器4--＞DHCP服务器；DHCP客户端--＞交换机--＞路由器3--＞路由器2--＞DHCP服务器；DHCP客户端--＞交换机--＞路由器3--＞路由器4--＞DHCP服务器。因此，如果按现有的IP机制自由转发处理DHCP报文，那么DHCP客户端发送给DHCP服务器的请求IP地址的请求报文的传输路径与DHCP服务器发送给DHCP客户端的应答报文的传输路径很可能不一致。
图5是本发明实施例在图4所示的DHCP客户端和DHCP服务器之间传输报文的流程图。如图5所示，包括以下步骤：
步骤501，DHCP客户端向DHCP服务器发送DHCP请求报文，该DHCP请求报文首先被路由到交换机。
步骤502，交换机接收到DHCP请求报文后，在DHCP请求报文的option82中配置与自身对应的回应路径信息position0，然后继续路由转发该DHCP请求报文到路由器1。
本步骤中，经过交换机配置option82选项后，DHCP请求报丈的具体形式如表3所示：
| DHCP Head | otheroptions | 82 | 长度 | position0 | 0xFF |
表3
表3中，“DHCP head”是DHCP请求报文头；“other options”是DHCP请求报文的options域中的除option82和option255(0xFF)以外的所有option；“82”是optiong82的标记，“长度”是option82的数据长度，“position0”是本步骤中添加的回应路径信息；“0xFF”是option255。
本步骤中，与交换机对应的回应路径信息position0能够使交换机在转发DHCP服务器返回的DHCP应答报文时，将DHCP应答报文沿自身接收DHCP请求报文的路径发送出去。例如，回应路径信息position0可以是DHCP请求报文在交换机上的入端口信息，即交换机接收DHCP请求报文的端口号和虚拟局域网(VLAN，Virtual Local Area Network)号。
步骤503，路由器1接收到DHCP请求报文后，在DHCP请求报文的option82中配置与自身对应的回应路径信息position1，然后继续路由转发该DHCP请求报文到路由器2。
本步骤中，经过路由器1配置option82选项后，DHCP请求报文的具体形式如表4所示：
| DHCP Head | otheroptions | 82 | 长度 | position0 | position1 | 0xFF |
表4
本步骤中，与路由器1对应的回应路径信息position1能够使路由器1在转发DHCP服务器返回的DHCP应答报文时，将DHCP应答报文沿自身接收DHCP请求报文的路径发送出去。例如，回应路径信息position1可以是DHCP请求报文在路由器1上的入端口信息，即路由器1接收DHCP请求报文的端口号和VLAN号。
步骤504，路由器2接收到DHCP请求报文后，在DHCP请求报文的option82中配置与自身对应的回应路径信息position2，然后继续路由转发该DHCP请求报文到DHCP服务器。
本步骤中，经过交路由器2配置option82选项后，DHCP请求报文的具体形式如表5所示：
| DHCP Head | otheroptions | 82 | 长度 | position0 | position | position2 | 0xFF |
表5
本步骤中，与路由器2对应的回应路径信息position2能够使路由器2在转发DHCP服务器返回的DHCP应答报文时，将DHCP应答报文沿自身接收DHCP请求报文的路径发送出去。例如，回应路径信息position2可以是DHCP请求报文在路由器2上的入端口信息，即路由器2接收DHCP请求报文的端口号和VLAN号。
步骤505，DHCP服务器接收到DHCP请求报文后，向路由器2回复DHCP应答报文，并在DHCP应答报文中携带DHCP请求报文中的option82信息。
本步骤中，由于路由器2和DHCP服务器中间的消息传输方式是单播，因此，服务器会将DHCP应答报文直接返回给向自己发送DHCP请求报文的路由器2。
步骤506，路由器2接收到DHCP应答报文后，首先从DHCP应答报文的option82中剥离与自身对应的回应路径信息position2，并根据position2将DHCP应答报文发送给路由器1。
本步骤中，positon2是路由器2接收DHCP请求报文的端口号和VLAN号，因此，路由器2将DHCP应答报文从所述VLAN的所述端口发送出去，则该DHCP应答报文就会到达路由器1。
步骤507，路由器1接收到DHCP应答报文后，从DHCP应答报文的option82中剥离与自身对应的回应路径信息position1，并根据position1将DHCP应答报文发送给交换机。
步骤508，交换机接收到DHCP应答报文后，从DHCP应答报文的option82中剥离与自身对应的回应路径信息position0，并根据position0将DHCP应答报文发送给DHCP客户端。
在图5所示的上述流程中，各个中继设备在DHCP请求报文中添加的回应路径信息是DHCP报文在该中继设备上的入端口信息。此外，各个中继设备在DHCP请求报文中添加的回应路径信息还可以是发送DHCP请求报文给该中继设备的上游设备的IP地址或链路层地址，其中，如果该上游设备是三层网络设备，则为IP地址，如果该上游设备是二层网络设备，则为链路层地址，如MAC地址等。例如，在图5所示的流程中，position0是客户端的IP地址；position1是交换机的地址，这里，当该交换机为二层交换机时，position1是该交换机的链路层地址，当该交换机为三层交换机时，position1是该交换机的IP地址；position2是路由器1的IP地址。各个中继设备在接收到DHCP应答报文后，根据发送DHCP请求报文给自己的上游设备的IP地址或链路层地址发送DHCP应答报文。
当然在上述利用上游设备的IP地址作为回应路径信息的情况下，DHCP请求报文不能是客户端用于请求IP地址的报文，因为，此时客户端还没有IP地址，但此时的DHCP请求报文可以是客户端在获得IP地址后发送的其它功能的请求报文，如请求DHCP配置信息的请求报文等。
在图5所示的上述流程中，各个中继设备将与自身对应的回应路径信息添加到了DHCP请求报文的option82中。此外，中继设备也可以将回应路径信息添加到DHCP请求报文的其它可以利用的选项option中。
基于上述实施例，接下来给出本发明一种中继设备的结构框图。
图6是本发明实施例一种报文传输装置的结构框图。如图6所示该报文传输装置包括：请求报文处理模块601和应答报文处理模块602，其中：
请求报文处理模块601，用于接收请求报文，在转发所述请求报文时，将自身的回应路径信息添加到该请求报文中；
应答报文处理模块602，应答报文处理模块，用于接收包含回应路径信息的应答报文，根据应答报文中携带的自身的回应路径信息转发该应答报文。
图6所示的报文传输装置可以设置在中继设备中，且该中继设备位于DHCP客户端和DHCP服务器之间。此时，请求报文处理模块601，可以用于在所述请求报文的option82中添加自身的回应路径信息；应答报文处理模块602，可以用于根据应答报文的option82中携带的自身的回应路径信息发送该应答报文。
在图6中，应答报文处理模块602，可以进一步用于从应答报文的option82中删除自身的回应路径信息。
上述报文传输装置设置于其中的中继设备可以是交换机或路由器。
综上所述，本发明这种中继设备在转发第一设备发给第二设备的请求报文时，在所述请求报文中添加自身的回应路径信息；接收到所述请求报文的第二设备，将请求报文中携带的所有回应路径信息添加到应答报文中；中继设备在转发第二设备返回给第一设备的所述应答报文时，根据应答报文中携带的自身的回应路径信息进行发送的技术方案，使得应答报文能够沿请求报文的传输路径返回，且不消耗中继设备的内存资源。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种报文传输方法，其特征在于，该方法包括：
中继设备在转发第一设备发给第二设备的请求报文时，在所述请求报文中添加自身的回应路径信息；
接收到所述请求报文的第二设备，将请求报文中携带的所有回应路径信息添加到应答报文中；
中继设备在转发第二设备返回给第一设备的所述应答报文时，根据应答报文中携带的自身的回应路径信息进行发送。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一设备作为客户端执行动态主机配置协议，所述第二设备作为服务器执行动态主机配置协议，所述中继设备执行路由和/或交换功能。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述中继设备在请求报文中添加的自身的回应路径信息包括：所述请求报文在该中继设备上的入端口信息，或发送所述请求报文到该中继设备的上游设备的IP地址。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述请求报文在中继设备上的入端口信息包括：该中继设备接收所述请求报文的端口号和虚拟局域网VLAN号。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述中继设备在请求报文中添加自身的回应路径信息，是将回应路径信息添加在所述请求报文的中继代理信息选项option82中。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述第二设备将请求报文中携带的所有的回应路径信息添加到应答报文中，是将请求报文中的option82添加到应答报文中；
该方法在所述中继设备接收到应答报文后，并在转发该应答报文之前进一步包括：中继设备从该应答报文的option82中删除自身的回应路径信息。
7.一种报文传输装置，其特征在于，该装置包括：请求报文处理模块和应答报文处理模块，其中，
请求报文处理模块，用于接收请求报文，在转发所述请求报文时，将自身的回应路径信息添加到该请求报文中；
应答报文处理模块，用于接收包含回应路径信息的应答报文，根据应答报文中携带的自身的回应路径信息转发该应答报文。
8.如权利要求7所述的报文传输装置，其特征在于，该装置设置在中继设备中，且该中继设备位于DHCP客户端和DHCP服务器之间。
9.如权利要求8所述的报文传输装置，其特征在于，
所述请求报文处理模块，用于在所述请求报文的option82中添加自身的回应路径信息；
所述应答报文处理模块，用于根据应答报文的option82中携带的自身的回应路径信息发送该应答报文。
10.如权利要求8或9所述的报文传输装置，其特征在于，所述应答报文处理模块，进一步用于从应答报文的option82中删除自身的回应路径信息。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20080326 |