CN101175000A - 一种自动检测ip地址的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动检测IP地址冲突的方法。该方法具体为：第一终端通过预先设置的IP网络地址向其他终端广播ARP报文，所述ARP报文中携带有待检测的IP地址，所述的ARP报文用于所述其他终端判断自身IP地址是否与所述待检测的IP地址相同；第一终端接收其他终端根据判断结果发送的ARP响应信息。本发明还公开了一种装置，用于自动检测IP地址冲突；本发明还公开了一种装置，用于辅助自动检测IP地址冲突。本发明通过ARP报文进行判断IP地址冲突，从源头上避免了IP地址冲突情况的发生，并且能够在不影响网络通讯的情况下进行，从而避免了烦琐的问题定位过程，节省了大量的维护费用。

Description

一种自动检测IP地址的方法及装置

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种自动检测IP(Internet Protocol，网络之间互连的协议)地址冲突的方法及装置。

背景技术

随着网络技术的不断发展，网络应用已经越来越普及了。目前有很多不同的厂家生产各种型号的计算机、不同的设备、不同的网络终端，虽然它们运行完全不同的操作系统，但TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)/IP协议族允许它们互相进行通信。

网络协议通常分不同层次进行开发，每一层分别负责不同的通信功能。TCP/IP协议族，是一组不同层次上的多个协议的组合，是一个四层协议系统，每一层负责不同的功能，下面简单介绍一下链路层和网络层的信息：

1)链路层，有时也称作数据链路层或网络接口层，通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆(或其他任何传输媒介)的物理接口细节。链路层有物理地址-----MAC地址，熟悉本领域的技术人员知道MAC地址是全球唯一的。当有数据发送时，源网络设备查询对端设备的MAC地址，然后将数据发送过去。

2)网络层，有时也称作互联网层，处理分组在网络中的活动，由于MAC地址通常存在于一个平面地址空间，没有清晰的地址层次；另外，MAC地址固化在硬件中，灵活性较差。对于不同网络之间的互连通信，我们通常使用基于软件实现的网络层地址----IP地址来通信，提供更大的灵活性。

IP地址，又称逻辑地址，和MAC地址一样，IP地址也是独一无二的。每一台网络设备用IP地址来唯一的标识。IP地址由32个二进制位组成，这些二进制数字被分为四个八位数组(octets)，又称为四个字节。IP地址可以这样表示：

点分十进制形式：10.110.192.111

由于IP地址有32个二进制位，理论上可以有232个IP地址可以使用，也就是43亿个IP地址。在互联网络上，如果每一台三层网络设备，例如路由器，为了彼此通信，储存每一个IP地址的结构化分层方案将IP地址分为网络部分和主机部分，区分网络部分和主机部分需要借助地址掩码(Mask)。网络部分位于IP地址掩码前面的连续二进制“1”位，主机部分是后面连续二进制“0”位。当主机部分全部为零时，则该地址认为是网络地址，网络地址在现实的网络中是不会使用的，它是代表着网络部分指定的整个网络。

IP地址的分层方案类似于我们常用的电话号码。电话号码也是全球唯一的。例如对于电话号码010-82882484，前面的字段010代表北京的区号，后面的字段82882484代表北京地区的一部电话。IP地址也是一样，前面的网络部分代表一个网段，后面的主机部分代表这个网段的一台设备。

目前，IP地址的获得可以有两种方式：

一种方式是在客户端/服务器端配置DHCP(动态主机配置协议)服务，通过DHCP动态分配地址的方式获得。这种方式由于是服务器为网络中的各种终端统一分配IP地址，可以避免IP地址冲突；但是需要额外的设备进行地址分配。尤其是在通信行业机框结构的设备里，基本不会使用到这种协议。

另外一种方式是在网络计算机，设备等手工设置静态IP地址。静态IP地址的配置简单，不需要额外的服务器。比如说通常在通信行业机框结构的设备里，都是通过框号/槽位号/CPU号等来设置IP地址，以确保IP地址不会冲突。但是当这种设备有了对外网口的需求之后，多个同样的设备之间，就有可能发生IP地址冲突的情况。而当使用者设置某设备对外网口的IP地址的时候，不知道已经运行的设备已经占用了这个IP地址，这时候就有可能造成IP地址冲突的现象。

如果在一个互联网络内，两个不同的主机或者设备，如果同时使用同一个IP地址时，两者将会冲突，造成两者都不能正常工作的可怕结果。并且现有技术的计算机/终端/设备不具有IP地址冲突的检测机制，当IP地址冲突的时候，不但新设置的该台设备无法通信，而且会对现网运行的设备造成通信中断的情况，且没有任何提示。

也就是说假如网络上存在IP地址冲突的话，两台IP地址相同的网络设备同时访问服务器。而服务器需要向这两台网络设备响应他们的连接请求，发送ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)请求报文；此时这两台设备都会返回自己的MAC地址，并声称自己的MAC地址对应该IP地址。服务器会选择后到达的MAC地址作为目标地址，与该设备进行网络通讯，而另外一台机器不会得到服务器的任何响应，同服务器断开连接，该台机器不会得到服务器的任何提示信息。从而严重影响网络中设备的正常运行。

当发生IP地址冲突时，在使用供应商提供协议栈进行通讯时，只能通过人工查询所有主机或者设备的IP地址才能发现问题；在问题发生到最终解决的过程中，由于多个主机或者设备同时使用了同一个IP地址，交换网内将一直存在冲突的IP地址相关所有的数据包都不能正确交换到指定的主机或者设备上；并且出现问题后，需要维护人员通过丢包等现象来判断是否是IP地址冲突，最终定位出问题，解决方法复杂，处理时间与处理人员的水平有极大的关系。

另外一种检测IP地址冲突的方法可以是安装Windows等操作系统协议栈来进行通讯，发生IP地址冲突时，系统会自动上报IP地址冲突告警。可以很快发现是IP地址冲突造成通讯故障，但是到底是哪个主机或者设备冲突，还是需要通过人工查询所有主机或者设备的IP地址，才能发现问题。同样的，在问题发生到最终解决的过程中，由于多个主机或者设备同时使用了同一个IP地址，交换网内将一直存在冲突的IP地址相关所有的数据包都不能正确交换到指定的主机或者设备上。该方法比较上一方法虽然能够及时的定位出是IP地址冲突问题，但是依然需要查询其他所有主机或者设备的IP地址，最终排除问题，处理方法仍然比较烦杂，处理时间与处理人员的水平有极大的关系。

综上所述可以发现目前都是只有在IP地址冲突后进行解决，这样造成了维护网络费用高，并且了影响网络正常通讯。

发明内容

本发明一实施例提供了一种自动检测IP地址冲突的方法。该方法是通过以下技术方案实现的：

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

第一终端通过预先设置的IP网络地址向其他终端广播ARP报文，所述ARP报文中携带有待检测的IP地址，所述的ARP报文用于所述其他终端判断自身IP地址是否与所述待检测的IP地址相同；

第一终端接收其他终端根据判断结果发送的ARP响应信息。

本发明实施例还提供了一种装置，用于自动检测IP地址冲突，该装置包括：

发送单元，用于通过预先设置的IP网络地址广播ARP报文，该报文中携带有待检测的IP地址；

接收单元，用于接收ARP响应失败信息或者是ARP响应成功信息。

本发明实施例还提供了一种装置，用于辅助自动检测IP地址冲突，该装置包括：

第一接收单元，用于接收ARP报文；

判断单元，用于判断自身IP地址是否与待检测的IP地址相同；

处理单元，用于当判断单元判断出自身IP地址与待检测的IP地址相同时，向第一终端反馈ARP响应成功信息；若判断单元判断出自身IP地址与待检测的IP地址不相同时，向第一终端反馈ARP响应失败信息。

综上所述，本发明通过ARP报文进行判断IP地址冲突，从源头上避免了IP地址冲突情况的发生，并且能够在不影响网络通讯的情况下进行，从而避免了烦琐的问题定位过程，节省了大量的维护费用。

附图说明

图1为本发明实施例1方法流程图；

图2为本发明实施例2装置系统图；

图3为本发明实施例3装置系统图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种自动检测IP地址冲突的方法。本发明提供的实施例主要是应用ARP协议来判断是否有IP地址冲突；下面通过具体步骤进行说明：

实施例1，参见图1，具体步骤为：

步骤101：当系统正常运行时，设置第一终端的IP地址为IP网络地址；

之前解释过IP地址中的网络部分位于IP地址掩码前面的连续二进制“1”位，主机部分是后面连续二进制“0”位。当主机部分全部为零时，则该地址认为是IP网络地址，IP网络地址在现实的网络中是不会使用的，它是代表着网络部分指定的整个网络；也正是由于IP网络地址在现实的网络中是不会使用的，那么也就不会与其他终端的网络地址相冲突，就不会影响到网络的正常运行。

步骤102：第一终端通过预先设置的IP网络地址向网络内其他终端广播ARP报文；该ARP报文中携带有待检测的IP地址；

所谓的ARP报文是网络协议中的一种，在网络上唯一识别各种网络设备的标识就是设备的MAC地址。网络计算机/设备需要访问服务器或者其他设备的时候，必须先知道对端的MAC地址才能通讯。而知道对端的MAC地址，就必须先向对端发送ARP请求报文，报文中包含本机的MAC地址和IP地址，以及请求的IP地址。所有当前网络的设备都可以收到本机发送的该ARP报文，当对端设备检查到本身的IP地址，与ARP报文中请求的IP地址一致的时候，也就是请求的IP地址就是对端设备的IP地址时，就会回复该ARP请求，把自己的MAC地址放入ARP回复报文中，发送响应成功消息。此时，本机与对端设备都知道了对方的MAC地址，因此就可以正常通讯了。

那么本发明实施例在步骤102中广播ARP报文的目的就在于，将需要检测的待检测的IP地址当作ARP协议中的请求的IP地址通过ARP报文发送出去，并且ARP报文中携带的本机地址也就是本发明中设定的网络地址；那么其他终端在接收到该报文请求后，按照ARP报文的协议，会将自身的IP地址与ARP报文中的待检测的IP地址相比较，如果相同则说明与待检测IP地址相冲突的IP地址，那么向第一终端反馈ARP响应成功信息；如果不相同则说明不与待检测的IP地址相冲突，那么向第一终端反馈ARP响应失败信息。

那么对于第一终端来说，如果收到ARP响应失败信息也就意味着网络中没有与待检测的IP地址相冲突的IP地址；如果收到ARP响应成功消息，也就意味着网络中存在与待检测的IP地址相冲突的IP地址。

步骤103：等待ARP响应信息；若接收到ARP响应失败消息则执行步骤104；若接收到ARP响应成功消息，则执行步骤105；

步骤104：删除已经设置的IP网络地址，更换为待检测的IP地址。

通过步骤104可以在为终端分配IP地址时就能够从源头上避免与其他IP地址相冲突。

步骤105：删除已经设置的IP网络地址。

至此完成了自动检测IP地址冲突的方法。在接收到ARP响应成功消息后，也可以更换待检测的IP地址，发送ARP报文来继续检测。本发明实施例的关键点在于通过ARP自动检测IP地址的冲突，至于是否需要将地址设置为不冲突的待检测的IP地址并不是关键所在。

由于本发明是通过ARP协议来判断是否IP地址相冲突，并且由于ARP协议是在TCP/IP协议栈内实现的，因此本发明实施例可以与现有TCP/IP协议栈配合使用，也可以和自行开发的TCP/IP协议栈一起使用。

下面通过2个具体例子来进行说明：

1、与现有TCP/IP协议栈配合使用：该应用场景为用VxWorks场景下使用：假设我们需要检测的IP地址为80.1.2.3:255.0.0.0；

先行配置实际需要配置的该网段的网络地址(80.0.0.0)；

调用协议栈提供的IP地址解析函数，发送ARP报文，该报文中携带有需要检测的IP地址80.1.2.3:255.0.0.0；

如果协议栈函数返回ARP报文结果为成功，则可认为IP有冲突；

如果协议栈函数返回ARP报文结果为失败，则认为IP无冲突。

2、与自行开发的TCP/IP协议栈一起使用；

假设需要检测的IP地址为80.1.2.3:255.0.0.0；

先行配置实际需要配置的该网段的网络地址(80.0.0.0)；

根据ARP协议，自行填充ARP报文，携带有请求的IP地址为80.1.2.3:255.0.0.0，并进行广播，如果当前网络上有需要检测的IP地址存在，则该IP地址所在的终端，会按照网络协议回复解析需要配置的IP地址所对应的MAC地址；

如果在协议规定时间内得到MAC地址的响应，则说明该IP有冲突；

如果在协议规定时间内没有得到MAC地址的响应，则可认为IP无冲突，删除已经配置的网络IP地址(80.0.0.0)，配置需要的IP地址(80.1.2.3)。

实施例2，本发明实施例还提供了一种装置，用于自动检测IP地址冲突，参见图2，该装置包括：

发送单元201，用于通过预先设置的IP网络地址广播ARP报文，该报文中携带有待检测的IP地址；

接收单元202，用于接收ARP响应失败信息或者是ARP响应成功信息。

当需要配置待检测的IP地址时，该装置的进一步包括IP地址更换单元203，用于接收到ARP响应失败消息后，将预先设置的IP网络地址更换为待检测的IP地址。

发送单元可以通过调用协议栈函数向其他终端发送ARP报文。

实施例3，本发明还提供了一种装置，用于辅助自动检测IP地址冲突，参见图3，该装置包括：

第一接收单元301，用于接收ARP报文；

判断单元302，用于判断自身IP地址是否与待检测的IP地址相同；

处理单元303，用于当判断单元判断出自身IP地址与待检测的IP地址相同时，向第一终端反馈ARP响应成功信息；若判断单元判断出自身IP地址与待检测的IP地址不相同时，向第一终端反馈ARP响应失败信息。

通过本发明实施例，可以从源头上避免IP地址冲突情况的发生；也就是说可以在设置之前进行IP地址冲突检测，同时在检测的过程中使用IP网络地址，避免对网络通讯造成影响；从而避免了烦琐的问题定位过程，节省了大量的维护费用。进一步的还可以与现有的协议栈配合使用，可以与自行开发的协议栈进行配合使用，使用范围上也不收到限制。

以上对本发明所提供的自动检测IP地址冲突的方法与装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种自动检测IP地址冲突的方法，其特征在于，该方法包括：

第一终端通过预先设置的IP网络地址向其他终端广播ARP报文，所述ARP报文中携带有待检测的IP地址，所述的ARP报文用于所述其他终端判断自身IP地址是否与所述待检测的IP地址相同；

第一终端接收其他终端根据判断结果发送的ARP响应信息。

2.根据权利要求1所述的自动检测IP地址冲突的方法，其特征在于，其他终端在接收到所述的ARP报文后，判断自身IP地址是否与待检测的IP地址相同，若相同则向所述第一终端反馈ARP响应成功信息，若不相同则向第一终端反馈ARP响应失败信息。

3.根据权利要求2所述的自动检测IP地址冲突的方法，其特征在于，当第一终端接收到所述ARP响应失败信息后，将所述预先设置的IP网络地址更换为所述待检测的IP地址。

4.根据权利要求2所述的自动检测IP地址冲突的方法，其特征在于，当第一终端接收到所述ARP响应成功信息后，删除所述预先设置的网络IP地址。

5.根据权利要求1至4其中之一所述的自动检测IP地址冲突的方法，其特征在于，第一终端通过调用协议栈函数向其他终端广播ARP报文。

6.一种装置，用于自动检测IP地址冲突，其特征在于，该装置包括：

发送单元，用于通过预先设置的IP网络地址广播ARP报文，该报文中携带有待检测的IP地址；

接收单元，用于接收ARP响应失败信息或者是ARP响应成功信息。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还进一步包括IP地址更换单元，用于接收到ARP响应失败信息后，将预先设置的IP网络地址更换为所述待检测的IP地址。

8.根据权利要求6或7所述的自动检测IP地址冲突的装置，其特征在于，

发送单元通过调用协议栈函数向其他终端发送ARP报文。

9.一种装置，用于辅助自动检测IP地址冲突，其特征在于，该装置包括：

第一接收单元，用于接收ARP报文；

判断单元，用于判断自身IP地址是否与待检测的IP地址相同；

处理单元，用于当判断单元判断出自身IP地址与待检测的IP地址相同时，向第一终端反馈ARP响应成功信息；若判断单元判断出自身IP地址与待检测的IP地址不相同时，向第一终端反馈ARP响应失败信息。

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