CN101207514A - 网络装置发现方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种网络装置发现方法，其是在数据链路层(Data Link Layer；也就是在网络七层中的Layer2)处理网络装置的发现程序。首先，凭借一网络管理装置发出一发现数据包，在所述的发现数据包中至少包括有要求网络装置回报其物理地址的一指令。之后，由至少一网络装置接收所述的发现数据包，并根据所述的发现数据包产生对应的一回报数据包后再加以发送出，其中，在所述的回报数据包中至少包括有所述的网络装置的物理地址。之后，再由网络管理装置接收所述的回报数据包并至少撷取出所述的物理地址，并且将所述的回报数据包中所可能包含的一IP地址加以忽略后，再根据所述的物理地址来更新一装置信息表并据以辨识所述的网络装置。

Description

网络装置发现方法

技术领域

本发明涉及的是一种网络装置发现方法，尤指一种在一局域网络系统中，凭借一网络管理装置凭借于数据链路层(Data LinkLayer；也就是Layer2)进行的一发现程序，来发现所述的系统中的其它网络装置的一种网络装置发现方法。

背景技术

由于现代人对于电子信息设备的可移植性以及实时信息传输的需求愈来愈高，无线通讯功能已俨然成为社会大众选购电子信息设备时的必要考虑。

就以无线局域网络通讯系统来说，其通过射频技术与网络技术的结合，使得使用者不再需要连接实体的网络线，便可通过无线局域网络来和其它网络装置连结并传输信息。虽然，无线局域网络通讯系统确实可提供使用上的便利性，然而，也由于其并非是以实体网络线来连接提供无线信息传输服务的各无线网络装置(例如存取点AP)与各使用者的终端装置(Terminal)，所以，如何在一无线网络系统中去发现与辨识各无线网络装置的存在并加以管理，也是一个极为重要的课题。

目前，对于一般有线或是无线网络系统的现有网络装置发现方法，乃是凭借一网络管理装置(Network Management Server；NMS)在网络七层中的第三层(Layer3)也就是网络层(Network Layer)的架构下，去执行一发现(Discovery)程序，以找出属于所述的网络系统且正运作中的所有网络装置。在此现有技术中，所有的网络装置都必须先从一动态主机设定协议服务器(DHCP server)取得有效且唯一的网络协议地址(IP Address)后，再把所述的IP地址当作是本身的身份识别。然后，网络管理装置会广播出一发现数据包，而接收到所述的发现数据包的任何网络装置只要是属于所述的网络系统，都会回传一包含有其IP地址等数据的回报数据包给所述的网络管理装置。而所述的网络管理装置便能依据所收到的回报数据包中所含的IP地址等数据，来辨识各网络管理装置的身份识别，进而达到管理的目的。

然而，前述现有的网络装置发现方法却仍有下列缺点：

(1)所述的现有网络装置发现方法需要所有网络装置都在开始所述的发现程序的前便取得一有效且唯一的IP地址。换句话说，倘若某一网络装置未能事先取得有效IP地址时，则所述的发现程序便无法顺利进行。

(2)为了取得有效且唯一的IP地址，现有的网络装置发现方法均需包含有一DHCP服务器在其网络系统中。此种设计不仅花费额外的硬件成本，且其软件与网络的架构也较为庞大，而这些额外成本只不过为了分配IP地址而已。对于一些仅有较少运算能力且硬件等级较低的轻巧型网络装置来说，此类的IP地址处理程序不仅很吃力、且甚至无法适用在执行此现有的网络装置发现方法。

(3)大部分的网络装置在其出厂时均会内建有一预设IP地址，且相同制造商(或甚至不同制造商)所生产的众多网络装置常常都会给予相同的预设IP地址。如果在一发现程序中有两个或更多网络装置具有相同的预设IP地址的话，则网络管理装置将可能会被混淆，而导致网络系统的不稳定、或需要网管人员特别去注意或额外进行调整。

除了前述的现有的网络装置发现方法的外，目前尚有一些使用更高层的网络层通讯协议、或是更复杂的数据包内容，来进行网络装置的发现程序。这些复杂化的现有发现方法，基本上都和前述以IP地址作为网络装置身份辨识的现有发现方法具有的相同或类似的缺失。

另，虽然目前也有利用MAC(Media Access Control；媒体存取控制)地址来侦测网络装置的已知技术，例如OAM通讯协议，但其仅仅是用来侦测或测试网络装置的运作，而并非是用来进行「发现程序」。

发明内容

本发明的第一目的是提供一网络装置发现方法，其网络装置不需事先取得有效且唯一的IP地址，便能顺利且正确地执行发现程序，而可降低网络装置的硬件与软件成本，且所述的发现程序的执行效率也更为提高。

本发明的第二目的是提供一网络装置发现方法，其是凭借一网络管理装置在数据链路层(Data Link Layer；也就是Layer2)进行发现程序，并以网络装置的物理地址而非IP地址来作为其身份辨识，以发现并辨识所述的系统中的其它网络装置。

为达前述的目的，在本发明的网络装置发现方法的一较佳实施例中，所述的网络装置发现方法是在数据链路层(Data Link Layer；也就是在网络七层中的Layer2)处理网络装置的发现程序。首先，凭借一网络管理装置发出一发现数据包，在所述的发现数据包中至少包括有要求网络装置回报其物理地址的一指令。之后，由至少一网络装置接收所述的发现数据包，并根据所述的发现数据包产生对应的一回报数据包后再加以发送出，其中，在所述的回报数据包中至少包括有所述的网络装置的物理地址。之后，再由网络管理装置接收所述的回报数据包并至少撷取出所述的物理地址，并且将所述的回报数据包中所可能包含的一IP地址加以忽略后，再根据所述的物理地址来更新一装置信息表并据以辨识所述的网络装置。

附图说明

图1为本发明的网络装置发现方法实施在一无线网络系统时的一实施例系统架构图。

图2为本发明的网络装置发现方法的一实施例中，其网络管理装置的组件架构示意图。

图3为本发明的网络装置发现方法的一实施例中，其网络管理装置的发现数据包发送流程示意图。

图4为本发明的网络装置发现方法的一实施例中，其网络管理装置的发现数据包接收流程的示意图。

图5为本发明的网络装置发现方法的一实施例中，其网络装置的组件架构示意图。

图6为本发明的网络装置发现方法的一实施例中，其网络装置的发送回报数据包的操作流程的示意图。

图7为本发明的网络装置发现方法中，所述的回报数据包所含字段的一实施例。

图8为本发明的网络装置发现方法中，所述的网络管理装置分派IP设定给网络装置的一实施例示意图。

附图标记说明：10～无线网络系统；11～网络管理装置；121～125～存取点；131～136～终端；14～无线网络环境；14a～以太网络；201～212、301～309步骤；20～网络管理装置；21～装置信息表；22～发现事件处理器；23、32～发现数据包产生器；24、35～广播/多重播送以太传送器；25、31～广播/多重播送以太接收器；26～数据包分析器；30～网络装置；33～发现处理器；34～发现回报产生器。

具体实施方式

为了能更清楚地描述本发明所提出的网络装置发现方法，以下将举出实施例具体说明的。

请参阅图1所示，其为本发明的网络装置发现方法实施在一无线网络系统10的一实施例系统架构图。所述的无线网络系统10是包括有：至少一网络管理装置11(NMS)、至少一个以上的存取点121～125(AP_1～AP_5)、以及至少一个以上的终端131～136(T1～T6)。这些网络管理装置11、存取点121～125与终端131～136彼此之间是通过一无线网络环境14而相互连结，例如但不限于：建立在以太网络(Ethernet)架构下的无线局域网络(WLAN)、全球行动通讯系统(Global Systemfor Mobile Communication；GSM)、整合数据包无线电服务系统(General PacketRadio Service；GPRS)、分码多任务撷取系统(Code Division Multiple Access；CDMA)、超宽带无线局域网络系统(Ultra Wide Band；UWB)等等。

在本发明中，所述的网络管理装置11可以是以硬件形式存在的一独立的网络装置，或也可以软件方式内建在某一存取点121～125内、或是内建在某一终端131～136内。所述的网络管理装置11的功能主要是用来发现(Discovery)与管理所述的些存取点121～125与终端131～136，以确保系统10可以正常运作。这些存取点121～125是负责接受来自终端131～136的连结与数据传输请求，并进行对应的数据传输工作。而所述的终端131～136，则泛指提供一般使用者连结至网络所使用的网络装置，例如但不限于具网络功能的：计算机、个人数字助理(PDA)、手机、游戏机、网络卡、或其它内建或外接有无线网络收发器的电子信息装置。

虽然，如前述图1所示是揭露了本发明的网络装置发现方法实施在一无线网络系统10上时的实施例，然而，其并非本发明的网络装置发现方法的唯一可应用范围。相对地，本发明的网络装置发现方法也可实施在以一般有线的网络系统上、或是实施在由无线网络与有线网络相混杂所构成的网络系统上。

请参阅图2、图3与图4，其分别揭露了本发明的网络装置发现方法的一实施例中，其网络管理装置的组件架构、发现数据包发送流程、与发现数据包接收流程的示意图。

本发明的网络装置发现方法，主要是由一网络管理装置执行一发现程序以供发现在一网络系统中的其它网络装置。其中，如图2、图3与图4所示，所述的网络管理装置20的操作流程是包括有下列步骤：

步骤201：开始一发现(Discovery)程序。由所述的网络管理装置20内部的一发现事件处理器22来建立一发现事件通告以启动所述的发现程序。在本发明中，所述的发现程序是在一MAC层(数据链路层Data Link Layer；也就是网络七层中的第二层Layer2)通讯协议中进行。

步骤202：清除所述的网络管理装置20内部的一装置信息表21的内容。

步骤203：产生一发现数据包(Discovery Packet)的信息。由所述的网络管理装置20内部的一发现数据包产生器23来产生本发明的发现数据包，在所述的发现数据包中至少包括有要求网络装置回报其物理地址及其它装置信息的一指令。

步骤204：检查所述的网络系统(例如以太网络14a)是否已备妥传输数据包？倘若”是”则执行步骤206；倘若”否”则执行步骤205以产生一传送错误通告。

步骤206：发送出所述的发现数据包。凭借所述的网络管理装置20内部的一广播(Broadcast)/多重播送(Multicast)以太传送器24，以广播或是多重播送的方式将所述的发现数据包发送至所述的以太网络14a中。

步骤207：接收自以太网络广播/多回放送回来的回报数据包(ResponsePacket)。凭借所述的网络管理装置20内部的一广播/多重播送以太接收器25，来接收网络装置针对所述的发现数据包所回传的一回报数据包。

之后，更凭借所述的网络管理装置20内部的一数据包分析器26来分析所述的回报数据包，再至少撷取出所述的回报数据包中所内含的一物理地址，同时，却将所述的回报数据包中所可能包含的一IP地址加以忽略。在本实施例中，此一分析回报数据包的程序更可包括有步骤208～211。

步骤208：检查签名(Signature)是否有效。所述的数据包分析器26首先将检查所述的回报数据包中所含的一签名是否有效？倘若”是”则执行步骤210，倘若”否”则执行步骤209以将所述的回报数据包丢弃并产生一数据包丢弃通告。

步骤210：检查协议版本(Protocol Version)是否有效。所述的数据包分析器26接着将检查所述的回报数据包的一协议版本是否有效？倘若”是”则执行下一步骤211，倘若”否”则执行步骤209。

步骤211：检查接口版本(Interface Version)是否有效。所述的数据包分析器26接着将检查所述的回报数据包的一接口版本是否有效？倘若”是”则执行下一步骤212，倘若”否”则执行步骤209。

步骤212：将装置信息加入装置信息表21中。在数据包分析器26执行过步骤208～211确认无误后，便以所撷取出的所述的物理地址来作为所述的网络装置的一身份辨识(ID)，并凭借所述的网络管理装置20内部的一发现数据包处理器27来把所述的回报数据包中所含的所述的网络装置的物理地址及其它装置信息均储存(也就是更新)所述的装置信息表21之内容，以供后续管理所述的网络装置的用。

请参阅图5与图6，其分别揭露了本发明的网络装置发现方法的一实施例中，其网络装置的组件架构、与发送回报数据包的操作流程的示意图。其中，所述的网络装置30的操作流程是包括有下列步骤：

步骤301：广播/多重播送接收所述的发现数据包。凭借所述的网络装置30内部的一广播/多重播送以太接收器31，来接收由以太网络14a所传来的所述的发现数据包。

之后，由网络装置30内部的一数据包分析器32来分析所述的发现数据包，以至少撷取出所述的回报数据包中所内含的一指令(Command)，并根据所述的发现数据包的所述的指令来产生一回报数据包，在所述的回报数据包中至少包括所述的网络装置30的所述的物理地址及其它装置信息。在本实施例中，此一分析回报数据包的程序更可包括有步骤302～307。

步骤302：检查签名是否有效。所述的数据包分析器32首先将检查所述的发现数据包中所含的一签名是否有效？倘若”是”则执行步骤304，倘若”否”则执行步骤303以将所述的发现数据包丢弃并产生一数据包丢弃通告。

步骤304：检查协议版本是否有效。所述的数据包分析器32接着将检查所述的发现数据包的一协议版本是否有效？倘若”是”则执行下一步骤305，倘若”否”则执行步骤303。

步骤305：检查家族类别是否有效。所述的数据包分析器32接着将检查所述的发现数据包的一家族类别(Family Type)是否有效？倘若”是”则执行下一步骤306，倘若”否”则执行步骤303。

步骤306：检查指令是否有效。所述的数据包分析器32接着将检查所述的发现数据包的一指令是否有效？倘若”是”则执行步骤308，倘若”否”则执行步骤307以将一错误状态填入所述的回报数据包中并执行步骤309。

步骤308：填入装置信息。由网络装置30内部的一发现处理器33来根据所述的发现数据包所含的指令，来将所述的网络装置30本身的物理地址及其它装置信息(有可能包含出厂时的预设IP地址)传送至一发现回报产生器34并填入一回报数据包中，以产生所述的回报数据包。

步骤309：回应所述的发现请求。凭借网络装置30内部的一广播/多重播送以太传送器35来将所述的回报数据包发送出以太网络。

请参阅图7，其为本发明的网络装置发现方法中，所述的回报数据包所含字段的一实施例，其是至少包括下列字段：一数据链路层(L2)标题(Header)字段、一IP标题字段、一UDP(User Datagram Protocol；使用者数据报协议)标题字段、以及一本发明独特设计的CDP字段。其中，所述的CDP字段又包括了：一版本(Version)字段、一MAC信息字段、一句柄(Control Code)字段、与一控制数据(Control Data)字段。其中，所述的版本字段揭示了网络装置的协议或接口版本，所述的MAC信息字段揭示了网络装置的物理地址，IP标题字段储存有网络装置的IP地址。在本发明中，由于此IP地址不会被用来作为网络装置的身份辨识，所以，所述的IP地址可以是出厂默认值也可以和其它网络装置重复。此外，本发明的网络装置发现方法更使用了使用者数据报协议(UDP)来作为传输协议以提供更高的传输速率。

当本发明的网络管理装置凭借前述的网络装置发现方法来发现并取得各网络装置的物理地址及其它装置信息后，所述的网络管理装置便可利用所取得的信息来进一步管理各网络装置，以维持网络系统的运作效能。

例如，如图8所示，其为本发明的网络装置发现方法中，所述的网络管理装置(简称为管理者)分派IP设定给网络装置(包括有从端A与从端B)的一实施例示意图。首先，由管理者凭借如图3所示的流程来广播/多重播送发现数据包给所有的从端A、从端B。之后，从端A、从端B个别依据如图6所示的流程来回报其物理地址以及装置信息给管理者，此时，从端A与从端B或许尚未取得有效且唯一的IP地址。而管理者在依据如图4所示的流程来把各从端A、从端B的物理地址以及装置信息储存到其装置信息表后，便可依据所述的装置信息表的物理地址内容来辨识各从端A、从端B并加以管理。比如说，由于各从端A、从端B的身份已可由物理地址来辨识，因此管理员便可进行分派IP地址的工作。例如，管理者可广播/多重播送包含有IP设定指令的管理数据包，并在管理数据包中载明了从端A的物理地址来作为身份辨识的用。如此，当从端A收到此一管理数据包后，便可由其中所含的物理地址得知所述的管理数据包是给它的，于是便依据所述的管理数据包所内含的IP设定指令来进行从端A的IP地址设定工作。相对地，当从端B收到相同管理数据包时，也可由其内的物理地址得知所述的管理数据包并非是给他的，所以将忽略(也就是丢弃)所述的管理数据包的讯息。

其它对于网络装置进行管理的实施例，例如，去更改某一网络装置的预设登入设定值(Default Login Info.)、或是去更新某一网络装置的韧体(Firmware)等等，也都可搭配在本发明的网络装置发现方法来运用，并使用物理地址而非IP地址来辨识各网络装置的身分。由于这些管理的例子仅为本发明的可扩展实施的例子，并非本发明的主要技术特征，故不予赘述。

综上所述，可知本发明的网络装置发现方法相对于现有技术是可具有下列优点：

(1)本发明不需要IP地址便能完成网络装置的发现程序。由于本发明的网络装置发现方法是在MAC层进行，所以发现程序的执行效率更高。

(2)本发明仅使用物理地址来作为网络装置的身份辨识以供网络通讯的用。因此，网络管理可大幅简化，且不会因网络装置的出厂预设IP地址重复而造成混淆。

(3)本发明减少了因额外处理IP分配所衍生的硬件与软件资源，例如DHCP服务器与服务等。

(4)本发明可支持广播与多重播送两种模式，应用弹性较高，并使本发明的发现程序可在多种不同的IP网络环境下工作。

(5)由于本发明不需定期性地去搜寻系统内新产生的IP，所以可提供网络运作效能。

(6)一旦完成网络装置的发现程序后，各网络装置的物理地址与装置信息都会被包含在数据包的讯息数据单元(Packet Data Unit；PDU)中。此种设计可大幅节省网络频宽的使用并进而提高网络效能。

以上所述是利用较佳实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围。大凡熟知此类技艺人士都能明了，适当而作些微的改变与调整，仍将不失本发明的要义所在，也不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种网络装置发现方法，其是由一网络管理装置执行一发现程序以发现在一网络系统中的其它至少一网络装置；其特征在于：所述的发现方法是包括由所述的网络管理装置执行的下列步骤：

步骤A：开始所述的发现程序；

步骤B：产生一发现数据包，在所述的发现数据包中至少包括有要求网络装置回报其物理地址的一指令；

步骤C：发送出所述的发现数据包；

步骤D：接收网络装置针对所述的发现数据包所回传的一回报数据包；

步骤E：分析所述的回报数据包，并至少撷取出所述的回报数据包中所内含的一物理地址；以及，

步骤F：根据所述的物理地址来更新一装置信息表并据以辨识所述的网络装置。

2.根据权利要求1所述的网络装置发现方法，其特征在于：所述的发现程序是在一数据链路层通讯协议中进行，并且，当进行步骤E的分析所述的回报数据包时，是将所述的回报数据包中所包含的一IP地址加以忽略。

3.根据权利要求1所述的网络装置发现方法，其特征在于：

在步骤A与步骤B之间还包括有下列步骤：

步骤A1：清除所述的装置信息表内容；

并且，在步骤B与步骤C之间还包括有下列步骤：

步骤B1：检查所述的网络系统是否已备妥传输数据包，倘若“是”则执行步骤C；倘若“否”则产生一传送错误通告；

所述的步骤E还包括有下列步骤：

步骤E1：检查所述的回报数据包中所含的一签名是否有效，倘若“是”则执行下一步骤E2，倘若“否”则执行步骤E5；

步骤E2：检查所述的回报数据包的一协议版本是否有效，倘若“是”则执行下一步骤E3，倘若“否”则执行步骤E5；

步骤E3：检查所述的回报数据包的一接口版本是否有效，倘若“是”则执行下一步骤E4，倘若“否”则执行步骤E5；

步骤E4：至少撷取出所述的回报数据包中所内含的所述的物理地址并执行所述步骤F；以及

步骤E5：将所述的回报数据包丢弃。

4.一种网络装置发现方法，其特征在于：包括有：

由一网络管理装置发出一发现数据包；

由至少一网络装置接收所述的发现数据包，并根据所述的发现数据包产生对应的一回报数据包后再加以发送出，其中，在所述的回报数据包中至少包括有所述的网络装置的一物理地址；以及，

由网络管理装置接收所述的回报数据包并撷取出至少所述的物理地址，并且将所述的回报数据包中所包含的一IP地址加以忽略后，再根据所述的物理地址来更新一装置信息表并据以辨识所述的网络装置。

5.根据权利要求4所述的网络装置发现方法，其特征在于：所述的网络管理装置发出所述的发现数据包的步骤是包括有：

步骤A：开始一发现程序，并清除所述的装置信息表内容；

步骤B：产生一发现数据包，在所述的发现数据包中至少包括有要求网络装置回报其物理地址的一指令；与

步骤C：发送出所述的发现数据包；

6.根据权利要求4所述的网络装置发现方法，其特征在于：由网络管理装置接收所述的回报数据包的步骤还包括有：

步骤E1：检查所述的回报数据包中所含的一签名是否有效，倘若“是”则执行下一步骤E2，倘若“否”则执行步骤E5；

步骤E2：检查所述的回报数据包的一协议版本是否有效，倘若“是”则执行下一步骤E3，倘若“否”则执行步骤E5；

步骤E3：检查所述的回报数据包的一接口版本是否有效，倘若“是”则执行下一步骤E4，倘若“否”则执行步骤E5；

步骤E4：至少撷取出所述的回报数据包中所内含的所述的物理地址并根据所述的物理地址来更新所述的装置信息表并据以辨识所述的网络装置；以及

步骤E5：将所述的回报数据包丢弃。

7.根据权利要求4所述的网络装置发现方法，其特征在于：所述的网络装置接收所述的发现数据包的步骤还包括有：

步骤a：检查所述的发现数据包中所含的一签名是否有效，倘若“是”则执行下一步骤b，倘若“否”则执行步骤g；

步骤b：检查所述的发现数据包的一协议版本是否有效，倘若“是”则执行下一步骤c，倘若“否”则执行步骤g；

步骤c：检查所述的发现数据包的一家族类别是否有效，倘若”是”则执行下一步骤d，倘若““否”则执行步骤g；

步骤d：检查所述的发现数据包中所含的一物理地址撷取指令是否有效，倘若“是”则执行下一步骤e，倘若“否”则将一错误状态填入所述的回报数据包并发送出所述的回报数据包；

步骤e：将所述的网络装置的装置信息其包括所述的物理地址填入所述的回报数据包中f，并发送出所述的回报数据包；以及

步骤f：将所述的发现数据包丢弃。

8.一种网络装置发现方法，其是由一网络管理装置执行一发现程序以供发现在一网络系统中的其它至少一网络装置；其特征在于：所述的发现方法是包括由所述的网络装置所执行的下列步骤：

步骤1：接收一发现数据包，在所述的发现数据包中至少包括有要求网络装置回报其物理地址的一指令；

步骤2：分析所述的发现数据包；

步骤3：根据所述的发现数据包产生一回报数据包，在所述的回报数据包中至少包括所述的网络装置的所述的物理地址；以及

步骤4：发送出所述的回报数据包。

9.根据权利要求8所述的网络装置发现方法，其特征在于：所述的步骤2还包括有下列步骤：

步骤2a：检查所述的发现数据包中所含的一签名是否有效，倘若“是”则执行下一步骤2b，倘若“否”则执行步骤2g；

步骤2b：检查所述的发现数据包的一协议版本是否有效，倘若“是”则执行下一步骤2c，倘若“否”则执行步骤2g；

步骤2c：检查所述的发现数据包的一家族类别是否有效，倘若”是”则执行下一步骤2d，倘若“否”则执行步骤2g；

步骤2d：检查所述的发现数据包中所含的所述的指令是否有效，倘若”是”则执行下一步骤2e，倘若”否”则将一错误状态填入所述的回报数据包并执行所述步骤4；

步骤2e：将所述的网络装置的装置信息其包括所述的物理地址填入所述的回报数据包中，并执行所述步骤4；以及

步骤2f：将所述的发现数据包丢弃。

10.根据权利要求8所述的网络装置发现方法，其特征在于：所述的回报数据包是至少包括下列字段：一数据链路层标题字段、一IP标题字段、一使用者数据报协议标题字段、一版本字段、一媒体存取控制信息字段、一句柄字段、与一控制数据域位。

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