CN101401366B - 中继设备、通信系统、通信方法以及计算机程序 - Google Patents

中继设备、通信系统、通信方法以及计算机程序 Download PDF

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Abstract

即使在通信设备的IP地址重复的情况下也可通过将通信优先级高的通信设备优先连接到网络上来防止发给这些通信设备的数据包不到达的情况。在ARP表(11a)中将各通信设备(6)的IP地址与MAC地址对应起来，同时接收表示各通信设备(6)的通信优先级的优先级信息，并将所接收的优先级信息与通信设备的MAC地址对应起来，其中各通信设备(6)与设于交换式集线器设备(1)中的多个通信端口(13)相连。当包含在由各通信端口(13)接收的数据包中的发送源的IP地址不存在于ARP表(11a)中时，将发送源的IP地址和MAC地址添加到ARP表(11a)中，并使ARP表(11a)附带优先级信息。

Description

中继设备、通信系统、通信方法以及计算机程序
技术领域
本发明涉及在TCP/IP(Transmission Control Protocol/InternetProtocol，传输控制协议/因特网协议)中即便在服务器设备或IP电话机等通信设备的IP地址重复的情况下，也能够通过将通信优先级高的通信设备优先连接到网络上来防止发给这些通信设备的数据包不到达的情况的中继设备、通信系统、通信方法以及计算机程序。
背景技术
近年来，随着TCP/IP网络的普及，正在进行通过将安装有IP功能的IP电话机直接连接到网络上来削减通信成本的尝试。但是，在TCP/IP的通信环境下，需要给每个通信设备分配IP地址(四字节的数字串)，以用来在网络上识别与网络相连的工作站或服务器设备以及IP电话机等通信设备(例如参见专利文献1)。
图15是作为以往的中继设备的交换式集线器设备的结构的框图。作为以往的中继设备的交换式集线器设备100包括：转换控制部110、存储ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)表120a的存储部120、ARP表控制部130、以及通信端口140-1、140-2、...、140-N。
转换控制部110用于进行数据包的收发处理，当接收到数据包时，参考ARP表120a，选出与发送目的地的通信设备连接的通信端口，并向所选出的通信端口转发数据包。ARP表120a是将IP地址与MAC地址对应起来的表。IP地址是在网络上识别通信设备的识别信息，MAC地址是物理识别通信设备的识别信息。
ARP表控制部130确定所接收的数据包的发送源IP地址以及发送源MAC地址是否注册在ARP表120a中，并根据需要来在ARP表120a中添加或变更IP地址和发送源MAC地址。通信端口140-1、140-2、...、140-N是与进行数据包的收发的通信设备相连的连接部。
以往的交换式集线器设备解析从连接在各通信端口上的通信设备150-1、150-2、...、150-N发送而来的数据包，指定数据包的发送目的地，并向所指定的通信设备发送数据包，由此完成通信设备间的数据包的收发。
专利文献1：日本专利文献特开2001-36561号公报。
发明内容
但是，如果网络管理者以及使用者自由地进行IP地址的设定，则可能会将同一个IP地址重复设定给多个通信设备，而如果多个通讯设备的IP地址重复，则广播会被多次发送，从而导致通信不稳定。
就是说，当在LAN上存在IP地址重复的通信设备时，各通信设备的ARP表会被非法更新，从而无法正常地进行数据包的收发，进而会发生通信故障。例如，当通信设备为IP电话机时，可能变成来电声音不鸣响的状态。此外，当然也存在数据包被错误发送到IP地址重复的另外的通信设备中，而不是发送到本来应发送的通信设备中。
例如，考虑如图16所示的情况，即在第二LAN上连接有服务器设备160、以及终端(PC)170a、170b，在第一LAN上连接有PC170c，并从PC170c向服务器设备160发送数据包。
当服务器设备160和PC170a的IP地址重复时，从PC170c发送的数据包基于IP地址而到达连接有服务器设备160的第二LAN中。交换式集线器设备100从数据包中取得IP地址，并参考ARP表120a，向与取得的IP地址相对应的MAC地址的通信设备发送数据包。这里，由于服务器设备160和PC170a的IP地址重复，因而存在两个与IP地址对应的MAC地址，因此存在错误发送到具有重复的IP地址的PC170a中的可能性。
当数据包被发送到PC170a中时，所发送的数据包被忽略。此外，由于数据包没有被发送到服务器设备100中，因此重发数据包(但只在TCP数据包的场合)，从而从PC170c向服务器设备160发送数据包的发送完成时间将增加重发处理的时间。当数据包大小较小或为UDP数据包时，不进行数据包的重发，因此会出现通信被正常进行的场合和不被正常进行的场合，从而被认识到网络处于不稳定的状态。
本发明就会建议上述的情况而完成的，其目的在于，提供一种即使在通信设备的IP地址重复的情况下也能够通过将通信优先级高的通信设备优先连接到网络上来防止发给这些通信设备的数据包不到达的情况的中继设备、通信系统、通信方法以及计算机程序。
第一发明涉及的中继设备包括多个通信端口，并用于将连接在各通信端口上的通信设备连接到网络上，其特征在于，包括：将在网络上识别各通信设备的网络识别信息和物理识别该通信设备的物理识别信息对应起来的识别信息表；接收优先级信息的装置，该优先级信息表示各通信设备的通信优先级；将接收的优先级信息与通信设备的物理识别信息对应起来的装置；第一确定装置，确定包含在由各通信端口接收的数据包中的发送源的网络识别信息以及发送源的物理识别信息是否存在于所述识别信息表中；添加装置，当由所述第一确定装置确定出所述发送源的网络识别信息不存在于所述识别信息表中时，该添加装置将所述发送源的网络识别信息以及所述发送源的物理识别信息添加到识别信息表中；以及，使所述识别信息表附带与所述发送源的物理识别信息对应的优先级信息的装置。
在第一发明中，以识别信息表的方式将在网络上识别各通信设备的网络识别信息与物理识别物理识别信息对应起来，同时接收表示各通信设备的通信优先级的优先级信息，并将所接收的优先级信息与通信设备的优先级信息对应起来，其中所述各通信设备与设于中继设备中的多个通信端口相连。并且，确定包含在由各通信端口接收的数据包中的发送源的网络识别信息以及发送源的物理识别信息是否存在于识别信息表中，当发送源的网络识别信息存在于识别信息表中时，将发送源的网络识别信息以及发送源的物理识别信息添加到识别信息表中，并且使所述识别信息表附带与发送源的物理识别信息对应的优先级信息。由此，通信设备的网络识别信息、物理识别信息以及优先级信息将在识别信息表中彼此对应。
第二发明涉及的中继装置的特征在于，还包括：第二确定装置，当由所述第一确定装置确定出所述发送源的网络识别信息存在于所述识别信息表中，但所述发送源的物理识别信息不存在于所述识别信息表中时，该第二确定装置确定与所述发送源的物理识别信息对应的优先级信息是否高于与在所述识别信息表中和所述发送源的网络识别信息对应起来的物理识别信息相对应的优先级信息；以及，更新装置，当由所述第二确定装置确定出与所述发送源的物理识别信息对应的优先级信息高于与在所述识别信息表中和所述发送源的网络识别信息对应起来的物理识别信息相对应的优先级信息时，该更新装置更新所述识别信息表，以便将所述发送源的物理识别信息与所述网络识别信息对应起来。
在第二发明中，当由确定出发送源的网络识别信息存在于识别信息表中，但发送源的物理识别信息不存在于识别信息表中时，确定与发送源的物理识别信息对应的优先级信息是否高于与在识别信息表中和发送源的网络识别信息对应起来的物理识别信息相对应的优先级信息，并且当确定出与发送源的物理识别信息对应的优先级信息高于与在识别信息表中和发送源的网络识别信息对应起来的物理识别信息相对应的优先级信息时，更新识别信息表，以便将发送源的物理识别信息与网络识别信息对应起来。由此，当网络识别信息重复时，在识别信息表中存储优先级信息高的那一方的通信设备的MAC地址。
第三发明涉及的中继装置的特征在于，还包括丢弃装置，当由所述第二确定装置确定出与所述发送源的物理识别信息对应的优先级信息低于与在所述识别信息表中和所述发送源的网络识别信息对应起来的物理识别信息相对应的优先级信息时，该丢弃装置丢弃所述数据包。
在第三发明中，当确定出与发送源的物理识别信息对应的优先级信息低于与在识别信息表中和发送源的网络识别信息对应起来的物理识别信息相对应的优先级信息时，丢弃数据包。
第四发明涉及的中继设备的特征在于，还包括：将由所述丢弃装置丢弃的数据包的发送源的网络识别信息以及物理识别信息记录到历史信息中的装置；以及，第三确定装置，确定包含在所发送的数据包中的物理识别信息是否存在于所述历史信息中，进而确定包含在所述数据包中的网络识别信息是否存在于所述历史信息中；当由所述第三确定装置确定出包含在所述数据包中的网络识别信息存在于所述历史信息中时，所述添加装置不将包含在所述数据包中的网络识别信息以及物理识别信息添加到识别信息表中。
在第四发明中，将丢弃的数据包的发送源的网络识别信息以及物理识别信息记录到历史信息中。接着，确定包含在所发送的数据包中的物理识别信息是否存在于历史信息中，进而确定包含在数据包中的网络识别信息是否存在于历史信息中。并且，当确定出包含在数据包中的网络识别信息存在于历史信息中时，不将包含在数据包中的网络识别信息以及物理识别信息添加到识别信息表中。
第五发明涉及的中继设备的特征在于，当由所述第三确定装置确定出包含在所述数据包中的网络识别信息不存在于所述历史信息中时，所述添加装置将包含在所述数据包中的网络识别信息以及物理识别信息添加到识别信息表中。
在第五发明中，当确定出包含在数据包中的网络识别信息不存在于历史信息中时，将包含在数据包中的网络识别信息以及物理识别信息添加到识别信息表中。
第六发明涉及的中继设备的特征在于，还包括重置装置，该重置装置重置除所述识别信息表中的优先级信息高的物理识别信息以及与该优先级信息对应起来的网络识别信息之外的识别信息表。
在第六发明中，重置除识别信息表中的优先级信息高的物理识别信息以及与该优先级信息对应起来的网络识别信息之外的识别信息表。
第七发明涉及的中继设备的特征在于，还包括：转换装置，参考所述识别信息表，将包含在通过各通信端口接收的数据包中的发送源的网络识别信息转换成物理识别信息；以及，向通信设备转发所述数据包的装置，该通信设备具有由所述转换装置转换的物理识别信息。
在第七发明中，参考识别信息表，将包含在通过各通信端口接收的数据包中的发送源的网络识别信息转换成物理识别信息。并且向具有由转换装置转换的物理识别信息的通信设备转发数据包。
第八发明涉及的通信系统的特征在于，包括：上述发明中任一发明所述的中继设备；以及连接在该中继设备的各通信端口上的通信设备，并且，所述通信系统在各通信设备之间进行通信。
在第八发明中，间通信设备连接到上述通信设备的各通信端口上，从而在各通信设备之间进行通信。
第九发明涉及的通信方法在中继设备中参考识别信息表来指定所接收的数据包的发送目的地并进行发送，其中，所述中继设备用于将连接在多个通信端口中的每一个上的通信设备连接到网络上，所述识别信息表将在网络上识别各通信设备的网络识别信息和物理识别该通信设备的物理识别信息对应起来，所述通信方法的特征在于，将表示各通信设备的通信优先级的优先级信息与通信设备的物理识别信息对应起来；当包含在由各通信设备接收的数据包中的发送源的网络识别信息不存在于所述识别信息表中时，将所述发送源的网络识别信息以及所述发送源的物理识别信息添加到识别信息表中，并使所述识别信息表附带与所述发送源的物理识别信息对应的优先级信息；当所述发送源的网络识别信息存在于所述识别信息表中，但所述发送源的物理识别信息不存在于所述识别信息表中，而且与所述发送源的物理识别信息对应的优先级信息高于与在所述识别信息表中和所述发送源的网络识别信息对应起来的物理识别信息相对应的优先级信息时，更新所述识别信息表，以便将所述发送源的物理识别信息与所述网络识别信息对应起来，由此来防止同一网络识别信息重复注册在所述识别信息表中，并将所接收的数据包的发送目的地指定为一个。
在第九发明中，中继设备接收表示各通信设备的通信优先级的优先级信息，并将接收的优先级信息与通信设备的物理识别信息对应起来。并且，当包含在由各通信设备接收的数据包中的发送源的网络识别信息不存在于识别信息表中时，将发送源的网络识别信息以及发送源的物理识别信息添加到识别信息表中，并使识别信息表附带与发送源的物理识别信息对应的优先级信息。另一方面，当发送源的网络识别信息存在于识别信息表中，但发送源的物理识别信息不存在于识别信息表中，而且与发送源的物理识别信息对应的优先级信息高于与在识别信息表中和发送源的网络识别信息对应起来的物理识别信息相对应的优先级信息时，更新识别信息表，以便将发送源的物理识别信息与网络识别信息对应起来。由此能够防止同一网络识别信息重复注册在识别信息表中，并将所接收的数据包的发送目的地指定为一个。
第十发明涉及的计算机程序用于根据包含在数据包中的发送源的通信设备的网络识别信息以及物理识别信息，来更新将网络识别信息与物理识别信息对应起来的识别信息表，其特征在于，使计算机执行：将表示各通信设备的通信优先级的优先级信息与通信设备的物理识别信息对应起来的步骤；确定包含在由各通信端口接收的数据包中的发送源的网络识别信息以及发送源的物理识别信息是否存在于所述识别信息表中的确定步骤；当在所述确定步骤中确定出所述发送源的网络识别信息不存在于所述识别信息表中时，将所述发送源的网络识别信息以及所述发送源的物理识别信息添加到识别信息表中的步骤；以及，使所述识别信息表附带与所述发送源的物理识别信息对应的优先级信息的步骤。
在第十方面中，使计算机接收表示各通信设备的通信优先级的优先级信息，并将接收的优先级信息与通信设备的物理识别信息对应起来。并且时计算机确定包含在由各通信端口接收的数据包中的发送源的网络识别信息以及发送源的物理识别信息是否存在于识别信息表中。当确定出发送源的网络识别信息不存在于识别信息表中时，使计算机将发送源的网络识别信息以及发送源的物理识别信息添加到识别信息表中，并将与发送源的物理识别信息对应的优先级信息附带于识别信息表中。
第十一发明涉及的计算机程序的特征在于，还使计算机执行：当在所述确定步骤中确定出所述发送源的网络识别信息存在于所述识别信息表中，但所述发送源的物理识别信息不存在于所述识别信息表中时，确定与所述发送源的物理识别信息对应的优先级信息是否高于与在所述识别信息表中和所述发送源的网络识别信息对应起来的物理识别信息相对应的优先级信息的第二确定步骤；以及，当在所述第二确定步骤中确定出与所述发送源的物理识别信息对应的优先级信息高于与在所述识别信息表中和所述发送源的网络识别信息对应起来的物理识别信息相对应的优先级信息时，更新所述识别信息表，以便将所述发送源的物理识别信息与所述网络识别信息对应起来的步骤。
在第十一发明中，当确定出发送源的网络识别信息存在于识别信息表中，但发送源的物理识别信息不存在于识别信息表中时，使计算机确定与发送源的物理识别信息对应的优先级信息是否高于与在识别信息表中和发送源的网络识别信息对应起来的物理识别信息相对应的优先级信息。并且，当确定出与发送源的物理识别信息对应的优先级信息高于与在识别信息表中和发送源的网络识别信息对应起来的物理识别信息相对应的优先级信息时，使计算机更新识别信息表，以便将发送源的物理识别信息与网络识别信息对应起来。
发明效果
根据本发明，即便在通信设备的网络识别信息重复的情况下，也总是将通信优先级高的通信设备的MAC地址与该IP地址对应起来，从而在ARP表11a中只注册1组的IP地址和MAC地址。由此，将通信优先级高的通信设备优先连接到网络上，能够防止发给这些通信设备的数据包不到达的情况。
根据本发明，当确定出与发送源的物理识别信息对应的优先级信息低于与在识别信息表中和发送源的网络识别信息对应起来的物理识别信息相对应的优先级信息时，丢弃数据包。由此，数据包不会从中继设备被发送到外部的网络。
从而，即便在带恶意的第三者使用与服务器设备等重要的通信设备的网络识别信息相同的网络识别信息连接到中继设备上，从而第三者的通信设备的网络识别信息以及物理识别信息被注册到识别信息表中的情况下，即便之后才连接服务器设备等重要的通信设备，也能够将最初注册的第三者的通信设备的物理识别信息变更为服务器设备等重要的通信设备的物理识别信息，因此可获得能够提高安全性等的优异的效果。
附图说明
图1是输出连接有本发明涉及的中继设备的状态下的TCP/IP网络系统的结构的框图；
图2是示出作为本发明涉及的中继设备的交换式集线器设备的结构的框图；
图3是ARP表的概要的示意图；
图4是优选MAC地址信息的概要的示意图；
图5是由交换式集线器设备进行的ARP表的注册/更新处理的流程图；
图6是由交换式集线器设备进行的ARP表的注册/更新处理的流程图；
图7是由交换式集线器设备进行的ARP表的注册/更新处理的流程图；
图8是由交换式集线器设备进行的ARP表的注册/更新处理的流程图；
图9是ARP表的更新处理(MAC地址更新)的概要的示意图；
图10是从连接在交换式集线器设备上的通信设备发送数据包的发送例的图；
图11是向连接在交换式集线器设备上的通信设备发送数据包的发送例的图；
图12是历史信息的概要的示意图；
图13是ARP表的重置处理的概要的示意图；
图14是示出作为本发明涉及的中继设备的交换式集线器设备的其他结构的要部的框图；
图15是示出作为以往中继设备的交换式集线器设备的结构的框图；
图16是用于说明现有技术中的问题的图。
标号说明
1交换式集线器设备
10转换控制部
11存储部
11a ARP表
11b优先MAC地址信息
11c历史信息
12ARP表控制部
13(13-1、13-2、13-N)通信端口
14通知部
具体实施方式
下面，参考示出本发明的实施方式的附图来详细说明本发明。
图1是输出连接有本发明涉及的中继设备的状态下的TCP/IP网络系统的结构的框图。
TCP/IP网络系统具有如下结构：作为中继设备的交换式集线器设备1a、1b连接在用于将不同的网络(这里为第一LAN、第二LAN)连接起来的路由器设备5上，通信设备6、6连接在交换式集线器设备1a上，通信设备6、6、6连接在交换式集线器设备1b上。
路由器设备5判断作为数据包的发送目的地的通信设备的IP地址，由此自动选择最优路径来向交换式集线器设备转发数据包。在图1所示的例子中，各通信设备属于同一广播域，收发数据包的通信设备彼此经由一个或多个交换式集线器设备1而连接，当在通信设备之间进行数据包的收发时，经由交换式集线器设备1来进行所述收发。
图2是示出作为本发明涉及的中继设备的交换式集线器设备的结构的框图。
作为本发明涉及的中继设备的交换式集线器设备1包括：控制部(转换控制部)10、存储部11、ARP表控制部12、通信端口13、以及通知部14。在存储部11中存储ARP表12a、优先MAC地址信息11b、历史信息11c。通信端口13是与进行数据包的收发的各通信设备相连的连接部，包括第一端口13-1、第二端口13-2、...、第N端口13-N。
转换控制部10用于进行数据包的收发处理。具体地说，当接收到数据包时，参考ARP表11a来选出与发送目的地的通信设备相连的通信端口13(13-1、13-2、...、13-N中的某一通信端口)，并向选出的通信端口13转发数据包。
如图3所示，ARP表11a是将IP地址和MAC地址对应起来的表，并对应有与使用MAC地址识别的通信设备相连接的通信端口，以便能够识别该通信端口。在本发明中，还与MAC地址对应存储了表示通信优先级的优先级信息。
优先级信息是用于识别不允许停止服务的服务器设备或IP电话机这样的通信识别的信息，该信息以标志的形式被注册在ARP表11a中。例如，当标记为1时，表示该通信设备“优先”，当标记为0时，表示该通信设备“不优先(非优先)”。
ARP表控制部12参考ARP表11a来确定所接收的数据包的发送源IP地址以及发送源MAC地址，并根据需要，进行ARP表11a的更新，即进行IP地址以及发送源MAC地址的添加以及变更。
如图4所示，优先MAC地址信息11b表示优先进行通信的通信设备的MAC地址，并被管理者适当更新。例如，从连接在通信端口13上的PC这样的通信终端设备接收优先进行通信的通信设备的MAC地址，并由ARP表控制部12将所接收的MAC地址添加到优先MAC地址信息11b中。此外，也可以变更或删除MAC地址信息11b中所注册的MAC地址。
此外，ARP表控制部12将所接收的数据包的历史信息11c存储到存储部11中。通知部14根据ARP表控制部12的指示，生成表示没有注册在ARP表11a中的通知文，并经由转换控制部10向所述特定的通信设备发送通知文(对于历史信息11c的详细内容，将在后面进行说明)。
接着，对如上构成的交换式集线器设备1的操作进行说明。首先，基于图5～图8所示的流程图来说明由交换式集线器设备1进行的ARP表11a的注册/更新处理。
如图5所示，在由连接在交换式集线器设备1上的PC等通信终端设备注册了优先MAC地址信息11b的状态下，当通过通信端口13接收到从通信设备发送的数据包时，ARP表控制部12从所接收的数据包中提取包含在其报头中的发送源IP地址以及发送源MAC地址(步骤S1)。然后，将发送源IP地址以及发送源MAC地址作为检索词，检索发送源IP地址以及发送源MAC地址是否已注册在ARP表中(步骤S2)。
根据检索的结果，来确定发送源IP地址是否已注册在ARP表11a中(步骤S3)，并且确定发送源MAC地址是否已注册在ARP表11a中(步骤S4、S5)。
[(1)当没有注册发送源IP地址以及发送源MAC地址时]
当确定出发送源IP地址没有注册在ARP表11a中(步骤S3：否)、并且发送源MAC地址也没有注册在ARP表11a中(步骤S4：否)时，进行将发送源IP地址以及发送源MAC地址注册到ARP表11a中的ARP注册处理(步骤S6)。
如图6所示，在ARP注册处理中，首先确定发送源MAC地址是否已注册在优先MAC地址信息11b中(步骤S10)。
当发送源MAC地址已注册在优先MAC地址信息11b中时(步骤S10：是)，向ARP表11a中注册发送源IP地址和发送源MAC地址，并将标记作为“1”注册到ARP表中，由此将发来数据包的通信设备的通信优先级注册为“优先”(步骤S11)。然后，根据ARP表11a，指定数据包的发送目的地来进行发送处理(步骤S13)。
当发送源MAC地址没有注册在优先MAC地址信息11b中时(步骤S10：否)，向ARP表11a中注册发送源IP地址和发送源MAC地址，并将标记作为“0”注册到ARP表中，由此将发来数据包的通信设备的通信优先级注册为“不优先”(步骤S12)。然后，转移到S13中进行发送处理。
[(2)当没有注册发送源IP地址但已注册发送源MAC地址时]
当确定出发送源IP地址没有注册在ARP表11a中(步骤S3：否)、而发送源MAC地址已注册在ARP表11a中(步骤S4：是)时，进行ARP更新处理(IP地址更新)，即将与ARP表11a的发送源MAC地址相对应的IP地址更新为发送源IP地址(步骤S7)。
如图7所示，在ARP更新处理(IP地址更新)中，首先确定发送源MAC地址是否已注册在优先MAC地址信息11b中(步骤S20)。
当发送源MAC地址已注册在优先MAC地址信息11b中时(步骤S20：是)，将发送源IP地址以与MAC地址对应的状态注册到ARP表11a中，并将标记作为“1”注册到ARP表11a中，由此将发来数据包的通信设备的通信优先级注册为“优先”(步骤S21)。然后，根据ARP表11a，指定数据包的发送目的地来进行发送处理(步骤S23)。
当发送源MAC地址没有注册在优先MAC地址信息11b中时(步骤S20：否)，将发送源IP地址以与MAC地址对应的状态注册到ARP表11a中，并将标记作为“0”注册到ARP表11a中，由此将发来数据包的通信设备的通信优先级注册为“不优先”(步骤S22)。然后，然后，转移到S13中进行发送处理。这里，与上述的AEP注册处理不同之处在于：将与ARP表11a的发送源MAC地址相对应的IP地址改写成发送源IP地址。于是防止对应一个MAC地址而注册多个IP地址的情况。
[(3)当已注册发送源IP地址但没有注册发送源MAC地址时]
当确定出发送源IP地址已注册在ARP表11a中(步骤S3：是)、但发送源MAC地址没有注册在ARP表11a中(步骤S4：否)时，进行ARP更新处理(MAC地址更新)，即将与ARP表11a的发送源IP地址相对应的MAC地址更新为适当的发送源MAC地址(步骤S8)。
如图8所示，在ARP更新处理(MAC地址更新)中，由于具有与发送了数据包的通信设备的IP地址相同的IP地址的通信设备连接在交换式集线器设备1上，因而为了判断某个通信设备的通信优先级是否高，首先确定与注册在ARP表11a中的IP地址相对应的通信优先级是否为“优先”，即标志是否为“1”(步骤S30)。就是说，查看是否优先已连接的通信设备的通信。
当与注册在ARP表11a中的IP地址相对应的标志为“1”时(步骤S30：是)，作出已注册在ARP表11a中的通信设备的通信优先于发送了上述数据包的通信设备的判断，从而不向发送源转发所接收的数据包，而是丢弃该数据包(步骤S31)。此外，上述通信设备的MAC地址不被注册到ARP表11a中，从而即便在IP地址重复的情况下，通信优先级高的那一方的通信设备的MAC地址也不会被更新为低的那一方的通信设备的MAC地址。
当与注册在ARP表11a中的IP地址相对应的标志不为“1”时(步骤S30：否)，由于已注册在ARP表11a中的通信设备的通信优先级低，因此，接下来为了判断发来数据包的通信设备的通信优先级是否高，而确定包含在数据包中的发送源MAC地址是否已注册在优先MAC地址信息11b中(步骤S32)。
当发送源MAC地址已注册在优先MAC地址信息11b中时(步骤S32：是)，将发送源MAC地址以与IP地址对应的状态注册到ARP表11a中，并将标记作为“1”注册到ARP表11a中，由此将发来数据包的通信设备的通信优先级注册为“优先”(步骤S33)。然后，根据ARP表11a，指定数据包的发送目的地来进行发送处理(步骤S34)。
另外，如图9所示，在步骤S33中改写(更新)与已注册在ARP表11a中的IP地址相对应的MAC地址。由此，当IP地址重复时，通信优先级低的那一方的通信设备的MAC地址被更新为通信优先级高的那一方的通信设备的MAC地址。于是，即便在IP地址重复的情况下，也总是将通信优先级高的通信设备的MAC地址与该IP地址对应起来，从而在ARP表11a中只注册1组的IP地址和MAC地址。
当发送源MAC地址没有注册在优先MAC地址信息11b中时(步骤S32：否)，作出已注册在ARP表11a中的通信设备的通信优先于发送了上述数据包的通信设备的判断，从而转移到步骤S31中，不向发送源转发所接收的数据包，而是丢弃该数据包。如此，优先最初注册在ARP表11a中的通信设备的通信(当优先级相同时，优先先连接的通信设备)。
[(1)当已注册发送源IP地址以及发送源MAC地址时]
当确定出发送源IP地址已注册在ARP表11a中(步骤S3：是)、并且发送源MAC地址也已注册在ARP表11a中(步骤S4：是)时，不进行ARP表11a的变更，而是根据ARP表11a，指定数据包的发送目的地来进行发送处理(步骤S9)。
通过使用如上构成的交换式集线器设备1构成TCP/IP网络系统，如下所述，可优先进行通信优先级被指定为“优先”(标志被指定为“1”)的通信设备的数据包通信。
如图10所示，当从连接在交换式集线器设备1上的通信设备6、6、6发送数据包时，即便通信设备6a和6c的IP地址重复，也由于通信设备6a的通信优先级为“不优先”(标志为“0”)、并且通信设备6c的通信优先级为“优先”(标志为“1”)，因而在通信设备6c连接着的情况下，通信设备6a的信息将从ARP表11a中消失(图10A)。从而，能够从通信设备6c经由交换式集线器设备1来发送数据包(图10B)，但是由于由于通信设备6a的数据包在交换式集线器设备1中被丢弃(图10C)，因此能够防止来自通信设备6a的数据包被发送。
因此，例如即便在由恶意的第三者使用与服务器设备等重要的通信设备的IP地址相同的IP地址连接到交换式集线器设备1上，从而第三者的通信设备的IP地址以及MAC地址被注册到ARP表11a中的情况下，只要将服务器设备等重要的通信设备的MAC地址注册在优先MAC地址信息11b中，即便之后才连接服务器设备等重要的通信设备，也能将最初注册的第三者的通信设备的MAC地址变更为服务器设备等重要的通信设备的MAC地址，因此能够提高安全性。
尤其，最近网上购物等电子交易也逐渐渗透到一般家庭中，但是，如果恶意的第三方冒充为买方的服务器设备，则买方的姓名、住所、电话号码、信用卡号码等个人信息将处于被榨取的危险境地，而本发明对于这种状况非常有用。
此外，如图11所示，当向连接在交换式集线器设备1上的通信设备发送数据包时，即便通信设备的IP地址重复，本发明的交换式集线器设备1也在ARP表11a中只注册1组的IP地址和MAC地址，并且优先将通信优先级被注册为“优先”的通信设备的MAC地址注册在ARP表11a中(图11A)，因此交换式集线器设备1向优先级高的通信设备发送数据包(图11B)。
即，不会向被注册为“不优先”的通信设备发送数据包，但由于至少向注册为“优先”的通信设备优先发送数据包，因此能够保证向不希望停止通信的服务器设备、IP电话机等重要的通信设备进行的通信，能够防止数据包不到达。
此外，在由交换式集线器设备1进行的ARP表11a的注册处理中，将丢弃了数据包的发送源的IP地址以及MAC地址记录在历史信息11c中，并基于所记录的历史信息11c来判断是否更新ARP表11a。
例如，如图12所示，ARP表控制部12将历史信息11c存储在存储部11中，该历史信息11c中包含丢弃的数据包的接收日期和时间、发送源的IP地址、MAC地址。然后，ARP表控制部12确定历史信息11c中是否存在数据包的发送源MAC地址，并确定历史信息11c中是否存在数据包的发送源IP地址。
当历史信息11c中存在IP地址时，ARP表控制部12不将数据包的发送源IP地址以及发送源MAC地址添加到ARP表11a中。另一方面，当历史信息11c中不存在IP地址时，ARP表控制部12将数据包的发送源IP地址以及发送源MAC地址添加到ARP表11a中。
由此，不会以过去删除了数据包的发送源IP地址和发送源MAC地址的组合被添加到ARP表11a中。这是因为与过去相同的发送源IP地址和发送源MAC地址被错误设定的可能性高、或者由恶意的第三者冒充该IP地址的可能性高的缘故。另外，虽然也可以考虑使得过去删除了数据包的MAC地址无法注册到ARP表中，但由于也存在只是错误设定的情况，因此只有在发送源IP地址和发送源MAC地址都一致时才拒绝向ARP表11a中注册。
而且，ARP表控制部12参考历史信息11c来指定被认定为不添加(注册)到ARP表11a中的IP地址和MAC地址的通信设备，并指示通知部14以使其向该通信设备进行通知。通知部14根据ARP表控制部12的指示，生成表示没有被注册到ARP表11a中的通知文，并经由转换控制部10而向所述指定的通信设备发送通知文。由此，该通信设备的用户可通过通知文掌握IP地址的重复。此外，与以往一样，当通信发生了故障时，也可以生成故障信息并将其通知给各通信设备。
此外，ARP表控制部12除了ARP表11a中的优先级信息高的MAC地址、和与该优先级信息相对应的IP地址之外，重置ARP表11a。即，如图13所示，从ARP表11a中删除优先级信息为“0”的IP地址＝1.2.3.2、MAC地址＝1.2.3.4.5.2，IP地址＝1.2.3.3、MAC地址＝1.2.3.4.5.3，以及IP地址＝1.2.3.5、MAC地址＝1.2.3.4.5.5。另一方面，优先级信息为“1”的IP地址＝1.2.3.1、MAC地址＝1.2.3.4.5.1，以及IP地址＝1.2.3.4、MAC地址＝1.2.3.4.5.4不从ARP表11a中删除。
由此，优先级信息为“1”的IP地址以及MAC地址的信息不会通过ARP表11a的重置处理而被删除，因此，不会因为恶意的第三者在重置处理期间使用与服务器设备等重要的通信设备的IP地址相同的IP地址连接到交换式集线器设备1上，而存在第三者的通信设备的IP地址以及MAC地址注册到ARP表11a中的危险。从而，能够进一步提高安全性。
在实施方式中，为了简化说明，对表示通信优先级的优先级信息为二值形式的情况进行了说明，但也可以是优先级信息为多值形式(三值以上)的情况。例如，如图14所示，在存储部11中预先保存将通信优先级分为“上”、“中”、“下”的通信优先级表11d，并由ARP表控制部12通过参考该通信优先级表11d来在ARP表11a中注册与通信优先级对应的标志。例如，当标志为“2”时，表示其通信设备的通信优先级为“上”，当标志为“1”时，表示其通信设备的通信优先级为“中”，而当标志为“0”时，表示其通信设备的通信优先级为“下”。
通过如此为通信优先级设定多个等级，例如将服务器设备等最重要的通信设备设为最优先，接下来将网络管理员的通信终端设备等重要的通信设备设为第二优先，并将一般用户的通信终端设备等通信设备设为非优先，由此能够细化管理通信的优先级。
此外，在实施方式中，对通信设备进行物理识别的识别信息使用了MAC地址，但只要是唯一指定通信设备的信息，也可以使用设备名称、主要使用者的名称等。

Claims (8)

1.一种中继设备，包括多个通信端口，并用于将连接在各通信端口上的通信设备连接到网络上，其特征在于，包括：
将在网络上识别各通信设备的网络识别信息和物理识别该通信设备的物理识别信息对应起来的识别信息表；
将表示各通信设备的通信优先级的优先级与通信设备的物理识别信息对应起来的装置；
第一确定装置，确定包含在由各通信端口接收的数据包中的发送源的网络识别信息以及发送源的物理识别信息是否存在于所述识别信息表中；
添加装置，当由所述第一确定装置确定出所述发送源的网络识别信息不存在于所述识别信息表中时，该添加装置将所述发送源的网络识别信息以及所述发送源的物理识别信息添加到识别信息表中；
使所述识别信息表附带与所述发送源的物理识别信息对应的优先级的装置；
第二确定装置，当由所述第一确定装置确定出所述发送源的网络识别信息存在于所述识别信息表中，但所述发送源的物理识别信息不存在于所述识别信息表中时，该第二确定装置确定与所述发送源的物理识别信息对应的优先级是否高于与在所述识别信息表中和所述发送源的网络识别信息对应起来的物理识别信息相对应的优先级；以及
更新装置，当由所述第二确定装置确定出与所述发送源的物理识别信息对应的优先级高于与在所述识别信息表中和所述发送源的网络识别信息对应起来的物理识别信息相对应的优先级时，该更新装置更新所述识别信息表，以便将所述发送源的物理识别信息与所述网络识别信息对应起来。
2.如权利要求1所述的中继设备，其特征在于，
还包括丢弃装置，当由所述第二确定装置确定出与所述发送源的物理识别信息对应的优先级低于与在所述识别信息表中和所述发送源的网络识别信息对应起来的物理识别信息相对应的优先级时，该丢弃装置丢弃所述数据包。
3.如权利要求2所述的中继设备，其特征在于，还包括：
将由所述丢弃装置丢弃的数据包的发送源的网络识别信息以及物理识别信息记录到历史信息中的装置；以及
第三确定装置，确定包含在所发送的数据包中的物理识别信息是否存在于所述历史信息中，进而确定包含在所述数据包中的网络识别信息是否存在于所述历史信息中；
当由所述第三确定装置确定出包含在所述数据包中的网络识别信息存在于所述历史信息中时，所述添加装置不将包含在所述数据包中的网络识别信息以及物理识别信息添加到识别信息表中。
4.如权利要求3所述的中继设备，其特征在于，
当由所述第三确定装置确定出包含在所述数据包中的网络识别信息不存在于所述历史信息中时，所述添加装置将包含在所述数据包中的网络识别信息以及物理识别信息添加到识别信息表中。
5.如权利要求1至4中任一项所述的中继设备，其特征在于，
还包括重置装置，该重置装置重置除所述识别信息表中的优先级高的物理识别信息以及与该优先级对应起来的网络识别信息之外的识别信息表。
6.如权利要求1至4中任一项所述的中继设备，其特征在于，还包括：
转换装置，参考所述识别信息表，将包含在通过各通信端口接收的数据包中的发送源的网络识别信息转换成物理识别信息；以及
向通信设备转发所述数据包的装置，该通信设备具有由所述转换装置转换的物理识别信息。
7.一种通信系统，其特征在于，包括：权利要求1至4中任一项所述的中继设备；以及连接在该中继设备的各通信端口上的通信设备，
并且，所述通信系统在各通信设备之间进行通信。
8.一种通信方法，在中继设备中参考识别信息表来指定所接收的数据包的发送目的地并进行发送，其中，所述中继设备用于将连接在多个通信端口中的每一个上的通信设备连接到网络上，所述识别信息表将在网络上识别各通信设备的网络识别信息和物理识别该通信设备的物理识别信息对应起来，所述通信方法的特征在于，
将表示各通信设备的通信优先级的优先级与通信设备的物理识别信息对应起来；
当包含在由各通信设备接收的数据包中的发送源的网络识别信息不存在于所述识别信息表中时，将所述发送源的网络识别信息以及所述发送源的物理识别信息添加到识别信息表中，并使所述识别信息表附带与所述发送源的物理识别信息对应的优先级；
当所述发送源的网络识别信息存在于所述识别信息表中，但所述发送源的物理识别信息不存在于所述识别信息表中，而且与所述发送源的物理识别信息对应的优先级高于与在所述识别信息表中和所述发送源的网络识别信息对应起来的物理识别信息相对应的优先级时，更新所述识别信息表，以便将所述发送源的物理识别信息与所述网络识别信息对应起来，由此来防止同一网络识别信息重复注册在所述识别信息表中，并将所接收的数据包的发送目的地指定为一个。
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