CN101908982A - 虚拟局域网探测方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种虚拟局域网探测方法、装置及系统，方法包括：接收地址解析协议ARP数据帧；解析所述ARP数据帧中的发送端的媒体访问控制MAC地址、发送端的第一因特网协议IP地址、虚拟局域网识别信息，根据所述MAC地址、第一IP地址、虚拟局域网识别信息生成ARP表项。本发明实施例提供的虚拟局域网探测方法、装置及系统，通过在ARP数据帧中解析出发送端的MAC地址、发送端的第一IP地址和VLAN识别信息，并将解析出的MAC地址、发送端的第一IP地址和VLAN的识别信息生成ARP表项，实现了自动配置VLAN，提高了用户体验。

Description

虚拟局域网探测方法、装置及系统

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种虚拟局域网探测方法、装置及系统。

背景技术

虚拟局域网(Virtual Local Area Network，简称：VLAN)是根据局域网内的设备逻辑地址而非物理空间划分形成的一个个广播域，每一个VLAN都包含一组相同需求的计算机工作站，与物理上形成的局域网(Local Area Network，简称：LAN)有着相同的属性。由于VLAN是根据逻辑地址而不是物理地址划分的，所以同一个VLAN内的各个工作站无须被放置在同一个物理空间内。此外，为了实现更加灵活的划分广播域，一个物理空间上的LAN可以被分割成多个VLAN，一个VLAN也可以跨越不同的物理空间上的LAN。

现有的VLAN配置方法具体为：用户根据已知的组网情况，静态配置一个VLAN映射表(VLAN-MAP)，当设备向外发送数据帧时，根据差分服务代码点优先(Differentiated Services Codepoint Priority，简称：DSCP)在VLAN-MAP中查找相应的VLAN，然后在数据帧中插入VLAN识别信息(VLANID)。

发明人在实施本发明的过程中发现，现有技术至少存在如下缺陷：由于需要静态配置VLAN-MAP，增加了用户的工作量，影响用户体验。

发明内容

本发明实施例提供一种虚拟局域网探测方法、装置及系统，实现自动配置VLANID，减少用户的工作量。

本发明实施例提供了一种虚拟局域网探测方法，包括：

接收地址解析协议ARP数据帧；

解析所述ARP数据帧中的发送端的媒体访问控制MAC地址、发送端的第一因特网协议IP地址、虚拟局域网识别信息，根据所述MAC地址、第一IP地址、虚拟局域网识别信息生成ARP表项。

本发明实施例还提供了一种虚拟局域网探测方法，包括：

探测是否存在新增接收端；

若探测到新增接收端，则通知发送端向所述新增接收端发送地址解析协议ARP数据帧，所述ARP数据帧携带有所述发送端的媒体访问控制MAC地址、所述发送端的第一因特网协议IP地址、虚拟局域网识别信息，以便于所述新增接收端根据所述第一IP地址、所述MAC地址和所述虚拟局域网识别信息产生ARP表项。

本发明实施例还提供了一种虚拟局域网探测装置，包括：

接收模块，用于接收地址解析协议ARP数据帧；

解析模块，用于解析所述ARP数据帧中的发送端的媒体访问控制MAC地址、发送端的第一因特网协议IP地址、虚拟局域网识别信息，根据所述MAC地址、第一IP地址、虚拟局域网识别信息生成ARP表项。

本发明实施例还提供了一种虚拟局域网探测装置，包括：

探测模块，用于探测是否存在新增接收端；

信息通知模块，用于若探测到新增接收端，则通知发送端向所述接收端发送地址解析协议ARP数据帧，所述ARP数据帧携带有所述发送端的媒体访问控制MAC地址、所述发送端的第一因特网协议IP地址、虚拟局域网识别信息，以便于所述接收端根据所述第一IP地址、所述MAC地址和所述虚拟局域网识别信息产生ARP表项。

本发明实施例还提供了一种虚拟局域网探测系统，包括探测端、发送端和新增接收端，其中，

所述探测端，用于探测是否存在所述新增接收端；若探测到所述新增接收端，则通知所述发送端向所述新增接收端发送地址解析协议ARP数据帧，所述ARP数据帧携带有所述发送端的媒体访问控制MAC地址、所述发送端的第一因特网协议IP地址、虚拟局域网识别信息，以便于所述新增接收端根据所述第一IP地址、所述MAC地址和所述虚拟局域网识别信息产生ARP表项；

所述新增接收端，用于接收所述发送端发送的地址解析协议ARP数据帧；解析所述ARP数据帧中的发送端的媒体访问控制MAC地址、发送端的第一因特网协议IP地址、虚拟局域网识别信息，根据所述MAC地址、第一IP地址、虚拟局域网识别信息生成ARP表项。

上述本发明实施例中，通过在地址解析协议数据帧中解析出发送端的媒体访问控制地址、发送端的第一因特网协议地址、虚拟局域网识别信息，并且媒体访问控制地址、第一因特网协议地址、虚拟局域网识别信息生成地址解析协议表项，实现了对新增加的接收端自动配置VLANID，减少了用户的工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为以太网数据帧格式的示意图；

图2为ARP数据帧格式的示意图；

图3为本发明虚拟局域网探测方法一个实施例的流程示意图；

图4为本发明虚拟局域网探测方法另一个实施例的流程示意图；

图5为图4所示实施例的ARP表项的结构示意图；

图6为本发明虚拟局域网探测方法又一个实施例的流程示意图；

图7为本发明虚拟局域网探测装置一个实施例的结构示意图；

图8为本发明虚拟局域网探测装置另一个实施例的结构示意图；

图9为本发明虚拟局域网探测装置又一个实施例的结构示意图；

图10为本发明虚拟局域网探测系统一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在一些网络协议中，定义了为标识带有VLAN成员信息的以太网数据帧建立的标准方法，并定义了VLAN网桥操作，从而允许在桥接LAN结构中实现定义、运行以及管理VLAN的拓朴结构。图1为以太网数据帧格式的示意图，图2为ARP数据帧格式的示意图，如图1所示，附加的VLAN识别信息位于数据帧中发送源介质访问控制(Media Access Control，简称：MAC)地址与类型域(Type Field)之间。VLAN识别信息(VLANID)具体为两字节的标签协议标识(Tag Protocol Identifier，简称：TPID)(固定为0x8100)和两字节的标签控制信息(Tag Control Information，简称：TCI)，其中，在TCI中包含12bit的VLAN标识。地址解析协议(Address Resolution Protocol，简称：ARP)是获取物理地址的一个传输控制协议/因特网协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，简称：TCP/IP)，当一台主机把以太网数据帧发送到位于同一局域网上的另一台主机时，根据以太网地址确定目的接口，如图2所示的ARP数据帧格式，提供了IP地址到对应的硬件地址的动态映射。

图3为本发明虚拟局域网探测方法一个实施例的流程示意图，如图3所示，本实施例包括以下步骤：

步骤301、新增接收端接收发送端发送的ARP数据帧。

步骤302、新增接收端解析ARP数据帧中的发送端的MAC地址、发送端的第一IP地址、VLAN识别信息，根据MAC地址、第一IP地址、VLAN的识别信息生成ARP表项。

发送端的第一IP地址为发送端的IP地址，本发明实施例仅为便于表述称之为第一IP地址。

在本发明实施例中，发送端具体可以为网络中已存在的网络设备，新增接收端具体可以为新增网络设备。在实施时新增接收端具体可以为一个基站、基站控制器或网关等网络设备，发送端可以为一个与新增接收端直接连接的对等网络设备。新增接收端通过接收到发送端发送的ARP数据帧，进一步获取到发送端所在的VLAN识别信息(VLANID)，进一步根据该VLANID配置接收端的VLAN信息。

本发明实施例提供的VLAN探测方法，新增接收端通过在ARP数据帧中解析出发送端的MAC地址、发送端的第一IP地址和VLAN识别信息，并将解析出的MAC地址、发送端的第一IP地址和VLAN识别信息生成ARP表项，将第一IP地址与路由表中的网关IP地址相匹配，实现了自动配置VLANID，从而在增加新的接收端时不需要用户自行配置VLANID，提高了用户体验。

图4为本发明虚拟局域网探测方法另一个实施例的流程示意图，图5为图4所示实施例的ARP表项的结构示意图。如图4所示，本实施例包括以下步骤：

步骤401、新增接收端接收发送端发送的ARP数据帧。

步骤402、新增接收端解析ARP数据帧中的发送端的MAC地址、发送端的第一IP地址、VLAN识别信息，根据MAC地址、第一IP地址、VLAN识别信息生成ARP表项。

步骤403、新增接收端将第一IP地址与路由表中的网关IP地址相匹配。

步骤404、新增接收端将ARP表项的索引更新到路由表匹配的表项中。

步骤405、新增接收端查找路由表获取ARP表项，根据ARP表项发送数据帧。

在本发明实施例中，发送端具体可以为本地网络中与新增接收端直接连接的对等设备；在实施时具体可以为一个基站。新增接收端通过接收到发送端发送的ARP数据帧，根据该ARP数据帧获取到发送端所在的VLAN识别信息(如，VLANID)，从而接收端可以根据该VLANID配置接收端的VLAN信息。

示例性的，步骤402中，MAC地址为网络管理设备分配给发送端的MAC地址，第一IP地址为网络管理设备分配给发送端的IP地址；VLAN识别信息(VLANID)可以为发送端所在的VLAN的端口号等信息，或者，VLANID可以为发送端所在的VLAN的MAC地址，或者，VLANID可以为发送端所在的VLAN的路由信息，只要能够表示VLAN的身份标识即可。

示例性的，步骤403中，新增接收端将第一IP地址与路由表中的网关IP地址相匹配具体可以为：在新增接收端的路由表中查找与第一IP地址相同的网关IP地址，找到与第一IP地址相同的网关IP地址，实现了将第一IP地址与路由表中的网关IP地址相匹配。

示例性的，步骤404中，新增接收端在发送ARP数据帧时，查找路由表，根据该路由表找到ARP表项，并根据该ARP表项中的VLAN识别信息发送ARP数据帧。

示例性的，步骤405中，在新增接收端自动获取到VLANID后，接收端向其他网络设备发送的所有ARP数据帧都可以根据与网关IP地址相匹配的第一IP地址查找路由表获取到ARP表项，进而根据ARP表项发送ARP数据帧。

本发明实施例提供的VLAN探测方法，通过在ARP数据帧中解析出发送端的MAC地址、发送端的第一IP地址和VLAN的识别信息，并将解析出的MAC地址、发送端的第一IP地址和VLAN识别信息生成ARP表项，将第一IP地址与路由表中的网关IP地址相匹配，实现了自动配置VLAN，在增加新的接收端时不需要用户自行配置VLANID，避免了用户手动配置VLANID，从而提高了用户体验。

图6为本发明虚拟局域网探测方法又一个实施例的流程示意图，如图6所示，本实施例包括以下步骤：

步骤601、探测端探测是否存在新增接收端。

步骤602、若探测端探测到新增接收端，则通知发送端向新增接收端发送ARP数据帧，ARP数据帧携带有发送端的MAC地址、发送端的第一IP地址、VLAN识别信息，以便于新增接收端根据第一IP地址、MAC地址和VLAN识别信息产生ARP表项。

新增设备接收到发送端发送的ARP数据帧之后，可以采用图3或图4所示实施例提供的方法产生ARP表项、更新路由表、发送数据帧等。

示例性的，探测端具体可以为网络中负责网络管理的设备，新增接收端具体可以为新增网络设备，发送端具体可以为与新增接收端直接连接的对等设备，发送端在实施时具体可以为一个基站、基站控制器或网关等。新增接收端通过接收到发送端发送的ARP数据帧，进一步获取到发送端所在的VLAN识别信息(VLANID)，进一步根据该VLANID配置接收端的VLAN信息。

由于用户数据报协议(User Datagram Protocol，简称：UDP)不属于连接性协议，消耗资源少，处理速度快，因此在本实施例中，探测端可以通过周期性的发送UDP包，探测是否存在新增网络设备(新增接收端)接入本地网络。

本发明实施例提供的VLAN探测方法，当探测端探测到接收端时通知发送端向接收端发送ARP数据帧，使接收端根据所述ARP数据帧进行VLAN配置，实现了自动配置VLAN，避免了用户对新增的接收端手动配置VLANID，从而提高了用户体验。

图7为本发明虚拟局域网探测装置一个实施例的结构示意图，如图7所示，本发明实施例包括：接收模块71、解析模块72。

其中，接收模块71接收地址解析协议ARP数据帧；解析模块72解析接收模块71接收到的ARP数据帧中的发送端的MAC地址、发送端的第一IP地址、VLAN识别信息，根据MAC地址、第一IP地址、VLAN识别信息生成ARP表项。

发送端的第一IP地址为发送端的IP地址，本发明实施例仅为便于表述称之为第一IP地址。

本发明实施例提供的VLAN探测装置，解析模块72过在ARP数据帧中解析出发送端的MAC地址、发送端的第一IP地址、VLAN的识别信息，并根据MAC地址、第一IP地址、VLAN的识别信息生成ARP表项，实现了自动配置VLAN信息，避免了用户对新增加的接收端手动配置VLANID，从而提高了用户体验。

图8为本发明虚拟局域网探测装置另一个实施例的结构示意图，如图8所示，本发明实施例包括：接收模块81、解析模块82、匹配模块83、更新模块84、查找模块85。

其中，接收模块81接收地址解析协议ARP数据帧；解析模块82解析接收模块81接收到的ARP数据帧，从ARP数据帧中解析发送端的MAC地址、发送端的IP地址(为便于表述，这里称之为第一IP地址)、VLAN识别信息，根据MAC地址、第一IP地址、VLAN识别信息生成ARP表项；匹配模块83将解析模块82解析出的第一IP地址与路由表中的网关IP地址相匹配；更新模块84将解析模块82生成的ARP表项的索引，更新到匹配模块83查找到的路由表表项中；查找模块85查找更新模块84更新后的路由表中的ARP表项并获取到该ARP表项，从而可以根据ARP表项发送数据帧。

发送端的第一IP地址为发送端的IP地址，本发明实施例仅为便于表述称之为第一IP地址。

本发明实施例提供的VLAN探测装置，解析模块82过在ARP数据帧中解析出发送端的MAC地址、发送端的第一IP地址、VLAN的识别信息，并根据MAC地址、第一IP地址、VLAN的识别信息生成ARP表项，更新模块84将解析模块82生成的ARP表项的索引更新到路由表匹配的表项中，实现了自动配置VLAN信息，在增加新的接收端时不需要用户自行配置VLANID，避免了用户手动配置VLANID，从而提高了用户体验。

图9为本发明虚拟局域网探测装置又一个实施例的结构示意图，如图9所示，本发明实施例包括：探测模块91、信息通知模块92。

其中，探测模块91探测是否存在新增接收端；若探测模块91探测到新增接收端，则通过信息通知模块92通知发送端向新增接收端发送ARP数据帧，其中，ARP数据帧携带有发送端的MAC地址、发送端的第一IP地址、VLAN识别信息，以便于新增接收端根据第一IP地址、MAC地址和VLAN识别信息产生ARP表项；发送端可以为与新增接收端直接连接的对等网络设备。发送端的第一IP地址为发送端的IP地址，本发明实施例仅为便于表述称之为第一IP地址。

本发明实施例提供的VLAN探测装置，探测模块91通过探测是否存在新增接收端，若存在新增接收端，则信息通知模块92通知发送端向新增接收端发送ARP数据帧，使得新增接收端根据ARP数据帧进行VLAN配置，实现了自动配置VLAN，避免了用户对新增加的接收端手动配置VLANID，从而提高了用户体验。

在上述图9所示实施例中，由于UDP不属于连接性协议，消耗资源少，处理速度快，因此作为优选方案，探测模块通过周期性的发送UDP包，探测是否存在新接入本地网络的网络设备，该网络设备在本发明实施例中具体为新增接收端。

图10为本发明虚拟局域网探测系统一个实施例的结构示意图，如图10所示，本发明实施例包括：探测端101、发送端102、新增接收端103。

其中，探测端101探测是否存在新增接收端103；若探测端101探测到新增接收端103，则通知发送端102向新增接收端103发送ARP数据帧，其中，ARP数据帧携带有发送端102的MAC地址、发送端102的第一IP地址、VLAN识别信息，以便于新增接收端103根据第一IP地址、MAC地址和VLAN识别信息产生ARP表项。

新增接收端103接收发送端102发送的ARP数据帧；解析ARP数据帧中的发送端102的MAC地址、发送端102的第一IP地址、VLAN识别信息，根据MAC地址、第一IP地址、VLAN识别信息生成ARP表项。

本发明实施例中的VLAN探测系统，探测端101具体可以为网络中负责网络管理的设备；发送端102和新增接收端103具体可以为网络中的网络设备，其中新增接收端103是新增的网络设备。发送端的第一IP地址为发送端的IP地址，本发明实施例仅为便于表述称之为第一IP地址。

本发明实施例提供的VLAN探测系统，探测端101探测到新增接收端103，通知发送端102向新增接收端103发送ARP数据帧，使得新增接收端103根据发送端102发送的ARP数据帧进行VLAN配置，实现了自动配置VLAN，避免了用户对新增加的接收端手动配置VLANID，从而提高了用户体验。

在上述图10所示实施例中，新增接收端103将第一IP地址与路由表中的网关IP地址相匹配；将ARP表项的索引更新到路由表匹配的表项中；查找路由表获取ARP表项，根据ARP表项发送数据帧。新增接收端103通过接收到发送端102发送的ARP数据帧，进一步获取到发送端102所在的VLAN识别信息(VLANID)，根据该VLANID配置接收端的VLAN信息，实现了自动配置VLAN，避免了用户对新增加的接收端手动配置VLANID，从而提高了用户体验。

可以在第三代数字通信(3G)网络中采用本发明实施例所提供的虚拟局域网探测方法、装置及系统，也可以在长期演进(Long Term Evolution，简称：LTE)网络中采用本发明实施例所提供的虚拟局域网探测方法、装置及系统，只要需要实现自动探测VLANID的网络均可采用本发明实施例。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种虚拟局域网探测方法，其特征在于，包括：

接收地址解析协议ARP数据帧；

解析所述ARP数据帧中的发送端的媒体访问控制MAC地址、发送端的第一因特网协议IP地址、虚拟局域网识别信息，根据所述MAC地址、第一IP地址、虚拟局域网识别信息生成ARP表项。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述第一IP地址与路由表中的网关IP地址相匹配；

将所述ARP表项的索引更新到所述路由表匹配的表项中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

查找所述路由表获取所述ARP表项，根据所述ARP表项发送数据帧。

4.一种虚拟局域网探测方法，其特征在于，包括：

探测是否存在新增接收端；

若探测到新增接收端，则通知发送端向所述新增接收端发送地址解析协议ARP数据帧，所述ARP数据帧携带有所述发送端的媒体访问控制MAC地址、所述发送端的第一因特网协议IP地址、虚拟局域网识别信息，以便于所述新增接收端根据所述第一IP地址、所述MAC地址和所述虚拟局域网识别信息产生ARP表项。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述探测是否存在新增接收端包括：

周期性的发送用户数据报协议UDP包，探测是否存在新增网络设备接入本地网络。

6.一种虚拟局域网探测装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收地址解析协议ARP数据帧；

解析模块，用于解析所述ARP数据帧中的发送端的媒体访问控制MAC地址、发送端的第一因特网协议IP地址、虚拟局域网识别信息，根据所述MAC地址、第一IP地址、虚拟局域网识别信息生成ARP表项。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

匹配模块，用于将所述第一IP地址与路由表中的网关IP地址相匹配；

更新模块，用于将所述ARP表项的索引更新到所述路由表匹配的表项中；

查找模块，用于查找所述路由表获取所述ARP表项，根据所述ARP表项发送数据帧。

8.一种虚拟局域网探测装置，其特征在于，包括：

探测模块，用于探测是否存在新增接收端；

信息通知模块，用于若探测到新增接收端，则通知所述发送端向所述新增接收端发送地址解析协议ARP数据帧，所述ARP数据帧携带有所述发送端的媒体访问控制MAC地址、所述发送端的第一因特网协议IP地址、虚拟局域网识别信息，以便于所述接收端根据所述第一IP地址、所述MAC地址和所述虚拟局域网识别信息产生ARP表项。

9.一种虚拟局域网探测系统，包括探测端、发送端和新增接收端，其特征在于，

所述探测端，用于探测是否存在所述新增接收端；若探测到所述新增接收端，则通知所述发送端向所述新增接收端发送地址解析协议ARP数据帧，所述ARP数据帧携带有所述发送端的媒体访问控制MAC地址、所述发送端的第一因特网协议IP地址、虚拟局域网识别信息，以便于所述新增接收端根据所述第一IP地址、所述MAC地址和所述虚拟局域网识别信息产生ARP表项；

所述新增接收端，用于接收所述发送端发送的地址解析协议ARP数据帧；解析所述ARP数据帧中的发送端的媒体访问控制MAC地址、发送端的第一因特网协议IP地址、虚拟局域网识别信息，根据所述MAC地址、第一IP地址、虚拟局域网识别信息生成ARP表项。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述接收端还用于，

将所述第一IP地址与路由表中的网关IP地址相匹配；

将所述ARP表项的索引更新到所述路由表匹配的表项中；

查找所述路由表获取所述ARP表项，根据所述ARP表项发送数据帧。

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