CN102333013B - 一种介质访问控制地址冲突检测方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种介质访问控制(MAC)地址冲突检测方法，该方法包括：访问网络之前，本地网络设备向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文；收到请求报文的目标网络设备，向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文，所述冲突检测响应报文携带所述目标网络设备的MAC地址；收到响应报文的本地网络设备，从所述响应报文中提取MAC地址并进行检测，判定提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，产生新MAC地址。本发明还公开了MAC地址冲突检测装置和系统，本发明能有效避免MAC地址冲突的情况出现，进而保证网络设备对网络的正常访问，为用户提供正常的网络服务，降低网络攻击的风险。

Description

一种介质访问控制地址冲突检测方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及以太网接入技术，尤其涉及一种介质访问控制(Medium/MediaAccess Control，MAC)冲突检测方法、装置和系统。

背景技术

目前，互联网络为互联网络协议版本6(Internet Protocol Version 6，IPv6)网络，随着智慧城市、电子地球、物联网等网络技术的发展，人们对随时随地接入IPv6网络的需求不断扩大，各种有线、无线网络设备不断接入IPv6网络中。而且，随着虚拟化技术的发展，虚拟网络设备也不断地加入到IPv6网络中。但是，由于现有网络设备的MAC地址大多是在出厂时即随机固化生成的48位地址，是不可变更的。这样，随着在二层交换网络中接入的网络设备不断增多，不同网络设备具有相同的MAC地址的可能性越来越大，如此就会导致出现MAC地址冲突的情况。

由于二层交换机的数据包转发是基于MAC地址来实现的，因此，当在二层交换网络中存在MAC地址冲突时，会引起MAC转发表的震荡，导致二层交换机误发服务响应交互报文、服务访问报文等报文，进而导致存在MAC地址冲突的网络设备不能正常访问网络，不能为用户正常提供网络服务。

此外，由于网络交互的报文会被二层交换机导向存在冲突MAC的另外的设备，不仅导致网络机密信息存在泄漏的风险，而且导致网络攻击被导向不期望的网络设备、或虚拟设备，从而带来网络攻击的风险。

目前，虽然有些网络设备可以根据预设的策略和规则自动产生新的MAC地址，但自动产生的MAC地址仍会与其他网络设备的MAC地址存在冲突。只有当出现网络设备不能正常访问网络，不能为用户正常提供网络服务，甚至受到网络攻击的情况时，管理人员才会发现存在MAC地址冲突的情况，进而对MAC地址进行更改。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种MAC地址冲突检测方法、装置和系统，能有效避免MAC地址冲突的情况出现，进而保证网络设备对网络的正常访问，为用户提供正常的网络服务，降低网络攻击的风险。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种介质访问控制MAC地址冲突检测方法，该方法包括：

访问网络之前，本地网络设备向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文；

收到请求报文的目标网络设备，向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文，所述冲突检测响应报文携带所述目标网络设备的MAC地址；

收到响应报文的本地网络设备，从所述响应报文中提取MAC地址并进行检测，判定提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，产生新MAC地址。

较佳的，所述MAC地址冲突检测请求报文和所述MAC地址冲突检测响应报文分别置于扩展的IPv6传输控制消息协议ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。

较佳的，所述目标多播地址的后24位是本地网络设备当前MAC地址的后24位；

所述请求多播地址的后24位是发出MAC地址冲突检测响应报文的目标网络设备的MAC地址的后24位。

较佳的，所述本地网络设备产生新MAC地址为：

所述本地网络设备根据路由器发出的MAC地址前缀和本地随机产生的索引值产生新MAC地址。

较佳的，所述MAC地址前缀为路由器定时向节点多播地址发出的；所述MAC地址前缀置于MAC地址前缀通告消息中。

较佳的，所述节点多播地址为FF02::1。

较佳的，所述本地网络设备产生新MAC地址之前，该方法还包括：

所述网络设备向路由器多播地址发送MAC地址前缀请求消息；

收到请求消息的路由器，向节点多播地址发送MAC地址前缀通告消息，所述MAC地址前缀通告消息携带MAC地址前缀；

所述MAC地址前缀请求消息和所述MAC地址前缀通告消息分别置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。

较佳的，所述路由器多播地址为FF02::2。

本发明公开了一种网络设备，该网络设备包括：请求报文发送单元、MAC地址提取单元、检测单元和MAC地址产生单元；其中，

所述请求报文发送单元，用于在网络设备访问网络之前，向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文；

所述MAC地址提取单元，用于从收到的MAC地址冲突检测响应报文中提取MAC地址；

所述检测单元，用于对提取的MAC地址进行检测，判断提取出的MAC地址是否与自身的MAC地址相同；

所述MAC地址产生单元，用于当提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，产生新MAC地址。

较佳的，所述MAC地址产生单元，具体用于根据路由器发出的MAC地址前缀和本地随机产生的索引值产生新MAC地址。

本发明公开了一种网络设备，该网络设备包括：请求报文接收单元和响应报文发送单元；其中，

所述请求报文接收单元。用于接收MAC地址冲突检测请求报文；

响应报文发送单元，用于根据收到的MAC地址冲突检测请求报文，向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文，所述冲突检测响应报文携带所述目标网络设备的MAC地址。

本发明公开了一种路由器，所述路由器包括：MAC地址前缀发送单元和MAC地址前缀通告消息发送单元；其中，

MAC地址前缀发送单元，用于定时向节点多播地址发出MAC地址前缀，所述MAC地址前缀置于MAC地址前缀通告消息中；

MAC地址前缀通告消息发送单元，用于根据收到的MAC地址前缀通告消息，向节点多播地址发送MAC地址前缀通告消息，所述MAC地址前缀通告消息携带MAC地址前缀。

本发明公开了一种MAC地址冲突检测系统，该系统包括：本地网络设备和目标网络设备，其中，

所述本地网络设备，用于在自身访问网络之前，向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文；从收到的MAC地址冲突检测响应报文中提取MAC地址并进行检测，判定提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，产生新MAC地址；

所述目标网络设备，用于根据收到的MAC地址冲突检测请求报文，向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文，所述冲突检测响应报文携带所述目标网络设备的MAC地址。

较佳的，该系统还包括路由器，

所述路由器，用于定时向节点多播地址发出MAC地址前缀，所述MAC地址前缀置于MAC地址前缀通告消息中；

所述本地网络设备，具体用于根据路由器发出的MAC地址前缀和本地随机产生的索引值产生新MAC地址。

较佳的，所述本地网络设备，还用于向路由器多播地址发送MAC地址前缀请求消息；所述MAC地址前缀请求消息置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中；

所述路由器，还用于根据收到的MAC地址冲突检测请求报文，向节点多播地址发送MAC地址前缀通告消息，所述MAC地址前缀通告消息携带MAC地址前缀；所述MAC地址前缀通告消息置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。

由上可知，本发明提供的MAC地址冲突检测方法，在网络设备访问网络之前，本地网络设备向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文；收到请求报文的目标网络设备，向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文，所述冲突检测响应报文携带所述目标网络设备的MAC地址；收到响应报文的本地网络设备，从所述响应报文中提取MAC地址并进行检测，判定提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，产生新MAC地址。采用上述技术方案，能够实现在网络设备访问网络之前对该网络设备的MAC地址进行冲突检测，从而避免MAC地址冲突的情况出现，进而保证网络设备对网络的正常访问，为用户提供正常的网络服务，降低网络攻击的风险。

附图说明

图1为本发明网络设备的结构示意图；

图2为本发明MAC地址分配系统的组成示意图；

图3为本发明MAC地址分配方法的第一实施例的实现流程示意图；

图4为接入IPv6网络的应用场景结构示意图；

图5为本发明MAC地址分配方法的第二实施例的实现流程示意图。

具体实施方式

本发明公开了一种作为网络访问发起侧的网络设备，如图1所示，该网络设备包括：请求报文发送单元、MAC地址提取单元、检测单元和MAC地址产生单元；其中，

所述请求报文发送单元，用于在网络设备访问网络之前，向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文；

所述MAC地址提取单元，用于从收到的MAC地址冲突检测响应报文中提取MAC地址；

所述检测单元，用于对提取的MAC地址进行检测，判断提取出的MAC地址是否与自身的MAC地址相同；

所述MAC地址产生单元，用于当提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，产生新MAC地址。

可选的，所述MAC地址产生单元，具体用于根据路由器发出的MAC地址前缀和本地随机产生的索引值产生新MAC地址。

本发明还公开了一种作为网络访问响应侧的网络设备，该网络设备包括：请求报文接收单元和响应报文发送单元；其中，

所述请求报文接收单元，用于接收MAC地址冲突检测请求报文；

响应报文发送单元，用于根据收到的MAC地址冲突检测请求报文，向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文，所述冲突检测响应报文携带所述目标网络设备的MAC地址。

本发明公开了一种路由器，所述路由器包括：MAC地址前缀发送单元和MAC地址前缀通告消息发送单元；其中，

MAC地址前缀发送单元，用于定时向节点多播地址发出MAC地址前缀，所述MAC地址前缀置于MAC地址前缀通告消息中；

这里，所述MAC地址前缀通告消息置于扩展的IPv6传输控制消息协议(Internet Control Message Protocol for IPv6，ICMPv6)消息或扩展的ICMPv6选项中。

MAC地址前缀通告消息发送单元，用于根据收到的MAC地址前缀通告消息，向节点多播地址发送MAC地址前缀通告消息；

其中，所述MAC地址前缀通告消息携带MAC地址前缀；所述MAC地址前缀通告消息置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。

本发明公开了一种MAC地址冲突检测系统，如图2所示，该系统包括：本地网络设备和目标网络设备，其中，

所述本地网络设备，用于在自身访问网络之前，向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文；从收到的MAC地址冲突检测响应报文中提取MAC地址并进行检测，判定提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，产生新MAC地址；

所述目标网络设备，用于根据收到的MAC地址冲突检测请求报文，向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文，所述冲突检测响应报文携带所述目标网络设备的MAC地址。

可选的，该系统还包括路由器，所述路由器，用于定时向节点多播地址发出MAC地址前缀，所述MAC地址前缀置于MAC地址前缀通告消息中；

所述本地网络设备，具体用于根据路由器发出的MAC地址前缀和本地随机产生的索引值产生新MAC地址。

较佳的，所述本地网络设备，还用于向路由器多播地址发送MAC地址前缀请求消息；其中，所述MAC地址前缀请求消息置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中；

所述路由器，还用于根据收到的MAC地址冲突检测请求报文，向节点多播地址发送MAC地址前缀通告消息，所述MAC地址前缀通告消息携带MAC地址前缀；所述MAC地址前缀通告消息置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。

基于上述设备和系统，下面介绍本发明介质访问控制MAC地址冲突检测方法的第一实施例，如图3所示，该方法包括：

步骤301、访问网络之前，本地网络设备向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文。

这里，所述目标多播地址的后24位是本地网络设备当前MAC地址的后24位。这样，自身MAC地址的后24位与本地网络设备当前MAC地址的后24位相同的在线网络设备，都会接收到MAC地址冲突检测请求报文，避免漏检。

所述MAC地址冲突检测请求报文置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。

步骤302、收到请求报文的目标网络设备，向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文，所述冲突检测响应报文携带所述目标网络设备的MAC地址。

这里，所述请求多播地址的后24位是发出MAC地址冲突检测响应报文的目标网络设备的MAC地址的后24位。

这样，自身MAC地址的后24位与发出MAC地址冲突检测响应报文的目标网络设备的MAC地址后24位相同的在线网络设备，都会接收到MAC地址冲突检测请求报文，避免本地网络设备因存在MAC地址冲突而接收不到MAC地址冲突检测响应报文。

所述MAC地址冲突检测响应报文置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。

步骤303、收到响应报文的本地网络设备，从所述响应报文中提取MAC地址并进行检测，判定提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，产生新MAC地址。

具体的，所述本地网络设备根据路由器发出的MAC地址前缀如24位MAC地址厂商编号和本地随机产生的唯一索引值如24位索引值，产生新MAC地址。

所述MAC地址前缀为路由器定时向节点多播地址FF02::1发出的，所述MAC地址前缀置于MAC地址前缀通告消息中。所述MAC地址前缀请求消息置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。

本发明可以应用于接入IPv6网络的场景中，参见图4所示，图4中子网1通过二层交换机1直接连接路由器；子网2连接二层交换机3，所述二层交换机3连接汇聚交换机2，所述汇聚交换机2再连接路由器。网络设备1为准备访问网络的网络设备，其余网络设备为在线网络设备。

例如，准备接入IPv6网络中的子网2的网络设备1的当前MAC地址为00-1C-BF-43-32-EB。在线网络设备5的MAC地址也为00-1C-BF-43-32-EB，网络设备1和网络设备5的MAC地址存在MAC地址冲突。

下面以上述场景为例，介绍本发明介质访问控制MAC地址冲突检测方法的第二实施例，本实施例中，本地网络设备向路由器多播地址FF02::2发送MAC地址前缀请求消息，以获得MAC地址前缀，如图5所示，该方法包括：

步骤501、访问网络之前，本地网络设备向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文。

这里，冲突检测请求报文的目的IPv6地址采用根据网络设备1当前的MAC地址00-1C-BF-43-32-EB构造的目标多播地址；所述目标多播地址的后24位是本地网络设备当前MAC地址的后24位。

步骤502、收到请求报文的各目标网络设备向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文所，所述冲突检测响应报文携带所述目标网络设备的MAC地址。

这里，各MAC地址冲突检测响应报文的目的IPv6地址采用根据各目标网络设备自身的MAC地址构造的请求多播地址；所述请求多播地址的后24位是发出MAC地址冲突检测响应报文的目标网络设备的MAC地址的后24位。

其中，目标网络设备中的网络设备5收到请求报文后，发出MAC地址冲突检测响应报文所，所述冲突检测响应报文携带所述目标网络设备的MAC地址00-1C-BF-43-32-EB。

步骤503、本地网络设备判断是否在在预定时间内收到响应报文，如果收到响应报文，则进入步骤504；如果没有收到响应报文，则进入步骤509。

步骤504、本地网络设备从各响应报文中提取MAC地址。

这里，本地网络设备从网络设备5发来的响应报文中提取的MAC地址为00-1C-BF-43-32-EB。

步骤505、本地网络设备对提取的MAC地址进行检测，判断提取出的MAC地址与自身的MAC地址是否相同，如果相同，则进入步骤506；如果不相同，则进入步骤509。

这里，本地网络设备经检测判定提取出的MAC地址00-1C-BF-43-32-EB与自身的MAC地址00-1C-BF-43-32-EB相同。

步骤506、本地网络设备向路由器多播地址FF02::2发送MAC地址前缀请求消息；

其中，所述MAC地址前缀请求消息置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。

步骤507、收到请求消息的路由器，向节点多播地址FF02::1发送MAC地址前缀通告消息；

其中，所述MAC地址前缀通告消息携带MAC地址前缀；所述MAC地址前缀为MAC地址厂商编号；所述MAC地址前缀通告消息置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。

步骤508、所述本地网络设备根据路由器发出的MAC地址前缀和本地随机产生的24位索引值，产生新MAC地址00-1C-EF-43-32-05，返回步骤501。

步骤509、所述网络设备使用当前MAC地址接入到网络，结束本次流程。

采用本发明介质访问控制MAC地址冲突检测方法，在访问网络之前，网络设备1能够检测出与网络设备5存在MAC地址冲突，从而产生新的MAC地址，重复进行冲突检测，直到网络设备1的MAC地址与在线的其他网络设备不存在MAC地址冲突。

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。

Claims (10)

1.一种介质访问控制MAC地址冲突检测方法，其特征在于，该方法包括：

访问网络之前，本地网络设备向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文；

收到请求报文的目标网络设备，向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文，所述冲突检测响应报文携带所述目标网络设备的MAC地址；

收到响应报文的本地网络设备，从所述响应报文中提取MAC地址并进行检测，判定提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，所述本地网络设备根据路由器发出的MAC地址前缀和本地随机产生的索引值产生新MAC地址；重复进行MAC地址冲突检测，直到本地网络设备与目标网络设备不存在MAC地址冲突，使用新MAC地址接入到网络；

其中，所述目标多播地址的后24位是本地网络设备当前MAC地址的后24位；所述请求多播地址的后24位是发出MAC地址冲突检测响应报文的目标网络设备的MAC地址的后24位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MAC地址冲突检测请求报文和所述MAC地址冲突检测响应报文分别置于扩展的IPv6传输控制消息协议ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MAC地址前缀为路由器定时向节点多播地址发出的；所述MAC地址前缀置于MAC地址前缀通告消息中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述节点多播地址为FF02::1。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述本地网络设备产生新MAC地址之前，该方法还包括：

所述本地网络设备向路由器多播地址发送MAC地址前缀请求消息；

收到请求消息的路由器，向节点多播地址发送MAC地址前缀通告消息，所述MAC地址前缀通告消息携带MAC地址前缀；

所述MAC地址前缀请求消息和所述MAC地址前缀通告消息分别置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述路由器多播地址为FF02::2。

7.一种网络设备，其特征在于，该网络设备包括：请求报文发送单元、MAC地址提取单元、检测单元和MAC地址产生单元；其中，

所述请求报文发送单元，用于在网络设备访问网络之前，向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文；

所述MAC地址提取单元，用于从收到的目标多播地址上的目标网络设备发送的MAC地址冲突检测响应报文中提取MAC地址；

所述检测单元，用于对提取的MAC地址进行检测，判断提取出的MAC地址是否与自身的MAC地址相同；

所述MAC地址产生单元，用于当提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，根据路由器发出的MAC地址前缀和本地随机产生的索引值产生用于网络设备接入到网络的新MAC地址；

产生新MAC地址之后，返回请求报文发送单元，重复进行MAC地址冲突检测；

其中，所述目标多播地址的后24位是本地网络设备当前MAC地址的后24位；所述请求多播地址的后24位是发出MAC地址冲突检测响应报文的目标网络设备的MAC地址的后24位。

8.一种MAC地址冲突检测系统，其特征在于，该系统包括：本地网络设备和目标网络设备，其中，

所述本地网络设备，用于在自身访问网络之前，向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文；从收到的MAC地址冲突检测响应报文中提取MAC地址并进行检测，判定提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，根据路由器发出的MAC地址前缀和本地随机产生的索引值产生新MAC地址；重复进行MAC地址冲突检测，直到本地网络设备与目标网络设备不存在MAC地址冲突，使用新MAC地址接入到网络；

所述目标网络设备，用于根据收到的MAC地址冲突检测请求报文，向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文，所述冲突检测响应报文携带所述目标网络设备的MAC地址；

其中，所述目标多播地址的后24位是本地网络设备当前MAC地址的后24位；所述请求多播地址的后24位是发出MAC地址冲突检测响应报文的目标网络设备的MAC地址的后24位。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，该系统还包括路由器，

所述路由器，用于定时向节点多播地址发出MAC地址前缀，所述MAC地址前缀置于MAC地址前缀通告消息中。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述本地网络设备，还用于向路由器多播地址发送MAC地址前缀请求消息；所述MAC地址前缀请求消息置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中；

所述路由器，还用于根据收到的MAC地址冲突检测请求报文，向节点多播地址发送MAC地址前缀通告消息，所述MAC地址前缀通告消息携带MAC地址前缀；所述MAC地址前缀通告消息置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。