CN103685592B - 一种无线网桥及实现dhcp地址申请的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种无线网桥及DHCP服务器以及实现DHCP地址分配的方法，在本申请的方案中，以无线网桥的MAC地址替换客户端的MAC地址，将客户端的MAC地址携带在新option中，实现了无线网络中地址的安全分配，且无线网桥设备上无需额外维护客户端表项。

Description

一种无线网桥及实现DHCP地址申请的方法
技术领域
本申请涉及无线网络技术，尤其是涉及在无线网络中实现DHCP地址申请的方法。
背景技术
DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）采用“客户端/服务器”通信模式，由客户端向服务器提出配置申请，服务器返回为客户端分配的IP地址等配置信息，以实现网络资源的动态配置。
DHCP客户端成功申请到IP地址和其他网络配置以后，DHCP Server为每一个客户端所申请到的资源记录时间租约，当租约时间到期以后，由DHCP客户端通过发出的DHCP-REQUEST报文向DHCP服务器进行续约。如果续约成功，DHCP客户端可以继续使用这些网络资源。如果续约失败或者租约到期时DHCP客户端没有进行续约，DHCP服务器删除对应的租约，并允许将该IP地址和其他网络资源分配给其他需要的DHCP客户端。
如图1所示，“实验室子网”为接入“公司办公网”，通过“无线Client”设备与“公司办公网”的”无线AP”设备互联，实现“子网”通过无线方式接入“大网”。
通常使用无线网桥（WDS）实现此桥接场景需求。与普通的无线接入网络的区别是：普通无线网络是单一的无线终端（例如装有无线网卡的笔记本，PC）与无线AP通过无线进行通信；而此场景中的“无线Client”不仅仅作为Client接入到无线网络中，还作为接入点提供无线接入服务，并且通过有线网络连接多个主机，它是有线网络和无线网络的桥，实现有线网络中多个主机与无线网络的二层转发。WDS需要使用802.11报文的4地址格式，具体如图2所示：地址1和地址2，分别为无线收/发器的Radio MAC；地址3和地址4分别为二层网络中的“目的主机MAC”和“源主机MAC”。
但是，目前常用的AP设备不支持作为“无线网桥”，即不识别4地址报文。常用AP设备只支持简单的Station直接接入（即无线Client直接接入，不支持无线Client再下挂设备）。其所支持的报文格式为3地址格式，如图3所示，其中：地址1和地址2，分别为无线收/发器的Radio MAC；地址3在无线上行表示AP所在有线网络的“目的主机MAC”，在无线下行，表示AP的Radio MAC（与地址2相同）。
在“WLAN Client Bridge”场景，如果外网配置DHCP服务器，内网PC配置为通过DHCP动态分配IP地址，由于DHCP地址分配在ARP学习之前，PC的“源MAC丢失后，”外网的DHCP应答报文还是会无法成功传送到内网的DHCP客户端，导致网桥下挂的PC通过DHCP申请不到IP地址。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种无线网桥，用于包括DHCP服务器的无线网络中，所述无线网桥包括：处理模块和转换模块;
所述处理模块，用于接收客户端发送的DHCP报文，将所述DHCP报文中的chaddr域修改为无线网桥的Radio MAC，并在所述DHCP报文中添加新option，内容为MAC地址为所述客户端的MAC地址，供DHCP服务器根据新option中的MAC地址进行地址分配；
所述转换模块，用于将所述DHCP报文转换成802.113地址格式的报文发往AP并转发给DHCP服务器，其中地址1为AP的radio MAC，地址2为无线网桥的radio MAC，地址3为目的MAC；
其中，所述DHCP报文包括DHCP DISCOVER消息和DHCP REQUEST消息。
所述转换模块还进一步用于将收到的DHCP应答报文由802.11格式转换为802.3格式的报文，其中源MAC是DHCP服务器的MAC，如果广播标志位置位，则将目的MAC设置为广播地址，然后在子网内广播发送该DHCP应答报文；如果是广播标志位未置位，所述无线网桥使用新Option中的携带的MAC地址作为目的MAC，将报文转发给客户端，其中，所述DHCP应答报文为DHCP OFFER报文和DHCPACK报文。
基于同样的发明思想，本申请还提供一种DHCP地址分配方法，用于无线网络中，所述方法包括：
无线网桥接收客户端发送的DHCP报文，将所述DHCP报文中的chaddr域修改为无线网桥的Radio MAC，并在所述DHCP报文中添加新option，该新的option内容包括所述客户端的MAC地址，供DHCP服务器根据新option中的MAC地址进行地址分配；
无线网桥将所述DHCP报文转换成802.113地址格式的报文发往AP并转发给DHCP服务器，其中地址1为AP的radio MAC，地址2为无线网桥的radio MAC，地址3为目的MAC；
其中，所述DHCP报文包括DHCP DISCOVER消息和DHCP REQUEST消息。
无线网桥将收到的DHCP应答报文由802.11格式转换为802.3格式的报文，其中源MAC是DHCP服务器的MAC，如果广播标志位置位，则将目的MAC设置为广播地址，然后在子网内广播发送该DHCP应答报文；如果是广播标志位未置位，所述无线网桥使用新Option中的携带的MAC地址作为目的MAC，将报文转发给客户端，其中，所述DHCP应答报文为DHCP OFFER报文和DHCPACK报文。
基于同样的发明思想，本申请还提供一种DHCP服务器，用于无线网络中进行DHCP地址分配，所述DHCP服务器包括处理模块、解析模块和转换模块，
所述处理模块，接收客户端的DHCP报文，判断是否携带有客户端MAC地址的新option，如果有，则使用新option中的MAC地址作为客户端唯一标识进行地址分配，其中，所述DHCP报文是DHCP DISCOVER报文和DHCPREQUEST报文，所述DHCP报文的chaddr域是无线网桥的Radio MAC；
所述解析模块，用于获取新option中的客户端MAC地址，将其复制到发送给所述客户端的应答报文中的新option中并发给对应的客户端，其中，所述DHCP应答报文为DHCPOFFER报文和DHCPACK报文。
所述转换模块，用于封装所述DHCP应答报文，根据所述DHCP应答报文的flag域是否置位判断是广播报文还是单播报文给所述客户端，如果flag域置位则广播所述报文，则所述DHCP应答报文的目的MAC是广播地址；如果flag域未置位则单播所述报文。则所述DHCP应答报文目的MAC是chaddr中的MAC。
基于同样的发明思想，本申请还提供一种DHCP地址分配方法，用于无线网络中，所述方法包括：
DHCP服务器接收客户端的DHCP报文，判断是否携带有客户端MAC地址的新option，如果有，则使用新option中的MAC地址作为客户端唯一标识进行地址分配，其中，所述DHCP报文是DHCP DISCOVER报文和DHCPREQUEST报文，所述DHCP报文的chaddr域是无线网桥的Radio MAC；
DHCP服务器获取所述DHCP报文中新option中的客户端MAC地址，将其复制到发送给所述客户端的应答报文中的新option中发给对应的客户端，其中，所述DHCP应答报文为DHCP OFFER报文和DHCPACK报文。
DHCP服务器封装所述DHCP应答报文，根据所述DHCP应答报文的flag域是否置位判断是广播报文还是单播报文给所述客户端，如果flag域置位则广播所述报文，则所述DHCP应答报文的目的MAC是广播地址；如果flag域未置位则单播所述报文。则所述DHCP应答报文目的MAC是chaddr中的MAC。
通过使用本申请的技术方案，实现了在“WLAN Client Bridge”场景中，挂接在WLAN Client Bridge上的无线终端都能通过DHCP正确申请到IP地址，同时，因DHCP报文的chaddr（Client Hardware Addr）与报文的以太头源MAC一致，可以通过针对此进行的安全检查，实现了无线网络中的安全；“WLAN Client Bridge”不需要记录下挂无线终端的任何信息，节约了设备的存储资源，提升了无线网桥的处理性能。
附图说明
图1是本申请应用场景图。
图2是802.114地址格式图。
图3是802.113地址格式图。
图4是DHCP报文格式图。
图5是本申请提供一种无线网桥结构示意图。
图6是本申请提供一种DHCP地址分配方法流程图。
图7是本申请提供的一种DHCP服务器结构示意图。
图8是本申请提供的又一种DHCP地址分配方法流程图。
具体实施方式
本申请提供一种无线网桥，用于包括DHCP服务器的无线网络中，如图5所示，所述无线网桥包括：处理模块和转换模块，所述处理模块用于接收客户端发送的DHCP报文，将所述DHCP报文中的chaddr域修改为无线网桥的Radio MAC，同时在所述DHCP报文中添加新option，code为A，length为6，内容为MAC地址为所述客户端的MAC地址，其中，所述DHCP报文包括DHCP DISCOVER消息和DHCP REQUEST消息；所述转换模块，用于将所述DHCP报文转换成802.113地址格式的报文发往AP，其中地址1为AP的radio MAC，地址2为无线网桥的radioMAC，地址3为目的MAC，目的地址为广播地址；所述转换模块还进一步用于将收到的DHCP应答报文由802.11格式转换为802.3格式的报文，其中源MAC是DHCP服务器的MAC，如果广播标志位置位，则将目的MAC设置为广播地址，然后在子网内广播发送该DHCP应答报文；如果是广播标志位未置位，所述无线网桥使用Option A中的携带的MAC地址作为目的MAC，将报文转发给客户端，其中，所述DHCP应答报文为DHCP OFFER报文和DHCPACK报文。
如图4所示，在DHCP报文格式中有option字段，这个字段最多可以包含255个option，每个option由code、length和data组成。Code从1~255，其中，code为1的option通常称为option 1。在所有的option中有部分已经使用了，可以称为知名option；还有部分option是没有使用的，本专利就是利用没有使用的option，code可以是任意的没有使用的code，统一同A来标识。
本申请提供一种DHCP地址分配方法，用于无线网络中，如图6所示，所述方法包括：
步骤A无线网桥接收客户端发送的DHCP报文，将所述DHCP报文中的chaddr域修改为无线网桥的Radio MAC，同时在所述DHCP报文中添加新option，code为A，length为6，内容为MAC地址为所述客户端的MAC地址，其中，所述DHCP报文包括DHCP DISCOVER消息和DHCPREQUEST消息，此步骤由处理模块执行。
本申请的所有实例均已以图1所示场景为例做说明，假如客户端的MAC是1-1-1，无线网桥的radio MAC是2-2-2。
如果客户端PC1广播发送DHCP DISCOVER报文，DHCP报文的chaddr填充的是自身MAC1-1-1，以太源MAC是1-1-1，无线网桥收到报文后，将DHCP DISCOVER报文的chaddr域修改为无线网桥的Radio MAC，同时在DHCP DISCOVER报文中添加option，code为A，length为6，内容为MAC地址1-1-1。
如果客户端PC1广播发送DHCP REQUEST报文，DHCP报文的chaddr填充的是自身MAC1-1-1，以太源MAC是1-1-1，无线网桥收到报文后，将DHCP REQUEST报文的chaddr域修改为无线网桥的Radio MAC，同时在DHCP REQUEST报文中添加option，code为A，length为6，内容为MAC地址1-1-1。
修改DHCP报文的chaddr为无线网桥的MAC的目的有两个：1.在上行交换机出于安全性考虑，会检查DHCP报文的MAC合法性，只有chaddr中的MAC与以太头源MAC一致才认为是合法DHCP报文；2.在DHCP服务器和安全配合的应用中，DHCP服务器是根据DHCP报文的chaddr域作为客户端的安全MAC的，所以必须使用无线网桥的radio MAC作为安全MAC。
步骤B无线网桥将所述DHCP报文转换成802.113地址格式的报文发往AP，其中地址1为AP的radio MAC，地址2为无线网桥的radio MAC 2-2-2，地址3为目的MAC。
在图1的场景中，无线网桥将所述DHCP报文转换成802.113地址格式的报文，其中地址1为AP的radio MAC，地址2为无线网桥的radio MAC2-2-2，地址3为目的MAC，封装完后报文发往AP。
AP收到报文后将802.11地址格式的报文转换为802.3格式报文，其中地址2为源MAC，地址3为目的MAC，经过有线链路把报文发往DHCP服务器；DHCP服务器收到报文后，给客户端分配IP地址，DHCP服务器要判断是否携带了OptionA，使用OptionA作为客户端唯一标志进行地址的分配，并将OptionA的内容复制到DHCP报文2（DHCP OFFER）和消息4（DHCPACK）中。DHCP服务器在封装DHCP应答报文时，根据DHCP DISCOVER或DHCP REQUEST中的flag域是否置位判断是广播报文还是单播报文给所述客户端，如果flag域置位则广播所述报文，目的MAC是FFFF-FFFF-FFFF；如果flag域未置位则单播所述报文，目的MAC是chaddr中的MAC，即无线网桥的radio MAC。
AP收到报文后，将802.3地址格式的报文转换为802.11格式报文，如果是广播报文，地址1是FFFF-FFFF-FFFF，如果是单播报文，是无线网桥的radio MAC；地址2是AP的radio MAC，地址3是DHCP服务器的MAC，封装后发送给无线网桥。
步骤C无线网桥将收到的DHCP应答报文由802.11格式转换为802.3格式的报文，其中源MAC是DHCP服务器的MAC，如果广播标志位置位，则将目的MAC设置为FFFF-FFFF-FFFF，然后在子网内广播发送该DHCP应答报文；如果是广播标志位未置位，所述无线网桥使用Option A中的携带的MAC地址作为目的MAC，将报文转发给客户端，其中，所述DHCP应答报文为DHCP OFFER报文和DHCPACK报文。
无线网桥收报文后，将802.11地址格式的报文转换为802.3格式报文，其中源MAC是DHCP服务器的MAC，如果是广播报文，则将目的MAC设置为FFFF-FFFF-FFFF，然后在子网内广播发送该报文；如果是单播报文，无线网桥使用Option A的MAC作为目的MAC；将报文单播给客户端。
基于同样的发明思想，本申请还提供一种DHCP服务器，用于无线网络中进行DHCP地址分配，如图7所示，所述DHCP服务器包括处理模块、解析模块和转换模块，所述处理模块，接收客户端的DHCP报文，判断所述DHCP报文是否携带有客户端MAC地址的新option，如果有，则使用新option中的MAC地址作为客户端唯一标识进行地址分配，其中，所述DHCP报文是DHCP DISCOVER报文和DHCP REQUEST报文，所述DHCP报文的chaddr域是无线网桥的Radio MAC；所述解析模块，用于获取新option中的MAC地址，将将其复制到发送给所述客户端的应答报文中的新option中，其中，所述DHCP应答报文为DHCP OFFER报文和DHCPACK报文；所述转换模块用于封装所述DHCP应答报文，根据DHCP DISCOVER或DHCP REQUEST中的flag域是否置位判断是广播报文还是单播报文给所述客户端，如果flag域置位则广播所述报文，则所述DHCP应答报文的目的MAC是FFFF-FFFF-FFFF；如果flag域未置位则单播所述报文，则所述DHCP应答报文目的MAC是chaddr中的MAC，即无线网桥的radio MAC。
本申请还提供一种DHCP地址分配方法，如图8所示，用于无线网络中进行DHCP地址分配，所述方法包括：
步骤I DHCP服务器接收客户端的DHCP报文，判断是否携带有客户端MAC地址的新option，如果有，则使用新option中的MAC地址作为客户端唯一标识进行地址分配，其中，所述DHCP报文是DHCP DISCOVER报文和DHCP REQUEST报文，所述DHCP报文的chaddr域是无线网桥的RadioMAC。此步骤由所述处理模块执行。
在图1所示的场景中，如果客户端PC1广播发送DHCP DISCOVER报文，DHCP报文的chaddr填充的是自身MAC1-1-1，以太源MAC是1-1-1，无线网桥收到报文后，将DHCPDISCOVER报文的chaddr域修改为无线网桥的Radio MAC，同时在DHCP DISCOVER报文中添加option，code为A，length为6，内容为MAC地址1-1-1。如果客户端PC1广播发送DHCPREQUEST报文，DHCP报文的chaddr填充的是自身MAC1-1-1，以太源MAC是1-1-1，无线网桥收到报文后，将DHCP REQUEST报文的chaddr域修改为无线网桥的Radio MAC，同时在DHCP REQUEST报文中添加option，code为A，length为6，内容为MAC地址1-1-1。无线网桥将所述DHCP报文转换为802.113地址格式的报文，其中地址1为AP的radio MAC，地址2为无线网桥的radio MAC2-2-2，地址3为目的MAC，封装完后报文发往AP。AP收到报文后将802.11地址格式的报文转换为802.3格式报文，其中地址2为源MAC，地址3为目的MAC，经过有线链路把报文发往DHCP服务器。
步骤II DHCP服务器获取收到的DHCP报文携带的新option中的MAC地址，将将其复制到发送给所述客户端的应答报文中的新option中，其中，所述DHCP应答报文为DHCPOFFER报文和DHCPACK报文。此步骤由所述解析模块执行。
DHCP服务器收到报文后，给客户端分配IP地址，DHCP服务器要判断是否携带了OptionA，如果不携带Option61，但是有OptionA，则使用OptionA作为客户端唯一标志进行地址的分配，并将OptionA的内容复制到DHCPOFFER报文和DHCP ACK报文中。
步骤III DHCP服务器封装DHCP应答报文给客户端，根据接收到的DHCP DISCOVER或DHCP REQUEST中的flag域是否置位判断是广播报文还是单播报文给所述客户端，如果flag域置位则广播所述报文，目的MAC是FFFF-FFFF-FFFF；如果flag域未置位则单播所述报文，目的MAC是chaddr中的MAC，即无线网桥的radio MAC。此步骤由转换模块执行。
AP收到DHCP服务器发送给客户端的DHCP应答报文后，将802.3地址格式的报文转换为802.11格式报文，如果是广播报文，地址1是广播地址FFFF-FFFF-FFFF，如果是单播报文，是无线网桥的radio MAC；地址2是AP的radio MAC，地址3是DHCP服务器的MAC，封装后发送给无线网桥。无线网桥收所述DHCP应答报文后，将802.11地址格式的报文转换为802.3格式报文，其中源MAC是DHCP服务器的MAC，如果是广播报文，则将目的MAC设置为FFFF-FFFF-FFFF，然后在子网内广播发送该报文；如果是单播报文，无线网桥使用Option A的MAC作为目的MAC；将报文单播给客户端。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种无线网桥，用于包括DHCP服务器的无线网络中，所述无线网桥包括处理模块和转换模块，其特征在于，
所述处理模块，用于接收客户端发送的DHCP报文，将所述DHCP报文中的chaddr域修改为无线网桥的Radio MAC，并在所述DHCP报文中添加新的option，该新的option包括所述客户端的MAC地址，供DHCP服务器根据该新的option中的MAC地址进行地址分配；
所述转换模块，用于将所述DHCP报文转换成802.11 3地址格式的报文发往AP并转发给DHCP服务器，其中地址1为AP的Radio MAC，地址2为无线网桥的Radio MAC，地址3为目的MAC地址；
其中，所述DHCP报文包括DHCP DISCOVER报文和DHCP REQUEST报文。
2.如权利要求1所述的无线网桥，其特征在于，所述转换模块还进一步用于将收到的DHCP应答报文由802.11格式转换为802.3格式的报文，其中源MAC是DHCP服务器的MAC，如果广播标志位置位，则将目的MAC设置为广播地址，然后在子网内广播发送该DHCP应答报文；如果是广播标志位未置位，所述无线网桥使用新option中的携带的MAC地址作为目的MAC，将报文转发给客户端，其中，所述DHCP应答报文为DHCP OFFER报文和DHCPACK报文。
3.如权利要求1所述的无线网桥，其特征在于，所述DHCP报文经转换后的802.11 3地址格式报文的目的MAC地址为广播地址。
4.一种DHCP地址分配方法，用于无线网络中，其特征在于，所述方法包括：
无线网桥接收客户端发送的DHCP报文，将所述DHCP报文中的chaddr域修改为无线网桥的Radio MAC，并在所述DHCP报文中添加新option，内容为所述客户端的MAC地址，供DHCP服务器根据新option中的MAC地址进行地址分配；
无线网桥将所述DHCP报文转换成802.11 3地址格式的报文发往AP并转发给DHCP服务器，其中地址1为AP的Radio MAC，地址2为无线网桥的Radio MAC，地址3为目的MAC；
其中，所述DHCP报文包括DHCP DISCOVER消息和DHCP REQUEST消息。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
无线网桥将收到的DHCP应答报文由802.11格式转换为802.3格式的报文，其中源MAC是DHCP服务器的MAC，如果广播标志位置位，则将目的MAC设置为广播地址，然后在子网内广播发送该DHCP应答报文；如果是广播标志位未置位，所述无线网桥使用新option中的携带的MAC地址作为目的MAC，将报文转发给客户端，其中，所述DHCP应答报文为DHCP OFFER报文和DHCPACK报文。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述DHCP报文经转化为所述802.11 3地址格式报文的目的MAC为广播地址。
7.一种DHCP服务器，用于无线网络中进行DHCP地址分配，其特征在于，所述DHCP服务器包括处理模块和解析模块，
所述处理模块，接收客户端的DHCP报文，判断是否携带有客户端MAC地址的新option，如果有，则使用新option中的MAC地址作为客户端唯一标识进行地址分配，其中，所述DHCP报文是DHCP DISCOVER报文或DHCP REQUEST报文，所述DHCP报文的chaddr域是无线网桥的Radio MAC；
所述解析模块，用于获取新option中的客户端MAC地址，将其复制到发送给所述客户端的应答报文中的新option中并发给对应的客户端，其中，所述DHCP应答报文为DHCP OFFER报文和DHCPACK报文。
8.如权利要求7所述的服务器，其特征在于，所述服务器进一步包括转换模块，用于封装所述DHCP应答报文，根据所述DHCP应答报文的flag域是否置位判断是广播报文还是单播报文给所述客户端，如果flag域置位则广播所述报文，则所述DHCP应答报文的目的MAC是广播地址；如果flag域未置位则单播所述报文，则所述DHCP应答报文目的MAC是chaddr中的MAC。
9.一种DHCP地址分配方法，用于无线网络中，其特征在于，
DHCP服务器接收客户端的DHCP报文，判断是否携带有客户端MAC地址的新option，如果有，则使用新option中的MAC地址作为客户端唯一标识进行地址分配，其中，所述DHCP报文是DHCP DISCOVER报文和DHCP REQUEST报文，所述DHCP报文的chaddr域是无线网桥的RadioMAC；
DHCP服务器获取所述DHCP报文中新option中的客户端MAC地址，将其复制到发送给所述客户端的应答报文中的新option中发给对应的客户端，其中，所述DHCP应答报文为DHCPOFFER报文和DHCPACK报文。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：DHCP服务器封装所述DHCP应答报文，根据所述DHCP应答报文的flag域是否置位判断是广播报文还是单播报文给所述客户端，如果flag域置位则广播所述报文，则所述DHCP应答报文的目的MAC是广播地址；如果flag域未置位则单播所述报文，则所述DHCP应答报文目的MAC是chaddr中的MAC。
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