CN104363310A - 一种用于配置设备ip的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于配置设备IP的方法，该方法包括：设备角色判断步骤，根据待配置设备的连接状态，判断待配置设备的设备角色；IP字段确定步骤，基于待配置设备的角色，根据待配置设备的所属网段、所属节点和设备类型，确定IP字段；设备IP配置步骤，根据IP字段，生成设备IP，并将设备IP配置到待配置设备中。本方法所产生的设备IP不再具有随机性，系统中的同一类设备可以得到同一类IP地址，所配置的IP地址可以用于区分设备类型。

Description

一种用于配置设备IP的方法

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，具体地说，涉及一种用于配置设备IP的方法。

背景技术

IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，在网络中它为每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。

IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个8位二进制数(也就是4个字节)。IP地址通常用点分十进制表示成“a.b.c.d”的形式，其中，a、b、c和d都是0～255之间的十进制整数。例如，点分十进IP地址100.4.5.6，实际上是32位二进制数01100100.00000100.00000101.00000110。

车载以太网通信系统中，控制数据、多媒体数据等信息的传输，都是基于IP报文传输的。根据TCP/IP协议，任何基于IP的通信都要求设备具有唯一的IP地址，车载系统也不例外。目前一般有两种方法可保证设备IP地址的唯一性，一是手工静态配置设备的IP地址，另外一种是使用通用的DHCP协议动态的配置设备IP地址。

手工静态配置设备的IP地址的过程过于繁琐，当需要进行IP地址配置的设备的数量较多时，采用手工配置的方式显然较难实现。而虽然DHCP技术可以实现设备IP地址的自动分配，但是设备通过这种方式获得IP具有随机性且无法通过设备IP判定设备类型，从而不能控制数据流定向收发，因而不能满足车载系统的需求；

基于上述情况，亟需一种能够自动将可以用于反映设备类型的设备IP地址配置到相应设备的方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种用于配置设备IP的方法，所述方法包括：

设备角色判断步骤，根据待配置设备的连接状态，判断所述待配置设备的设备角色；

IP字段确定步骤，基于所述待配置设备的角色，根据所述待配置设备的所属网段、所属节点和设备类型，确定IP字段；

设备IP配置步骤，根据所述IP字段，生成设备IP，并将所述设备IP配置到所述待配置设备中。

根据本发明的一个实施例，所述设备角色包括独立设备、主设备和从设备，所述主设备与所述从设备通过总线连接，在所述设备角色判断步骤中，

所述待配置设备判断自身是否连接到总线上，如果没有，则判断本设备为独立设备，如果连接到总线上，则根据其在所连接总线的主从关系，判断本设备为主设备或从设备。

根据本发明的一个实施例，所述IP字段包括第一字段、第二字段和第三字段。

根据本发明的一个实施例，所述IP字段确定步骤包括：

获取待配置设备的所属网段，根据所属网段确定所述第一字段；

基于所述待配置设备的设备角色，获取所述待配置设备所属节点的节点ID，并根据所述节点ID确定所述第二字段；

获取所述待配置设备的设备类型，根据所述设备类型，确定所述待配置设备的设备类型ID，并根据所述设备类型ID确定所述第三字段。

根据本发明的一个实施例，

如果所述待配置设备为独立设备，所述待配置设备通过读取自身的相关参数获取其所属节点的节点ID；

如果所述待配置设备为主设备，所述待配置设备通过读取自身的相关参数获取其所属节点的节点ID，并将所述节点ID通过总线发送到从设备；

如果所述待配置设备为从设备，所述待配置设备将接收到的所述主设备发送来的节点ID作为其所属节点的节点ID。

根据本发明的一个实施例，

如果所述待配置设备为独立设备或主设备，其在读取相关参数的过程中判断读取时长是否超过第一预设时长，如果超过，则将所述节点ID配置为无效节点ID；

如果所述待配置设备为从设备，其在等待接收所述主设备发送节点ID的过程中判断等待时长是否超过第二预设时长，如果超过，则将所述节点ID配置为无效节点ID。

根据本发明的一个实施例，如果所述待配置设备为独立设备或主设备，其在获取到所述节点ID后判断所述节点ID是否有效，如果无效，则将所述节点ID配置为无效节点ID。

根据本发明的一个实施例，所述无效节点ID为0。

根据本发明的一个实施例，如果所述待配置设备为独立设备或主设备，其通过读取本地拨码开关的状态获取所属节点的节点ID。

根据本发明的一个实施例，在同一机箱单元内的主设备与独立设备的本地拨码开关的状态相同。

本发明所提供的用于配置设备IP的方法通过各个设备自身的IP生成器根据IP字段来生成设备IP，其中，IP字段能够反映出设备所属网段、所属机箱单元节点以及设备类型。所以相较于现有的配置设备IP的方法，本发明所提供的方法所配置的设备IP不再具有随机性，系统中的同一类设备可以得到同一类IP地址，且设备通过本方法获得的IP地址唯一，且得到的IP地址可以用于区分设备类型。

同时，相较于现有的通过网络数据保报文交互的方式来获得设备IP，由于本发明是通过配置在各个设备的内部的IP生成器来生成设备IP，所以本方法不再需要通过数据报文的交互获得，从而克服了现有方法因网络背景流量较大时IP分配可能失败的缺陷，使得配置设备IP的可靠性更高。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

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的附图做简单的介绍：

图1是根据本发明一个实施例的配置设备IP的方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的机箱单元的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的确定IP字段的流程图；

图4是根据本发明一个实施例的主设备确定第二字段的流程图；

图5是根据本发明一个实施例的从设备确定第二字段的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

现有的设备IP配置方法通常采用DHCP配置方法，这种方法能够实现设备IP地址的自动分配。待配置设备使用DHCP技术请求IP地址的过程包括如下步骤：

1)待配置设备发送DHCPDISCOVER广播包在网络上寻找DHCP服务器；

2)DHCP服务器向待配置设备发送DHCPOFFER单播数据包，包含IP地址、MAC地址、域名信息以及地址租期；

3)待配置设备发送DHCPREQUEST广播包，正式向服务器请求分配已提供的IP地址；

4)DHCP服务器向主机发送DHCPACK单播包，确认待配置设备的请求。

需要说明的是，DHCP客户端(即待配置设备)可以接收到多个DHCP服务器的DHCPOFFER数据包，所以其可能接受任何一个DHCPOFFER数据包，但客户端通常只接受收到的第一个DHCPOFFER数据包。另外，DHCP服务器DHCPOFFER中指定的地址不一定为最终分配的地址，通常情况下，DHCP服务器会保留该地址直到客户端发出正式请求。

正式请求DHCP服务器分配地址DHCPREQUEST采用广播包，这是为了让其它所有发送DHCPOFFER数据包的DHCP服务器也能够接收到该数据包，然后这些DHCP服务器释放已经预分配给客户端的IP地址。

如果发送给DHCP客户端的地址已经被其他DHCP客户端使用，客户端会向服务器发送DHCPDECLINE信息包，以拒绝接受已经分配的地址信息。

在协商过程中，如果DHCP客户端发送的REQUEST消息中的地址信息不正确，例如客户端已经迁移到新的子网或者租约已经过期，DHCP服务器会发送DHCPNAK消息给DHCP客户端，来使DHCP客户端重新发起地址请求过程。

通过上述描述可以看出，这种基于DHCP技术的设备IP配置方法存在诸多缺点，例如：设备通过DHCP服务器获得的IP地址带有随机性；无法通过设备IP地址区分设备类型，因而无法数据流的定向；IP地址的分配是通过网络数据报文的交互得到的，网络背景流量较大时IP分配可能失败等。

本发明通过对上述DHCP配置方法的原理以及缺点的研究，提供了一种新的用于配置设备IP的方法。图1示出了本实施例中所提供的设备IP配置方法的流程图，以下结合图2所示出的机箱单元的连接示意图来对本方法的目的、原理以及优先进行进一步地阐述。

如图1所示，本实施例中，首先在步骤S101中获取待配置设备的连接状态，并根据设备的连接状态判断待配置设备的设备角色。

以图2所示出的机箱单元的连接示意图为例，车载机箱单元通常包括三种设备，即主设备、从设备和独立设别。其中，主设备和从设备挂载在同一条总线上，独立设备不挂载在上述总线上。一个车载系统可以包含多个机箱单元，而一个机箱单元可以包含一个主设备和多个从设备，也可以包括若干独立设备，例如图2示出的机箱单元包括主设备101、从设备102a、从设备102b、…、从设备102n和独立设备103。

对于待配置设备，其在判断自身的设备角色时，会通过总线连接状态来确定出自身的设备角色。例如，如果待配置设备判断自身没有连接到总线上，则可以判断出该设备为独立设备，如果待配置设备连接到了总线上，则可以根据其在该中线中的主从关系来确定该设备为主设备还是从设备。

由此，待配置设备便通过其自身的连接状态判断出其自身的设备角色。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，还可以基于设备的连接状态，通过其他合理方式来确定设备角色，本发明不限于此。

再次如图1所示，待配置设备在判断出其自身的设备角色后，在步骤S102中基于该设备角色，会根据设备的所属网段、所属节点和设备类型，确定出IP字段。本实施例中，IP字段包括三个字段，即第一字段、第二字段和第三字段，其中，这三个字段的比特位位数之和为32。其中，第一字段的掩码长度为19比特位，其能够表征设备所在的网段；第二字段的长度为5比特位，其能够表征设备所在机箱的机箱节点；第三字段的长度为8比特位，其能够表征设备的设备类型。本实施例中，第二字段的最小值表示节点ID无效，同时，第三字段的最小值无效，第三字段的最大值作为保留值不用于表征设备类型。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，根据实际需要，第一字段、第二字段和第三字段的长度还可以为其他合理值，此外，IP字段还可以包括其他合理的字段，以表征其他相应的信息，本发明不限于此。

在步骤S103中，待配置设备根据步骤S102中确定的IP字段便生成设备IP，并将该设备IP配置到自身的相关参数中。

本实施例中，待配置设备根据第一字段、第二字段和第三字段按照如下格式生成设备IP：

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，还可以基于上述三个字段，采用其他合理的方式生成设备IP，本发明不限于此。

本实施例中，待配置设备利用第一字段、第二字段和第三字段生成设备IP是通过设备内部的IP生成器完成的。相较于现有的通过网络数据保报文交互的方式来获得设备IP，本实施例所提供的方法不再需要通过数据报文的交互获得，从而克服了现有方法因网络背景流量较大时IP分配可能失败的缺陷，使得配置设备IP的可靠性更高。

图3示出了本实施例中确定这三个IP字段的具体流程图。

如图3所示，本实施例中，待配置设备在确定IP字段时，首先在步骤S301中获取该设备的所属网段，并根据所属网段确定出第一字段。本实施例中，待配置设备所在的机箱单元是配置在车载以太网通信相同中的，机箱单元中各个设备的所属网段均已预先配置完成。所以待配置设备通过读取其自身的相关配置参数，即可得到所述网段，从而确定出第一字段。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，还可以利用设备的所属网段，通过其他合理方式确定第一字段，本发明不限于此。

在步骤S302中，待配置设备根据设备角色，获取设备所属节点的节点ID，并根据该节点ID确定出第二字段。本实施例中，待配置设备为机箱单元中的设备，所以其所述节点的节点ID即为待配置设备所在机箱单元的节点ID。

本实施例中，如果待配置设备为独立设备，该待配置设备可以通过读取自身的相关参数获取其所属节点的节点ID。如果待配置设备为主设备，待配置设备也可以通过读取自身的相关参数获取其所属节点的节点ID，作为主设备，其还需要将节点ID通过总线发送到从设备。如果待配置设备为从设备，待配置设备则可以通过总线接收该总线中主设备发送的节点ID，并将该接收到的节点ID作为其所属节点的节点ID。

在步骤S303中，待配置设备获取其自身的设备类型，并根据设备类型得到设备类型ID，进而根据设备类型ID确定出第三字段。本实施例中，由于待配置设备设置在车载以太网通信系统中的某一机箱单元中，而对于以太网通信系统中的各个机箱单元来说，每个机箱单元中各个设备的设备类型不会相同，所以对于机箱单元中的不同设备，其设备类型ID也就不同，根据设备类型ID确定出的第三字段同样也就不相同。

从上述描述中可以看出，本实施例中，当其他设备获取到该待配置设备的设备IP后，可以利用设备IP中的第一字段来确定该配置的所属网段，可以利用第二字段来确定该配置设备的所述机箱单元，还可以利用第三字段确定该设备的设备类型。

相较于现有的基于DHCP技术的设备IP配置方法，本实施例所提供的方法所配置的设备IP不再具有随机性，该设备IP是有待配置设备的所属网段、所属节点以及设别类型确定的，所以根据设备的IP便可以确定出设备的设备类型，从而实现数据流的定向。

图4示出了本实施例中确定第二字段的具体流程图。

如图4所示，本实施例中，待配置设备判断出自身的设备角色为主设备后，该待配置设备在确定第二字段时，首先在步骤S401中读取本地拨码开关的状态，随后在步骤S402中根据本地拨码开关的状态获取该设备所属节点的节点ID。

本实施例中，由于第二字段的长度为5比特位，所以主设备的本地拨码开关至少有5个拨码。由此，通过读取与机箱节点ID相对应的拨码的数值，即可以确定出机箱节点ID，从而确定出第二字段。

在获取节点ID的过程中，待配置设备还会在步骤S403中判断在预设时长内是否获取到节点ID。如果在预设时长内没有获取到节点ID，此时待配置设备会在步骤S406中将无效节点ID作为该设备所属节点的节点ID。而如果在预设时长内获取到节点ID，本实施例中，为了确保得到正确、可靠的第二字段，此时待配置设备会在步骤S404中进一步判断节点ID是否有效，如果节点ID无效，待配置设备将执行步骤S406，将无效节点ID作为该设备所属节点的节点ID。本实施例中，无效节点ID为0，当然，在本方发明的其他实施例中，无效节点ID还可以采用其他合理数值表示，本发明不限于此。

需要说明的是，本实施例所提供的方法在确定第二字段时既判断获取节点ID的时长是否超时，同时还判断获取到的节点ID是否有效，这是为了得到更为可靠的第二字段，在本发明的其他实施例中，还可以仅判断获取节点ID的时长是否超时或仅判断获取到的节点ID是否有效，本发明不限于此。

由于从设备的节点ID是从设备所接总线上的主设备确定的道的，所以本实施例中，主设备在获取到节点ID后，还会在步骤S405中将获取到的节点ID通过总线发送给从设备。

作为主设备的待配置设备在获取到节点ID后，最后会在步骤S407中根据获取到的节点ID确定出第二字段。

与作为主设备相类似，作为独立设备的待配置设备也会采用如图4所示的方法来确定第二字段。但是，由于独立设备没有连接到总线上，所以独立设备在确定第二字段的过程也就不需要步骤S405中向从设备发送节点ID的过程。

图5示出了作为从设备的待配置设备确定第二字段的具体流程图。

如图5所示，作为从设备的待配置设备在确定第二字段的过程中，首先在步骤S501中等待主设备传递节点ID，并在步骤S502中判断是否在预设接收时长内得到主设备发送来的节点ID。待配置设备如果在预设时长内没有接收到节点ID，此时待配置设备将在步骤S503中将节点ID设置为无效节点ID，随后执行步骤S504。待配置设备如果在预设时长内接收到节点ID，此时待配置设备将执行步骤S504。

在步骤S504中，待配置设备根据节点ID确定出第二字段。

从上述描述中可以看出，本发明所提供的用于配置设备IP的方法通过各个设备自身的IP生成器根据IP字段来生成设备IP，其中，IP字段能够反映出设备所属网段、所属机箱单元节点以及设备类型。所以相较于现有的配置设备IP的方法，本发明所提供的方法所配置的设备IP不再具有随机性，系统中的同一类设备可以得到同一类IP地址，且设备通过本方法获得的IP地址唯一，且得到的IP地址可以用于区分设备类型。

同时，相较于现有的通过网络数据保报文交互的方式来获得设备IP，由于本发明是通过配置在各个设备的内部的IP生成器来生成设备IP，所以本方法不再需要通过数据报文的交互获得，从而克服了现有方法因网络背景流量较大时IP分配可能失败的缺陷，使得配置设备IP的可靠性更高。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

为了方便，在此使用的多个项目、结构单元、组成单元和/或材料可出现在共同列表中。然而，这些列表应解释为该列表中的每个元素分别识别为单独唯一的成员。因此，在没有反面说明的情况下，该列表中没有一个成员可仅基于它们出现在共同列表中便被解释为相同列表的任何其它成员的实际等同物。另外，在此还可以连同针对各元件的替代一起来参照本发明的各种实施例和示例。应当理解的是，这些实施例、示例和替代并不解释为彼此的等同物，而被认为是本发明的单独自主的代表。

此外，所描述的特征、结构或特性可以任何其他合适的方式结合到一个或多个实施例中。然而，相关领域的技术人员将明白，本发明无需上述一个或多个具体的细节便可实现，或者也可采用其它方法、组件、材料等实现。在其它示例中，周知的结构、材料或操作并未详细示出或描述以免模糊本发明的各个方面。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (10)

1.一种用于配置设备IP的方法，其特征在于，所述方法包括：

设备角色判断步骤，根据待配置设备的连接状态，判断所述待配置设备的设备角色；

IP字段确定步骤，基于所述待配置设备的角色，根据所述待配置设备的所属网段、所属节点和设备类型，确定IP字段；

设备IP配置步骤，根据所述IP字段，生成设备IP，并将所述设备IP配置到所述待配置设备中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备角色包括独立设备、主设备和从设备，所述主设备与所述从设备通过总线连接，在所述设备角色判断步骤中，

所述待配置设备判断自身是否连接到总线上，如果没有，则判断本设备为独立设备，如果连接到总线上，则根据其在所连接总线的主从关系，判断本设备为主设备或从设备。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述IP字段包括第一字段、第二字段和第三字段。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述IP字段确定步骤包括：

获取待配置设备的所属网段，根据所属网段确定所述第一字段；

基于所述待配置设备的设备角色，获取所述待配置设备所属节点的节点ID，并根据所述节点ID确定所述第二字段；

获取所述待配置设备的设备类型，根据所述设备类型，确定所述待配置设备的设备类型ID，并根据所述设备类型ID确定所述第三字段。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

如果所述待配置设备为独立设备，所述待配置设备通过读取自身的相关参数获取其所属节点的节点ID；

如果所述待配置设备为主设备，所述待配置设备通过读取自身的相关参数获取其所属节点的节点ID，并将所述节点ID通过总线发送到从设备；

如果所述待配置设备为从设备，所述待配置设备将接收到的所述主设备发送来的节点ID作为其所属节点的节点ID。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，

如果所述待配置设备为独立设备或主设备，其在读取相关参数的过程中判断读取时长是否超过第一预设时长，如果超过，则将所述节点ID配置为无效节点ID；

如果所述待配置设备为从设备，其在等待接收所述主设备发送节点ID的过程中判断等待时长是否超过第二预设时长，如果超过，则将所述节点ID配置为无效节点ID。

7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，

如果所述待配置设备为独立设备或主设备，其在获取到所述节点ID后判断所述节点ID是否有效，如果无效，则将所述节点ID配置为无效节点ID。

8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述无效节点ID为0。

9.如权利要求6～8中任一项所述的方法，其特征在于，

如果所述待配置设备为独立设备或主设备，其通过读取本地拨码开关的状态获取所属节点的节点ID。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在同一机箱单元内的主设备与独立设备的本地拨码开关的状态相同。