CN106936944A

CN106936944A - 一种检测及处理网络地址冲突的方法及装置

Info

Publication number: CN106936944A
Application number: CN201710209465.1A
Authority: CN
Inventors: 王龙波; 王黔川; 曹李军; 陈卫东
Original assignee: Suzhou Keda Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Keda Technology Co Ltd
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2017-07-07

Abstract

本发明公开一种检测及处理网络地址冲突的方法及装置，其中检测网络地址冲突的方法，用于第一终端，包括如下步骤：检测当前网络状态；判断网络状态是否发生变化；当网络状态发生变化时，向同网段内的其它第二终端发送地址解析协议请求报文，地址解析协议请求报文包含源网络地址和目标网络地址；根据第二终端的响应确定当前网络的网络地址是否发生冲突。本发明通过检测当前网络状态，在网络状态发生变化的时候，发送地址解析协议请求报文，无需时刻都发送该地址解析协议请求报文，从而降低网络负载和网络设备CPU的负载，故可以提高网络传输速度、改善检测网络地址冲突的检测精度。

Description

一种检测及处理网络地址冲突的方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通信领域，具体涉及一种检测及处理网络地址冲突的方法及装置。

背景技术

随着网络技术的快速发展，在人们的日常生活中网络应用已经越来越普及。目前网络中有各种各样的网络设备，虽然该网络设备的运行操作系统不同，但TCP/IP协议都作为因特网上所有网络设备间的共同基本协议，允许各网络设备间相互通讯。如IP地址为网络上的每台主机标记了唯一地址，如果一台主机其具有的IP地址不唯一，将会导致该主机无法正常访问网络，所以如果出现IP地址或MAC地址冲突，会造成网络内的数据丢失。为保证局域网能正常通讯，需要一个快速的检测方法定位这种冲突，给用户提示。

目前现有技术中检测网络地址冲突的方法，一般通过收发地址解析协议(ARP)报文的方法解决局域网络中的IP或MAC地址冲突的问题。在局域网中，当发送端有数据要发送给接收端时，必须获取接收端的IP地址和MAC地址。如设备A在网络中发送地址解析协议(ARP)请求报文，网络中的其它设备接收该地址解析协议(ARP)请求报文，进行解析，网络中的设备B接收该地址解析协议(ARP)请求报文，确认地址解析协议(ARP)请求报文的目标地址是否为自身IP或MAC，然后回复应答消息给设备A，设备A从而得知当前网络是否存在冲突。如中国专利文献CN103188354A中公开了一种节点地址冲突的检测方法及装置，该方法第二网络节点周期性的广播以自身每个MAC地址和IP地址为源地址的各地址解析协议(ARP)报文，且第二网络节点不同时广播所有的地址解析协议(ARP)报文，第一网络节点接收地址解析协议(ARP)报文，并判断该地址解析协议(ARP)报文的源地址是否与第一网络节点自身的地址冲突，若冲突，则向网管服务器上报携带该地址解析协议(ARP)报文的源地址的地址冲突信息。目前现有技术中的网络设备都采取定时发送地址解析协议(ARP)报文，无论网络处于何种状态，设备A都向设备B发送地址解析协议(ARP)报文，不但增加地址解析协议(ARP)报文数量，而且当使用多个网络设备进行通讯时，显然不间断发送报文，增加了网络负载和网络设备CPU负载，故降低了网络传输速度，使网络设备的CPU处理有效数据的能力降低，影响网络传输质量和检测网络地址冲突的精度。

发明内容

因此，本发明实施例要解决的技术问题在于现有技术中检测网络地址冲突的方法一般通过定时发送地址解析协议报文，因定时发送大量的报文，造成网络设备CPU负载增加，同时影响检测网络地址冲突的检测精度。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：

本发明实施例提供一种检测网络地址冲突的方法，用于第一终端，包括如下步骤：

检测当前网络状态；判断所述网络状态是否发生变化；当所述网络状态发生变化时，向同网段内的其它第二终端发送地址解析协议请求报文，所述地址解析协议请求报文包含源网络地址和目标网络地址；根据所述第二终端的响应确定所述当前网络的网络地址是否发生冲突。

所述检测网络地址冲突的方法，还包括：通过广播报文提示所述当前网络处于冲突状态。

所述检测网络地址冲突的方法，所述发生变化包括：设备重新启动、网络连接改变、网络地址改变中的一种或几种。

所述检测网络地址冲突的方法，所述网络地址包括：IP地址和MAC地址。

本发明实施例提供一种处理网络地址冲突的方法，包括：

接收所述第一终端发送的所述地址解析协议请求报文；判断所述地址解析协议请求报文中的目标网络地址是否为自身网络地址；当所述目标网络地址为自身网络地址时，即当前网络发生冲突，向所述第一终端发送地址解析协议应答报文；当所述目标网络地址不为自身网络地址时，丢弃所述地址解析请求报文后不返回任何应答消息。

本发明实施例提供一种检测网络地址冲突的装置，用于第一终端，包括：检测模块，用于检测当前网络状态；第一判断模块，用于判断所述网络状态是否发生变化；第一发送模块，用于当所述网络状态发生变化时，向同网段内的其它第二终端发送地址解析协议请求报文，所述地址解析协议请求报文包含源网络地址和目标网络地址；确定模块，用于根据所述第二终端的响应确定所述当前网络的网络地址是否发生冲突。

所述检测网络地址冲突的装置，还包括：提示模块，用于通过广播报文提示所述当前网络处于冲突状态。

所述检测网络地址冲突的装置，所述发生变化包括：设备重新启动、网络连接改变、网络地址改变中的一种或几种。

所述检测网络地址冲突的装置，所述网络地址包括：IP地址和MAC地址。

本发明实施例提供一种处理网络地址冲突的装置，包括：接收模块，用于接收所述第一终端发送的所述地址解析协议请求报文；第二判断模块，用于判断所述地址解析协议请求报文中的目标网络地址是否为自身网络地址；第二发送模块，用于当所述目标网络地址为自身网络地址时，即当前网络发生冲突，向所述第一终端发送地址解析协议应答报文；处理模块，用于当所述目标网络地址不为自身网络地址时，丢弃所述地址解析请求报文后不返回任何应答消息。

本发明实施例技术方案，具有如下优点：

本发明提供一种检测及处理网络地址冲突的方法及装置，其中检测网络地址冲突的方法，用于第一终端，包括如下步骤：检测当前网络状态；判断网络状态是否发生变化；当网络状态发生变化时，向同网段内的其它第二终端发送地址解析协议请求报文，地址解析协议请求报文包含源网络地址和目标网络地址；根据第二终端的响应确定当前网络的网络地址是否发生冲突。本发明通过检测当前网络状态，在网络状态发生变化的时候，发送地址解析协议请求报文，无需时刻都发送该地址解析协议请求报文，从而降低网络负载和网络设备CPU的负载，故可以提高网络传输速度、改善检测网络地址冲突的检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中检测网络地址冲突的方法的流程图；

图2为本发明实施例1中处理网络地址冲突的方法的流程图；

图3为本发明实施例2中检测网络地址冲突的装置的结构框图；

图4为本发明实施例2中处理网络地址冲突的装置的结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

S1、检测当前网络状态。此处的网络状态指网络设备应用当前网络传输数据信息时，在局域网中当前网络状态包括正常运行状态和瞬时变化的状态。具体地，如计算机在工作的过程中，网络处于脱机状态，无法获取网络连接状态，网络地址丢失状态，断网状态，还有当前网络的网速传输较慢等等，以上都属于网络状态，只有获取当前网络状态后，帮助确定其是否瞬时发生网络状态变化，才可以为后续检测网络地址冲突发送地址解析协议请求报文做准备。

具体地，首先，说明上述地址解析协议，简称ARP，指获取物理地址的一个TCP/IP协议。某节点IP地址的地址解析协议(ARP)请求报文被广播到网络上后，这个节点会收到确认其物理地址的应答。如在局域网中，当主机或其它网络设备有数据要发送给另一个主机或设备时，它必须知道对方的网络层地址，但是仅仅有IP地址是不够的，因为IP数据报文必须封装成帧才能通过物理网络发送，因此发送站还必须有接收站的MAC地址，所以需要一个从IP地址到物理地址的映射，地址解析协议(ARP)就是实现这个功能。

地址解析协议(ARP)对数据报文的格式进行定义：

表1为以太网的地址解析协议(ARP)请求报文或应答报文的数据包格式

作为一种可选的实现方式，本实施例中的检测网络地址冲突的方法，网络地址包括：IP地址和MAC地址。

具体地，IP地址，又称逻辑地址，IP地址独一无二，每一台网络设备用IP地址来对其唯一性进行标识，IP地址通常由32个二进制位组成，这些二进制数字被分为四个八位数组，又称四字节。如一个A类的IP地址，其网络为8位，主机为24位，(0*******，********，********，********)，*表示二进制数，若点分十进制形式的一个IP地址：(10.110.192.111)。因为网络协议通常分不同层次开发，每一层分别负责不同的通信功能，TCP/IP协议族，是一组不同层次上的多个协议的组合，而IP地址主要位于网络层，通常使用基于软件实现网络层地址—IP地址进行通信，提高灵活性。

具体地，MAC地址为媒体访问控制，或称为物理地址、硬件地址，用来定义网络设备的位置，在OSI模型中，第三层网络层负责IP地址，第二层数据链路层则负责MAC地址。因此一个主机会有一个MAC地址，而每个网络位置会有一个专属于它的IP地址，MAC地址是网卡决定的，是固定的。

本实施例通过检测IP地址和MAC地址是否冲突，避免因IP地址或MAC地址冲突，会造成网络内的数据丢失，所以需要一个快速的方法定位这种冲突，给用户提示。

S2、判断网络状态是否发生变化。通过网络状态一旦发生变化，检测当前网络地址是否发生冲突。

作为一种可选的实现方式，本实施例中的检测网络地址冲突的方法，上述网络状态发生变化，包括：设备重新启动、网络连接改变、网络地址改变中的一种或几种。

具体地，因为现有技术中的检测网络地址冲突的方法，一般在当前网络的任何情况都定时发送地址解析协议(ARP)请求报文的数据包，造成网络负载增多，影响检测当前网络地址冲突的检测精度。例如以太网中的第一网络节点和第二网络节点为例，第二网络节点向网络中的其他网络节点(包括第一网络节点)广播地址解析协议(ARP)报文，其中，网络节点在广播A地址解析协议(ARP)报文时，周期性的广播以该第二网络节点自身每个虚接口的MAC和IP地址为源地址的各地址解析协议(ARP)报文。第二网络节点在周期性地广播两个源地址不同的地址解析协议(ARP)报文时，可以在第一个周期中的第一秒广播第一个地址解析协议(ARP)报文，在第一个周期中第二秒广播第二个地址解析协议(ARP)报文，以此类推，这样对于这两个源地址不同的ARP报文来说，每个ARP报文都是周期性被广播。这种周期性地发送地址解析协议(ARP)报文，无论当前网络处于何种状态，第二网络节点一秒钟发送一个ARP报文，显然意见，大量的地址解析协议(ARP)报文在当前网络中传输，使当前网络高负载工作，不但使当前网速降低，而且使网络设备的CPU的负载增加，故也降低了网络设备CPU处理有效数据的能力。很简单的道理，如地址解析协议(ARP)的数据包长度为42个字节，如果保持对网络地址冲突的快速反应，需要保持每100ms发送一个数据包，当有1000台设备，网络内上下行运行速度分别为3Mbps，则10000设备上下行为是30Mbps；这些庞大的数据包都需要网络设备去处理，浪费其CPU的运算能力。大量的数据包内的报文信息需要网络设备处理，会降低网络检测精度。

S3、当网络状态发生变化时，向同网段内的其它第二终端发送地址解析协议请求报文，地址解析协议请求报文包含源网络地址和目标网络地址。

为了减少网络负载，网络设备只有在自己的网络状态发生改变的情况下才需要发送地址解析协议(ARP)请求报文，而不需要如同上述方式周期性发送地址解析协议(ARP)报文，在以下几种网络状态发生改变的过程发送地址解析协议(ARP)请求报文，进而提高数据传输质量，和降低网络设备CPU的负载，保证检测网络地址冲突的同时，使当前网络可以低负载运行。一般设备在启动过程、设备网卡连接状态变为up或者down状态、IP地址增加、MAC地址改变，只在上述状态才发送地址解析协议(ARP)报文的数据包，从发送和接收上都降低负载，这种改变对网络设备CPU负载和网络负载降低的效果很明显。以其中的一种变化举例，当一台计算机正在运行工作，正在使用无线网络获取数据信息，此时当前网络状态在正常运行时突然掉线，这种掉线只是暂时的网路连接发生改变，一会很快自动连接，系统准备检测网络地址是否冲突，系统检测出网络发生这种网络连接改变的状态，立马向同网段的其它第二终端发送地址解析协议(ARP)请求报文，无需频繁地定时定点发送大量的地址解析协议(ARP)请求报文，该大量的地址解析协议(ARP)请求报文不但占用网速，还增加网络负载和网络设备CPU的负载，影响网络传输速度和网络设备CPU处理有效数据的能力，降低检测网络地址冲突的精度。

S4、根据第二终端的响应确定当前网络的网络地址是否发生冲突。

如果在一个互联网络内，两个不同的主机或者设备，如果同时使用同一个IP地址时，两者会冲突，造成两者不能正常工作，所以需要检测冲突。因为IP冲突检测依赖于收发地址解析协议(ARP)报文的数据包，该数据包携带发送端IP地址和目的IP地址，MAC地址是本机地址，报文的目的MAC地址是广播地址，该功能主要用于告知同网段，IP或MAC地址冲突改变，便于其它设备维护地址解析协议(ARP)表，避免同网段IP或MAC冲突，上述的同网段指具有同一个网络号的网络。

作为一种可选的实现方式，本实施例中的检测网络地址冲突的方法，还包括：通过广播报文提示当前网络处于冲突状态。

当第一终端设备向其它第二终端设备发送地址解析协议报文后，第一终端设备根据第二终端设备的响应获知当前同网段内的网络地址是否存在冲突状况，在获取冲突后需要把当前的冲突信息告知同网段内的其它设备，可以预先设定一定的时间间隔，如间隔5S广播一次冲突信息，所以通过广播的形式发送报文给其它终端设备，不但提示当前网络发生冲突，而且这样也不会导致负载太高，降低网络设备CPU的负载。

具体地，设备在网络中发送地址解析协议(ARP)请求报文的数据包，网络中的其它设备接收这个地址解析协议(ARP)请求报文的数据包，解析。网络中的设备B接收该地址解析协议(ARP)请求报文的数据包，如果发现地址解析协议(ARP)请求报文的数据包中的目标IP为自身IP，则断定有IP冲突，回复一个地址解析协议(ARP)应答报文的数据包，设备A收到该地址解析协议(ARP)应答报文的数据包，则可断定有IP冲突情况，同理对MAC地址冲突的判断也如此。

表2为检测网络地址冲突的地址解析协议(ARP)请求报文的数据包

表3为检测网络地址冲突的地址解析协议(ARP)应答报文的数据包

上表2和表3，0xff.0xff.0xff.0xff.0xff.0xff——说明前48位都为1，表示这是一个局域网广播地址；

设备A以太网地址——数据包发送的源MAC地址；

08 06——数据包类型为地址解析协议(ARP)数据包；

00 01——这是一个以太网数据包，该例子以以太网为例；

08 00——IP协议；

6——硬件地址长度；

4——协议地址长度；

00 01——地址解析协议(ARP)请求报文；

设备A MAC地址——发送者MAC地址；

设备A IP地址——发送者的协议地址。

本发明实施例还提供一种处理网络地址冲突的方法，包括：

S21、接收第一终端发送的地址解析协议请求报文。

因为第一终端是向同网段中的其它第二网络终端发送地址解析协议请求报文，为了检测网络地址冲突，所以需要获取第一终端的请求消息。

S22、判断地址解析协议请求报文中的目标网络地址是否为自身网络地址。

具体地，例如与现有TCP/IP协议栈配合使用，先行配置实际需要配置的同网段的该网络号地址为(192.168.11.10)；地址解析协议报文(ARP)中的目标网络地址包括IP地址和MAC地址，目标IP地址为(192.168.11.10:255.0.0.0)，目标MAC地址为(0.0.0.11)，第二终端接收第一终端的地址解析协议(ARP)请求报文后，第二终端通过比较同网段(192.168.11.10)中的自身IP地址和MAC地址是否与地址解析协议(ARP)请求报文中的目标IP地址和MAC地址是否相同。

S23、当目标网络地址为自身网络地址时，即当前网络发生冲突，向第一终端发送地址解析协议应答报文。

上述步骤S22的判断中，如若目标IP地址和目标MAC地址相同则说明当前网络存在冲突。

具体地，设备A在网络中发送地址解析协议(ARP)请求报文的数据包，网络中的其他设备接收这个地址解析协议(ARP)请求报文的数据包，解析。网络中的设备B接收到地址解析协议(ARP)请求报文的数据包，如果发现请求报文的数据包中的目标IP为自身IP，则断定有IP冲突的情况，且回复一个应答报文的数据包；设备A收到该应答报文的数据包，则可断定有IP冲突情况。遇到网络地址冲突后，当然需要解决这个冲突，可以更换目标网络地址，例如，将目标IP地址更换成(192.168.11.10:255.0.0.1)，然后将生成的新IP地址(192.168.11.10:255.0.0.1)作为设备A的IP地址，重新执行上述实施例中的检测网络地址冲突的方法，直到判断出没有冲突为止。

S24、当目标网络地址不为自身网络地址时，丢弃地址解析请求报文后不返回任何应答消息。在上述步骤S22的判断中，如果B设备接收到地址解析协议(ARP)请求报文的数据包，判断地址解析协议(ARP)的数据包中的目标IP不是自身IP,则丢弃，对MAC地址的判断也如此。得知当目标网络地址不是自身网络地址时，将当前的目标网络地址丢弃，说明当前网络不存在冲突状况，所以无需回复任何应答消息，也是从接收端上降低网络负载。将上述步骤S22中的目标IP地址(192.168.11.10:255.0.0.0)，丢弃后，不需要回复设备A任何信息，由此可以看出从发送端和接收端上都降低了网络负载和网络设备的CPU负载，也增强了网络传输的速度，提高检测网络地址冲突的精度。

实施例2

本发明实施例提供一种检测网络地址冲突的装置，用于第一终端，如图3所示，包括：

检测模块31，用于检测当前网络状态；

第一判断模块32，用于判断网络状态是否发生变化；

第一发送模块33，用于当网络状态发生变化时，向同网段内的其它第二终端发送地址解析协议请求报文，地址解析协议请求报文包含源网络地址和目标网络地址；

确定模块34，用于根据第二终端的响应确定当前网络的网络地址是否发生冲突。

作为一种可选的实现方式，本实施例中的检测网络地址冲突的装置，还包括：

提示模块35，用于通过广播报文提示当前网络处于冲突状态。

作为一种可选的实现方式，本实施例中的检测网络冲突的装置，发生变化包括：设备重新启动、网络连接改变、网络地址改变中的一种或几种。

作为一种可选的实现方式，本实施例中的检测网络冲突的装置，网络地址包括：IP地址和MAC地址。

作为一种可选的实现方式，本实施例中的处理网络地址冲突的装置，该装置如图4所示，包括：

接收模块41，用于接收第一终端发送的地址解析协议请求报文；

第二判断模块42，用于判断地址解析协议请求报文中的目标网络地址是否为自身网络地址；

第二发送模块43，用于当目标网络地址为自身网络地址时，即当前网络发生冲突，向第一终端发送地址解析协议应答报文；

处理模块44，用于当目标网络地址不为自身网络地址时，丢弃地址解析请求报文后不返回任何应答消息。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种检测网络地址冲突的方法，用于第一终端，其特征在于，包括如下步骤：

检测当前网络状态；

判断所述网络状态是否发生变化；

当所述网络状态发生变化时，向同网段内的其它第二终端发送地址解析协议请求报文，所述地址解析协议请求报文包含源网络地址和目标网络地址；

根据所述第二终端的响应确定所述当前网络的网络地址是否发生冲突。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

通过广播报文提示所述当前网络处于冲突状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发生变化包括：设备重新启动、网络连接改变、网络地址改变中的一种或几种。

4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述网络地址包括：IP地址和MAC地址。

5.一种处理网络地址冲突的方法，其特征在于，包括：

接收所述第一终端发送的所述地址解析协议请求报文；

判断所述地址解析协议请求报文中的目标网络地址是否为自身网络地址；

当所述目标网络地址为自身网络地址时，即当前网络发生冲突，向所述第一终端发送地址解析协议应答报文；

当所述目标网络地址不为自身网络地址时，丢弃所述地址解析请求报文后不返回任何应答消息。

6.一种检测网络地址冲突的装置，用于第一终端，其特征在于，包括：

检测模块，用于检测当前网络状态；

第一判断模块，用于判断所述网络状态是否发生变化；

第一发送模块，用于当所述网络状态发生变化时，向同网段内的其它第二终端发送地址解析协议请求报文，所述地址解析协议请求报文包含源网络地址和目标网络地址；

确定模块，用于根据所述第二终端的响应确定所述当前网络的网络地址是否发生冲突。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

提示模块，用于通过广播报文提示所述当前网络处于冲突状态。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述发生变化包括：设备重新启动、网络连接改变、网络地址改变中的一种或几种。

9.根据权利要求6或7或8所述的装置，其特征在于，所述网络地址包括：IP地址和MAC地址。

10.一种处理网络地址冲突的装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收所述第一终端发送的所述地址解析协议请求报文；

第二判断模块，用于判断所述地址解析协议请求报文中的目标网络地址是否为自身网络地址；

第二发送模块，用于当所述目标网络地址为自身网络地址时，即当前网络发生冲突，向所述第一终端发送地址解析协议应答报文；

处理模块，用于当所述目标网络地址不为自身网络地址时，丢弃所述地址解析请求报文后不返回任何应答消息。