CN107819887A - 网段冲突的检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种网段冲突的检测方法及装置，其中，所述方法包括：在通信设备保存的IP地址中查找与待检测的IP地址比特匹配度最高的IP地址，判断待检测的IP地址与匹配度最高的IP地址是否存在网段冲突，根据判断结果判定所述待检测的IP地址与所述通信设备保存的IP地址是否存在网段冲突，解决了相关技术中，网段冲突检测的时间与设备保存的IP地址总数成线性关系，IP地址越多检测耗时越久的问题，大大降低了网段冲突检测的时间复杂度，有效提高了检测效率。

Description

网段冲突的检测方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种网段冲突的检测方法及装置。

背景技术

IP(Internet Protocol，互联网协议)地址是一个32位的二进制数，由网络ID和主机ID两部份组成。前半部分为网络ID，用来标识计算机所处的网段，后半部分为主机ID，用来标识计算机在网段中的位置。IP地址通常用4组3位十进制数表示，中间用“.”分隔，每组的3位十进制数相当于8位二进制数，比如：IP地址192.168.23.35，相当于11000000.10101000.00010111.00100011。

子网掩码与二进制IP地址相同，是一个32位的二进制数，由1和0组成，且1和0分别连续。

子网掩码长度，为子网掩码连续1的个数。比如：子网掩码：255.255.0.0，相当于11111111.11111111.00000000.00000000子网掩码长度：16。

网络ID由IP地址与子网掩码进行“与”运算获得，即将IP地址中表示主机ID的部份全部变为0，表示网络ID的部份保持不变。比如：IP地址：192.168.23.35，子网掩码：255.255.0.0，则网络ID为：192.168.0.0。

以路由器为例，端口配置IP地址并且网络连接up后，就会生成分别以该IP地址所在网段和该IP地址为目的地址的两条路由。如果同时有两个端口配的IP地址在同一个网段，则会在路由表中形成到同一个网段两个不同的直连路由，这在网络协议中是不允许的。所以，同一台路由器设备各端口，不能配置同一个网段的IP地址。

判断两个IP地址是否在同网段，目前通用的方法是：当A、B两个IP地址，子网掩码长度分别为m和n，取m和n中的较小值对应的子网掩码并取值为K，如果(A&K)＝＝(B&K)，则A、B两地址网段冲突，反之则不冲突。举例说明：IP地址A：192.168.23.35，子网掩码：255.255.0.0，子网掩码长度为16；IP地址B：192.168.25.40，子网掩码：255.255.255.0，子网掩码长度为24，则取长度较小值的子网掩码为K：255.255.0.0。

(A&K)＝＝(192.168.23.35&255.255.0.0)＝＝192.168.0.0，

(B&K)＝＝(192.168.25.40&255.255.0.0)＝＝192.168.0.0。

即(A&K)＝＝(B&K)，A、B两个地址网段冲突。

如果A地址的子网掩码改为：255.255.255.0，子网掩码长度为24，则

(A&K)＝＝(192.168.23.35&255.255.255.0)＝＝192.168.23.0，

(B&K)＝＝(192.168.25.40&255.255.255.0)＝＝192.168.25.0。

即(A&K)≠(B&K)，A、B两地址网段不冲突。可见，地址网段是否冲突，由IP地址和子网掩码共同决定。

设备在堆端口IP地址的网段冲突检测时，一般需要遍历设备上所有IP地址，逐一和当前地址进行比较，判断是否网段冲突，这种方法的时间复杂度为O(n)，即与设备保存的IP地址数量n成线性关系，IP地址数量越多，则检测耗时越久。

针对相关技术中，网段冲突检测的时间与设备保存的IP地址总数成线性关系，即IP地址越多检测耗时越久的问题，目前尚未提出有效的解决办法。

发明内容

本发明实施例提供了一种网段冲突的检测方法及装置，以至少解决相关技术中网段冲突检测的时间与设备保存的IP地址总数成线性关系，即IP地址越多检测耗时越久的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种网段冲突的检测方法，包括：

在通信设备保存的互联网协议IP地址中，查找与待检测的IP地址的比特匹配度最高的IP地址；

判断所述匹配度最高的IP地址与所述待检测的IP地址是否存在网段冲突；

根据判断结果判定所述待检测的IP地址与所述通信设备保存的IP地址是否存在网段冲突。

可选地，查找与待检测的IP地址的比特匹配度最高的IP地址，包括：

采用指定算法查找与待检测的IP地址的比特匹配度最高的IP地址。

可选地，所述指定算法包括：平衡多路查找树B-tree算法。

可选地，根据判断结果判定所述待检测的IP地址与所述通信设备的IP地址是否存在网段冲突，包括：

当所述判断结果指示所述匹配度最高的IP地址与所述待检测的IP地址存在网段冲突时，判定所述待检测的IP地址与所述通信设备保存的IP地址存在网段冲突；

当所述判断结果指示所述匹配度最高的IP地址与所述待检测的IP地址未存在网段冲突时，判定所述待检测的IP地址与所述通信设备保存的IP地址不存在网段冲突。

可选地，所述方法还包括：

当判定所述待检测的IP地址与所述通信设备保存的IP地址存在网段冲突时，丢弃所述待检测的IP地址。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种网段冲突的检测装置，包括：

查找模块，用于在通信设备保存的互联网协议IP地址中，查找与待检测的IP地址的比特匹配度最高的IP地址；

判断模块，用于判断所述匹配度最高的IP地址与所述待检测的IP地址是否存在网段冲突；

判定模块，用于根据判断结果判定所述待检测的IP地址与所述通信设备保存的IP地址是否存在网段冲突。

可选地，所述查找模块，还用于采用指定算法查找与待检测的IP地址的比特匹配度最高的IP地址。

可选地，所述指定算法包括：平衡多路查找树B-tree算法。

可选地，所述判定模块，包括：

第一判定单元，用于当所述判断结果指示所述匹配度最高的IP地址与所述待检测的IP地址存在网段冲突时，判定所述待检测的IP地址与所述通信设备保存的IP地址存在网段冲突；

第二判定单元，用于当所述判断结果指示所述匹配度最高的IP地址与所述待检测的IP地址未存在网段冲突时，判定所述待检测的IP地址与所述通信设备保存的IP地址不存在网段冲突。

可选地，所述装置还包括：

丢弃模块，用于当判定所述待检测的IP地址与所述通信设备保存的IP地址存在网段冲突时，丢弃所述待检测的IP地址。

通过本发明，在通信设备保存的IP地址中查找与待检测的IP地址比特匹配度最高的IP地址，判断待检测的IP地址与匹配度最高的IP地址是否存在网段冲突，进而直接得出判定结果，解决了相关技术中，网段冲突检测的时间与设备保存的IP地址总数成线性关系，IP地址越多检测耗时越久的问题，大大降低了网段冲突检测的时间复杂度，有效提高了检测效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例1的网段冲突的检测方法的流程图；

图2是根据本发明实施例2的网段冲突的检测装置的结构框图(一)；

图3是根据本发明实施例2的网段冲突的检测装置的结构框图(二)；

图4是根据本发明实施例3的网段冲突的检测方法的流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种网段冲突的检测方法，需要说明的是，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。

图1是根据本发明实施例1的网段冲突的检测方法的流程图，如图1所示，本实施例提供了一种网段冲突的检测方法，包括以下步骤：

S102，在通信设备保存的互联网协议IP地址中，查找与待检测的IP地址的比特匹配度最高的IP地址；

S104，判断匹配度最高的IP地址与待检测的IP地址是否存在网段冲突；

S106，根据判断结果判定待检测的IP地址与通信设备保存的IP地址是否存在网段冲突。

通过本实施例，在通信设备保存的IP地址中查找与待检测的IP地址比特匹配度最高的IP地址，判断待检测的IP地址与匹配度最高的IP地址是否存在网段冲突，进而直接得出判定结果，解决了相关技术中，网段冲突检测的时间与设备保存的IP地址总数成线性关系，IP地址越多检测耗时越久的问题，大大降低了网段冲突检测的时间复杂度，有效提高了检测效率。

在一个优选方案中，通过采用指定算法查找与待检测的IP地址的比特匹配度最高的IP地址，这里说的指定算法可以是平衡多路查找树B-tree算法。

B-tree是一种常见的数据结构，一种多路搜索树，并不是二叉的。使用B-tree结构可以显著减少定位记录时所经历的中间过程，从而加快存取速度。这种数据结构一般用于数据库的索引，综合效率较高。

B-tree中，每个结点包含：

1.本结点所含关键字的个数；

2.指向父结点的指针；

3.关键字；

4.指向子结点的指针。

对于一棵m阶B-tree，每个结点至多可以拥有m个子结点。各结点的关键字和可以拥有的子结点数都有限制，规定m阶B-tree中，根结点至少有2个子结点，除非根结点为叶子节点，相应的，根结点中关键字的个数为1—m-1；非根结点至少有[m/2](表示向上取整)个子结点，相应的，关键字个数为[m/2]-1—m-1。

由于限制了除根结点以外的非叶子节点，至少含有M/2个子节点，确保了结点的至少利用率，其最低搜索性能为：

其中，M为设定的非叶子结点最多子树个数，N为关键字总数；

所以B-tree的性能总是等价于二分查找(与M值无关)。

将设备配置的IP地址保存到B-tree中，以IP地址为关键字。当新增一个IP地址时，则在B-tree中插入一个关键字。由于B-tree结点关键字必须大于等于[ceil(m/2)-1],ceil表示向上取整操作。所以每次插入一个关键字不是在树中添加一个叶子结点，而是首先在最底层的某个结点中添加一个关键字，如果该结点的关键字不超过m-1,则插入完成；否则要产生结点的“分裂”，将一半数量的关键字元素分裂到新的其相邻右结点中，中间关键字元素上移到父结点中。当删除一个IP地址时，先在B-tree中查找该IP地址是否存在，如果存在，则将IP地址从结点中删除。删除后，首先判断该地址是否有左右子节点，如果有，则上移子节点中的某相近的关键字到父结点中。如果某结点的关键字数目小于[ceil(m/2)-1]，则需要看其某相邻兄弟结点关键字数目是否大于[ceil(m/2)-1]，如果满足，则该结点向父结点借一个关键字来满足条件；如果不满足，则该结点与其相邻结点合并成一个结点。

步骤S104有多种实现方式，在一个可选示例中，可以通过以下方案实现：

当判断结果指示匹配度最高的IP地址与待检测的IP地址存在网段冲突时，判定待检测的IP地址与通信设备保存的IP地址存在网段冲突；

当判断结果指示匹配度最高的IP地址与待检测的IP地址未存在网段冲突时，判定待检测的IP地址与通信设备保存的IP地址不存在网段冲突。

进一步地，当判定待检测的IP地址与通信设备保存的IP地址存在网段冲突时，丢弃待检测的IP地址；当判定待检测的IP地址与通信设备保存的IP地址不存在网段冲突时，接收待检测的IP地址。

实施例2

为了更好地理解上述网段冲突的检测方法，本实施例还提供了一种网段冲突的检测装置。该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图2是根据本发明实施例2的网段冲突的检测装置的结构框图(一)。如图2所示，本实施例的检测装置包括：

查找模块20，用于在通信设备保存的互联网协议IP地址中，查找与待检测的IP地址的比特匹配度最高的IP地址；

判断模块22，用于判断匹配度最高的IP地址与待检测的IP地址是否存在网段冲突；

判定模块24，用于根据判断结果判定待检测的IP地址与通信设备保存的IP地址是否存在网段冲突。

通过本实施例，查找模块20在通信设备保存的IP地址中查找与待检测的IP地址比特匹配度最高的IP地址，判断模块22判断待检测的IP地址与匹配度最高的IP地址是否存在网段冲突，进而判定模块24直接得出判定结果，解决了相关技术中，网段冲突检测的时间与设备保存的IP地址总数成线性关系，IP地址越多检测耗时越久的问题，大大降低了网段冲突检测的时间复杂度，有效提高了检测效率。

图3是根据本发明实施例2的网段冲突的检测装置的结构框图(二)。如图3所示，本实施例的优选方案中，判定模块24中还包括：

第一判定单元241，用于当判断结果指示匹配度最高的IP地址与待检测的IP地址存在网段冲突时，判定待检测的IP地址与通信设备保存的IP地址存在网段冲突；

第二判定单元242，用于当判断结果指示匹配度最高的IP地址与待检测的IP地址未存在网段冲突时，判定待检测的IP地址与通信设备保存的IP地址不存在网段冲突。

可选地，判定模块24还可以连接丢弃模块26，丢弃模块26用于当判定待检测的IP地址与通信设备保存的IP地址存在网段冲突时，丢弃待检测的IP地址。

实施例3

为了进一步地理解本发明实施例1和实施例2中的技术方案，本实施例中提供一个具体示例来进行说明。

一种通信设备IP地址同网段冲突检测的方法：IP地址A，在通信设备存储的所有IP地址中，通过B-tree算法查找最接近A的一条记录B，即，与IP地址A的比特匹配度最高的IP地址B，判断A与B是否存在网段冲突，如果存在，则A与设备上的IP地址存在网段冲突；否则A与设备上所有IP地址都不存在网段冲突。

上述命题分为两个部分：第一，如果A与B网段冲突，则A与设备上的IP地址存在网段冲突，这是自然成立的；第二，如果A与B不存在网段冲突，则A与设备上所有IP地址都不存在网段冲突。命题的第二部分，证明过程如下：

IP地址A，子网掩码为X，对应掩码长度为x，在当前设备所有IP地址中，找到最接近A的一条记录B，子网掩码为Y，对应掩码长度为y，且A与B没有网段冲突。于是(A&X)≠(B&X)且(A&Y)≠(B&Y)。

假设当前设备存在一个IP地址C，子网掩码为Z，对应掩码长度为z，且A与C网段冲突。

如果x≤z，则(A&X)＝＝(C&X)。因为B为设备上所有IP地址中最接近A的IP地址，如果(A&X)＝＝(C&X)，必有(A&X)＝＝(B&X)，与上述(A&X)≠(B&X)矛盾。

如果x>z，则(A&Z)＝＝(C&Z)。因为B为设备上所有IP地址中最接近A的IP地址，如果(A&Z)＝＝(C&Z)，必有(A&Z)＝＝(B&Z)，于是(B&Z)＝＝(C&Z)，则B与C网段冲突，而同一台设备上的IP地址是不允许网段冲突的，所以假设不成立。

因此，只要找到同一台设备上，与待检测的IP地址A最接近的一条IP地址B，判断B与A是否冲突，即可根据判断结果分析得出A与所述设备上其他的IP地址是否冲突。若B与A冲突，则直接得出结果，所述设备上存在与A有网段冲突的IP地址，若B与A不冲突，那么所述设备上的其他IP地址也不会与A存在冲突。

为了更好地理解上述实施例，本实施例通过结合附图4来进行进一步地举例说明，此处A、B、X、Y、x和y的定义同上。图4是根据本发明实施例3的网段冲突的检测方法的流程图。如图4所示，本实施例的检测方法包括以下步骤：

S402，通过B-tree算法在通讯设备保存的所有IP地址中，查找到与待检测IP地址A最接近的IP地址B；

S404，比较x和y的长度值，若x≤y，则执行步骤S406，否则，执行步骤S408；

S406，比较(A&X)和(B&X)是否相等，若相等，执行步骤S410，若不相等，执行步骤S412；

S408，比较(A&Y)和(B&Y)是否相等，若相等，执行步骤S410，若不相等，执行步骤S412；

S410，判定A和B网段冲突，通信设备丢弃A；

S412，判定A和B网段不冲突，通信设备接收A。

通过查找与设备上最接近的IP地址，判断是否网段冲突，使用B-tree查找的方式，则时间复杂度为O(1)。相比于遍历设备所有IP地址，并逐一判断是否网段冲突的检测方法，避免了检测时间与设备IP地址总数成线性关系，IP地址越多检测耗时越久的问题，大大降低了网段冲突检测的时间复杂度，有效提高了检测效率。

实施例4

本发明的实施例还提供了一种存储介质。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以用于保存上述实施例一所提供的页面内容的处理方法所执行的程序代码。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络中计算机终端群中的任意一个计算机终端中，或者位于移动终端群中的任意一个移动终端中。

可选地，在本实施例中，存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：

S1，在通信设备保存的互联网协议IP地址中，查找与待检测的IP地址的比特匹配度最高的IP地址；

S2，判断匹配度最高的IP地址与待检测的IP地址是否存在网段冲突；

S3，根据判断结果判定待检测的IP地址与通信设备保存的IP地址是否存在网段冲突。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种网段冲突的检测方法，其特征在于，包括：

在通信设备保存的互联网协议IP地址中，查找与待检测的IP地址的比特匹配度最高的IP地址；

判断所述匹配度最高的IP地址与所述待检测的IP地址是否存在网段冲突；

根据判断结果判定所述待检测的IP地址与所述通信设备保存的IP地址是否存在网段冲突。

2.根据权利要求1所述的网段冲突的检测方法，其特征在于，查找与待检测的IP地址的比特匹配度最高的IP地址，包括：

采用指定算法查找与待检测的IP地址的比特匹配度最高的IP地址。

3.根据权利要求2所述的网段冲突的检测方法，其特征在于，所述指定算法包括：平衡多路查找树B-tree算法。

4.根据权利要求1所述的网段冲突的检测方法，其特征在于，根据判断结果判定所述待检测的IP地址与所述通信设备保存的IP地址是否存在网段冲突，包括：

当所述判断结果指示所述匹配度最高的IP地址与所述待检测的IP地址存在网段冲突时，判定所述待检测的IP地址与所述通信设备保存的IP地址存在网段冲突；

当所述判断结果指示所述匹配度最高的IP地址与所述待检测的IP地址未存在网段冲突时，判定所述待检测的IP地址与所述通信设备保存的IP地址不存在网段冲突。

5.根据权利要求4所述的网段冲突的检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

当判定所述待检测的IP地址与所述通信设备保存的IP地址存在网段冲突时，丢弃所述待检测的IP地址。

6.一种网段冲突的检测装置，其特征在于，包括：

查找模块，用于在通信设备保存的互联网协议IP地址中，查找与待检测的IP地址的比特匹配度最高的IP地址；

判断模块，用于判断所述匹配度最高的IP地址与所述待检测的IP地址是否存在网段冲突；

判定模块，用于根据判断结果判定所述待检测的IP地址与所述通信设备保存的IP地址是否存在网段冲突。

7.根据权利要求6所述的网段冲突的检测装置，其特征在于，所述查找模块，还用于采用指定算法查找与待检测的IP地址的比特匹配度最高的IP地址。

8.根据权利要求7所述的网段冲突的检测装置，其特征在于，所述指定算法包括：平衡多路查找树B-tree算法。

9.根据权利要求6所述的网段冲突的检测装置，其特征在于，所述判定模块，包括：

第一判定单元，用于当所述判断结果指示所述匹配度最高的IP地址与所述待检测的IP地址存在网段冲突时，判定所述待检测的IP地址与所述通信设备保存的IP地址存在网段冲突；

第二判定单元，用于当所述判断结果指示所述匹配度最高的IP地址与所述待检测的IP地址未存在网段冲突时，判定所述待检测的IP地址与所述通信设备保存的IP地址不存在网段冲突。

10.根据权利要求9所述的网段冲突的检测装置，其特征在于，所述装置还包括：

丢弃模块，用于当判定所述待检测的IP地址与所述通信设备保存的IP地址存在网段冲突时，丢弃所述待检测的IP地址。