CN1404276A - 给网络接口卡分配互连网络协议地址的装置和方法 - Google Patents

给网络接口卡分配互连网络协议地址的装置和方法 Download PDF

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Abstract

提供一种用于分配多个互连网络协议(IP)地址给主机中具有包含供应商代码和序列代码的唯一媒体接入控制(MAC)地址的网络接口卡(NIC)的方法，地址分配方法包括：通过使虚拟供应商代码和序列代码结合而建立一个虚拟MAC地址；映射该虚拟MAC地址与分配给主机的实际IP地址的内部地址之一；和分配映射的内部地址和虚拟MAC地址给请求IP协议的应用。由于在该IP地址分配方法中可以给一个NIC分配多个IP地址，因此不再需要NIC与所需IP地址数目一样多，而且实现划算的成本效益。

Description

给网络接口卡分配互连网络协议地址的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于给在局域网(LAN)环境中使用传输控制协议(TCP)/互连网络协议(IP)的主机中包括的网络接口卡(NIC)分配地址的方法，更具体地说，涉及用于给一个NIC分配多个IP地址的装置和方法。
背景技术
接入以太网需要网络接口卡。通过使用在制造阶段分配的唯一的媒体接入控制(MAC)地址，NIC接入到以太网，且主机具有它自己的相应于主机名的互连网络协议(IP)地址。
MAC地址是识别连接到局域网(LAN)中的计算机或设备所必须的物理标识(硬件地址)，并且，在以太网LAN中被用作以太网地址。IP地址(逻辑地址)被用于跨因特网传输分组数据。然而，如果数据到达目的LAN，IP地址应当被转换成MAC地址，这样，目的主机就可以接收数据。
MAC地址使用在MAC层，在通信协议中，MAC层是数据链路层(DLC)的一个子层。
如果用户有一台运行视窗操作系统(Windows)(Windows是微软(Microsoft)的商标)的计算机，通过在选择开始菜单和一个执行菜单之后输入“winipcfg”，可以识别其IP地址和MAC地址。
当使用TCP/IP协议接入以太网时，IP地址需要转换成MAC地址。然后，实际的IP地址和实际的MAC地址相互映射。
所以，如果主机需要的IP地址数是N，则需要的NIC数也是N。
图1是示出用传统地址分配方法接入以太网的装置的配置的方框图。在图1中，粗实线的上部示出了主机的子系统，下部示出了包括在对方主机的子系统。
文件传输协议(FTP)处理器102使用域名系统(DNS)将主机名转换成32位的IP地址，然后，试图使用给定的IP地址来访问传输控制协议(TCP)处理器104。TCP处理器104将连接请求分段转换成IP数据报，以便传送到IP处理器106。
如果对方主机是位于IP层的本地网中，则IP数据报通过本地网直接传送到对方主机。如果对方主机是位于远端网络，则通过IP路由功能，IP数据报被传送到下一个路由器。
IP数据报指的是在IP层中发送或接收的相对于以太网中的分组的数据单元。
因为以太网使用48位的地址，32位的IP地址需要通过地址解析协议(ARP)转换成48位的地址。
ARP处理器108将32位的IP地址转换成48位的以太网地址，反之亦然。如果主机100向对方主机发送数据，ARP处理器108向所有主机广播Arp请求帧。
对方主机的ARP处理器118接收本方主机的ARP处理器108发送的Arp请求帧，作为响应，向本方主机的ARP处理器108发送包括它自己的硬件地址(以太网地址)的Arp应答帧。
如果ARP处理器108接收到对方主机的ARP处理器118发送的Arp应答帧，则它会准备发送IP数据报。接着，IP数据报被发送到对方主机。
以太网驱动器110与NIC对应并在物理层发送数据。
每个NIC都有它自己的48位的以太网地址，而主机具有32位的IP地址。实际IP地址和实际MAC地址相互映射。
其结果是，现存的地址分配方法的成本效益是不划算的，因为，需要N个IP地址的主机就需要同样数量的NIC。
发明内容
为解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种用于给网络接口卡(NIC)分配多个互连网络协议(IP)地址的方法。
本发明的另一个目的是提供一种用来分配地址的适当装置。
为实现上述目的，根据本发明用于给一个NIC分配多个IP地址的方法包括：
通过使虚拟供应商代码和序列代码结合而建立一个虚拟MAC地址；
映射该虚拟MAC地址到分配给主机的实际IP地址的内部地址之一；和
分配映射的内部地址与虚拟MAC地址给请求IP协议的应用。
为实现另一个目的，根据本发明的使用NIC接入以太网的主机包括：
一IP处理器，包含一控制器，其具有带有映射的虚拟MAC地址和实际IP地址的内部地址之一的IP/MAC表。
所述的控制器，用于响应从IP处理器要求的IP地址而分配在IP/MAC表中列出的虚拟MAC地址和实际IP地址的内部地址。
附图说明
通过结合附图对优选实施例的详细描述，本发明的上述目的和优点将变得更加清楚，其中：
图1是示出用现存地址分配方法接入以太网的主机的配置的方框图。
图2是示出用根据本发明的地址分配方法的主机的配置的方框图。
具体实施方式
参考附图将详细描述本发明的操作和结构。
图2是示出根据本发明分配地址的装置的配置的方框图。
在图2中，粗实线的上部示出了主机200的子系统，下部示出了对方主机的子系统。
App1 202和App2 302是运行在主机200中的应用程序。
应用程序202和应用程序302使用它们自己的IP地址接入以太网。
通过使用域名系统(DNS)，包括在应用程序202中的文件传输协议(FTP)处理器(对应于图1所示的FTP处理器102)将主机名转换成32位的IP地址。然后，FTP处理器试图使用给定的互连网络协议(IP)地址来访问传输控制协议(TCP)处理器204。TCP处理器204将连接请求分段转换成IP帧，以便传送到IP处理器206。
应用程序302使用自己的IP地址通过用户数据报协议(UDP)处理器302和IP处理器306接入以太网。
ARP处理器208将32位的IP地址转换成48位的以太网地址。
ARP处理器208将32位的IP地址转换成48位的以太网地址，反之亦然。如果主机200向对方主机发送数据，ARP处理器208向所有主机广播Arp请求帧。
以太网驱动器210与NIC对应并在物理层发送数据。
对方主机的ARP处理器218接收ARP处理器208提供的Arp请求帧，作为响应，向ARP处理器208发送包括它自己的硬件地址的Arp应答帧。
如果ARP处理器208接收到对方主机的ARP处理器218发送的Arp应答帧，则它会准备发送IP数据报。接着，IP数据报被发送到对方主机。
在图2所示的装置中，应用程序202和应用程序203使用不同的IP地址。另外，NIC使用单独的IP地址。所以，三个IP地址分配到具有一个以太网地址的一个NIC。
通过使用IP/MAC表，控制器212控制3个IP地址到一个被分配在NIC中的以太网地址的分配。
根据本发明，地址分配按如下方式执行。
使虚拟供应商代码和序列代码结合以建立一个虚拟MAC地址(s202)。
虚拟MAC地址被映射到分配给主机的实际IP地址的内部地址之一(s204)。虚拟MAC地址和分配给主机的实际IP地址的内部地址被存储在IP/MAC表。
映射的内部地址和虚拟MAC地址被分配给请求IP协议的应用(s206)。
表1示出了控制器212所使用的IP/MAC表的一个例子。
[表1]
 IP(32位)  MAC(38位)
实际的  165.213.173.181  00-00-F0-21-80-E9
虚拟-1  165.213.173.182  66-DD-01-21-80-E9
虚拟-2  165.213.173.183  66-DD-FF-21-80-E9
在表1中，实际IP地址和MAC地址是分配给NIC的IP地址和MAC地址。
IP地址与主机名对应，而MAC地址是在NIC的制造阶段分配的。
表2示出了MAC地址的例子。
[表2]
供应商(3字节) 序列(3字节)
三星(Samsung) 00-00-f0  21-80-E9
英特尔(Intel) 00-90-27  39-07-EA
数据设备公司(DEC) aa-00-00  65-38-40
如表2所示，所有MAC地址被分类成3字节的供应商代码和3字节的序列代码。即，每个供应商具有不同的代码。因为可以以供应商代码表示的供应商的数目比实际存在的供应商的数目大的多，所以，可以使用未分配的供应商代码(以下被称为虚拟供应商代码)。在表1中列出的例子中，66-DD-xx被用作虚拟供应商代码。另外，通过使虚拟供应商代码和序列代码结合而获得的MAC地址被作为虚拟MAC地址。
在图2所示的装置中，只有相应于主机名的IP被映射到相应NIC的MAC。剩下的虚拟IP被映射到虚拟MAC地址，映射顺序决定于虚拟IP地址出现的顺序。即，虚拟IP地址是以使用TCP/IP协议访问以太网的应用产生的顺序来分配的，并且虚拟MAC地址被映射到所分配的IP地址。在主机中32位的IP地址中的最后一字节(8位)是用户可以设置的内部地址。因此，如果所述的最后一字节被只分配一次，就可以在主机中使用。
如果ARP处理器208接收到实际IP的Arp请求分段，处理器就发送包括实际MAC的Arp应答。如果ARP处理器接收到虚拟IP的Arp请求分段，处理器就发送包括实际MAC的Arp应答。
例如，在表1中，当ARP处理器接收到实际IP的Arp请求分段(165.213.173.181)时，处理器就发送包括实际MAC的Arp应答(00-00-F0-21-80-E9)。如果ARP处理器接收到虚拟-1的Arp请求分段(IP165.213.173.182)，处理器就发送包括虚拟MAC的Arp应答(66-DD-01-21-80-E9)。
对一个NIC可以分配若干个IP地址。由于根据本发明的用于分配IP地址的装置和方法操作与实际模式相同，不需要环回(loopback)，这一点不象虚拟IP。因此，可以容易地测试网络协议程序。
如上所述，由于根据本发明的IP地址分配方法和装置中一个NIC可以分配多个IP地址，因此不再需要NIC与所需IP地址数目一样多，而且实现划算的成本效益。

Claims (6)

1.一种用于分配多个互连网络协议(IP)地址给主机中具有包含供应商代码和序列代码的唯一媒体接入控制(MAC)地址的网络接口卡(NIC)的方法，地址分配方法包括：
通过使虚拟供应商代码和序列代码结合而建立一个虚拟MAC地址；
映射该虚拟MAC地址与分配给主机的实际IP地址的内部地址之一；和
分配映射的内部地址和虚拟MAC地址给请求IP协议的应用。
2.如权利要求1的方法，其中，如果地址解析协议(ARP)处理器接收到实际IP地址的Arp请求分段，则该处理器发送包括实际MAC地址的Arp应答，或者，若接收到内部IP地址的Arp请求分段，就发送包括虚拟MAC地址的Arp应答。
3.如权利要求1的方法，包括：
映射多个虚拟MAC地址与实际IP地址的内部地址；和
按照应用出现的顺序，分配映射的虚拟MAC地址和实际IP地址的内部地址给请求IP协议的应用。
4.一种用于使用具有包括供应商代码和序列代码的唯一媒体接入控制(MAC)地址的网络接口卡(NIC)接入以太网的主机，包括：
一互连网络协议(IP)处理器，包含一控制器，其具有带有虚拟MAC地址和实际IP地址的内部地址之一的IP/媒体接入控制(MAC)表；和
所述的控制器，用于响应从IP处理器请求的IP地址而分配在IP/MAC表中列出的虚拟MAC地址和实际IP地址的内部地址。
5.如权利要求4的主机，其中，虚拟MAC地址是在NIC的未分配虚拟供应商代码和序列代码结合之后产生的。
6.如权利要求4的主机，其中，如果ARP处理器接收到实际IP地址的Arp请求分段，则该处理器发送包括实际MAC地址的Arp应答，或者，若接收到内部IP地址的Arp请求分段，就发送包括虚拟MAC地址的Arp应答。
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