TWI713328B - 橋接器及網路的管理方法 - Google Patents

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Abstract

一種橋接器及網路的管理方法，橋接器包括：第一網路界面、網路位址控制單元以及應用單元。第一網路界面用以接收第一網路中的第一裝置所發出的第一封包。網路位址控制單元包括位址判斷單元與位址替換單元。位址判斷單元用以判斷第一封包的目的網路位址（Internet Protocol Address, IP Address）欄位是否為橋接器的網路位址。位址替換單元用以當第一封包的目的網路位址欄位為橋接器的網路位址時，將第一封包的來源網路位址欄位由第一裝置的網路位址替換成虛擬網路位址（virtual IP address）。應用單元用以從網路位址控制單元接收已替換的第一封包，且處理已替換的第一封包。

Description

橋接器及網路的管理方法
本發明是有關於一種網路管理技術，且特別是有關於一種橋接器及網路的管理方法。
隨著網路通訊的發展，常見的其中一種方式就是利用網路橋接器連接二個或多個相同或不相同形態的網路，通過橋接器可以讓資料封包從一個網路傳遞到另一個網路。然而，當用戶終端(例如個人電腦或伺服器)已經具有一個網際網路協定(internet protocol,IP)位址時，而且跟橋接器所屬的網域不同，此用戶終端想要管理橋接器的設定，則需要另外設置一個網際網路協定(internet protocol,IP)位址，例如是私用IP(private IP)位址，以使此用戶終端跟橋接器處於相同網域，才能跟橋接器進行溝通或操作，但在某些情況下，用戶終端可能不具備設置或變更IP位址的權限，或是用戶必須經過繁雜程序來手動設定，因此造成不便。
本揭露提供一種橋接器及網路的管理方法，具有對來自不同網域主機的資料封包的目的IP位址的判斷機制，並且通過把資料封包的來源IP位址替換成跟橋接器相同網域(domain)的虛擬IP，以達到在主機IP位址可維持與橋接器不同網域的狀況下對橋接器進行管理的目的，藉此簡化對橋接器的控制或設定的步驟。
本揭露的橋接器，包括：第一網路界面、網路位址控制單元以及應用單元。第一網路界面用以接收連接於第一網路的第一裝置所發出的第一封包。網路位址控制單元包括位址判斷單元與位址替換單元。位址判斷單元用以判斷第一封包的目的網路位址(Internet Protocol Address,IP Address)欄位是否為橋接器的網路位址。位址替換單元用以當第一封包的目的網路位址欄位為橋接器的網路位址時，將第一封包的來源網路位址欄位由第一裝置的網路位址替換成虛擬網路位址(virtual IP address)。應用單元用以從網路位址控制單元接收已替換的第一封包，且處理已替換的第一封包。
本揭露的一種網路的管理方法，適用於橋接器，包括：接收連接於第一網路的第一裝置的第一封包並且判斷第一封包的目的網路位址欄位是否為橋接器的網路位址；當第一封包的目的網路位址欄位為橋接器的網路位址時，將第一封包的來源網路位址欄位由第一裝置的網路位址替換成虛擬網路位址，且處理已替換的第一封包。
基於上述，於本揭露的橋接器及網路的管理方法中，由於橋接器具有對資料封包的目的IP位址的判斷機制，當橋接器判斷出目的IP位址與橋接器相同時，將資料封包的來源IP位址替換成與橋接器同網域的虛擬IP位址，因此，即使第一裝置的IP位址與橋接器不同網域，第一裝置仍舊可以與橋接器直接通訊，進而進行管理或操作。基此，本揭露的橋接器及網路的管理方法簡化了用戶操作或管理橋接器的方法，無需在用戶終端上另外設置一組IP位址或變動IP位址來跟橋接器溝通。
為讓本揭露的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100:網路系統
110:第一裝置
112:第一網路
120:第二裝置
122:第二網路
130:橋接器
132:第一網路界面
134:第二網路界面
136:網路位址控制單元
1361:位址判斷單元
1362:位址替換單元
138:應用單元
S202~S220:網路的管理方法的步驟
圖1繪示本揭露一實施例網路系統的概要示意圖。
圖2繪示本揭露一實施例橋接器的方塊示意圖。
圖3繪示本揭露一實施例網路的管理方法的流程圖。
圖1繪示本揭露一實施例網路系統的概要示意圖。請參照圖1，網路系統100包括第一裝置110、第二裝置120以及橋接器130。第一裝置110耦接第一網路112，第二裝置120耦接第二網路122，橋接器130耦接於第一網路112與第二網路122之間， 其中第一網路112的網域不同於橋接器130的網域，也就是說第一裝置110與橋接器130的IP位址屬於不同的網域。除此之外，第一網路112與第二網路122可以屬於相同網域或是不相同的網域，本揭露對此並不限制。
橋接器130為一種網路橋接器，可以整合不同的傳輸實體，且允許連接不同網路標準，例如，但不限於，連接兩個乙太網絡(Ethernet)或是連接一環狀區域網絡(Token Ring)至乙太網絡。在本實施例中，橋接器130可以將由第一網路112中的第一裝置110發送出的資料封包轉送(Forwarding)至第二網路122中的第二裝置120。
在本實施例中，橋接器130接收不同網域的第一裝置110所發出的第一封包，並且判斷第一封包的目的IP位址欄位的IP位址是否與橋接器130本身的IP位址相同，當第一封包中的目的IP位址與橋接器130的IP位址相同時，將第一封包的來源網路位址欄位由第一裝置110的網路位址替換成虛擬網路位址(virtual IP address)，使得橋接器130認為第一封包是相同的網域的主機所發出的，其中虛擬IP位址與橋接器130的IP位址屬於相同的網域；當第一封包的目的網路位址欄位非橋接器130的IP位址且第一封包的目的網路位址欄位為第二裝置120的IP位址時，橋接器130直接轉送第一封包至位於第二網路122的第二裝置120。以下將詳細闡述本揭露的實施方式。
在本實施例中，第一裝置110與第二裝置120為實體的 主機，例如是桌上型電腦(Desktop)、筆記型電腦(Notebook)、平板電腦(Tablet PC)、超級行動電腦(Ultra Mobile PC,UMPC)、個人秘書(PDA)、智慧型行動電話(Smart Phone)、行動電話(Mobile Phone)、攜帶式遊戲機(PSP)、工作站(Work Station)、或伺服器(Server)等，本揭露並不加以限制。此外，第一裝置110與第二裝置120的其中之一也可以是具有實現路由(Routing)封包的功能的裝置，例如路由器(Router)、閘道器(Gateway)或纜線數據機(Cable Modem，CM)裝置等等，本揭露不以此為限。
第一網路112與第二網路122可以是有線或無線網路或是網際網路(Internet)，本揭露對此並不加以限制，例如，第一網路112與第二網路122的其中之一為透過同軸電纜(Hybrid fiber-coaxial，HFC)作為傳輸媒體的有線網路，第一網路112與第二網路122的其中另一則是以光纖(optical fiber)作為傳輸媒體的有線網路、網際網路或是無線區域網路(Wireless Local Area Network，WLAN)等等。
在一實施例中，第一裝置110例如是行動裝置，第二裝置120例如是閘道器以及橋接器130例如是纜線數據機，橋接器130透過同軸電纜與第二裝置120連接，且透過有線或無線方式與第一裝置110連接。
圖2繪示本揭露一實施例橋接器的方塊示意圖，圖3繪示本揭露一實施例網路的管理方法的流程圖。接下來，請搭配圖1參照圖2與圖3，圖3的管理方法可適用於與圖1與圖2所示的實 施例，以下將進一步說明本揭露一實施例的橋接器以及網路的管理方法的實施方式。
橋接器130包括第一網路界面132、第二網路界面134、網路位址控制單元136與應用單元138。應用單元138耦接網路位址控制單元136，網路位址控制單元136耦接應用單元138、第一網路界面132與第二網路界面134。網路位址控制單元136包括位址判斷單元1361與位址替換單元1362。橋接器130分別通過第一網路介面132與第二網路界面134與第一網路112的第一裝置110跟第二網路122的第二裝置120進行資料傳輸。
第一網路界面132與第二網路界面134例如是有線或無線網路界面卡，但不限於此。第一網路界面132與第二網路界面134分別連接到第一網路112與第二網路122，以在第一網路112或第二網路122存取資料封包。應用單元138與網路位址控制單元136可以例如是中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)、微處理器(Microprocessor)、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device，PLD)或其他具備運算能力的硬體裝置或上述裝置的組合，本揭露不限於此。位址判斷單元1361與位址替換單元1362可使用軟體或硬體來實施，例如以電路的方式執行，或是由當網路位址控制單元136為處理器時執行位址判斷指令與位址替換指令來執行功能。應用單元138用以執行應用程式以提供第一網路112與第二網路122的橋接功能，上述的應用 程式例如橋接器管理系統、橋接器通訊協定等等上層應用軟體。網路位址控制單元136則用以通過第一網路界面132或第二網路界面134接收或傳送資料封包，並分析所接收的訊框(frame)或是資料封包的目的IP位址、目的MAC位址等等，並且根據橋接器130的埠狀態(port state)，來決定是否要過濾(filtering))或轉送(forwarding)上述資料封包。
首先，由步驟S202開始，第一裝置110發送第一封包至橋接器130，接著在步驟S204中，網路位址控制單元136通過第一網路界面132接收由第一裝置110發送的第一封包，在步驟S206中，由網路位址控制單元136中的位址判斷單元1361判斷第一封包的目的IP位址欄位的IP位址是否為橋接器130的IP位址，當位址判斷單元1361判斷第一封包中的目的IP位址與橋接器130的IP位址相同時，接續步驟S208，反之，進入步驟S218。
在步驟S208中，網路位址控制單元136記錄第一封包的來源IP位址以作為橋接器130的客戶端IP位址(Client IP address)。詳細來說，網路位址控制單元136除了記錄第一封包的來源IP位址欄位為第一裝置110的IP位址，還可以另外記錄第一封包的目的媒體存取控制(Media Access Control,MAC)位址欄位的初始值為橋接器130的遠端媒體存取控制(Remote MAC)位址。需說明的是，在其他的實施例中，網路位址控制單元136可以省略記錄第一封包的目的MAC位址的步驟。
接著，在步驟S210中，位址替換單元1362將第一封包 的來源IP位址欄位由第一裝置110的IP位址替換成虛擬IP位址(virtual IP address)，其中，用來替換的虛擬IP位址與橋接器130的IP位址屬於相同的網域。除此之外，位址替換單元1362還可以一併將第一封包的目的MAC位址欄位設定成橋接器130的MAC位址。
接著，在步驟S212中，在第一封包的來源IP位址與目的MAC位址已被設置成與橋接器130同網域的虛擬IP位址與橋接器130的MAC位址之後，網路位址控制單元136將第一封包傳送至應用單元138，應用單元138從網路位址控制單元136接收已替換的第一封包，且處理已替換的第一封包。此時第一封包的來源IP已被轉換成跟橋接器130的網域相同的IP位址，因此可以與橋接器130直接通訊，而應用單元138可以依據第一封包內的資料進行操作。藉此，本實施例中的第一裝置110可以實施對橋接器130的管理。
在步驟S214中，應用單元138回傳第二封包。第二封包先被發送至網路位址控制單元136，需注意的是應用單元138所發送的第二封包的目的IP位址為步驟S210中虛擬IP位址。對應用單元138來說，認為發出第一封包的主機與橋接器130屬於相同網域，因此第二封包的目的IP位址是虛擬IP位址，第二封包的目的MAC位址則例如為第一裝置110的MAC位址。位址替換單元1362接收第二封包後，將第二封包中的目的IP位址欄位換成客戶端IP位址，亦即將第二封包中的目的IP位址欄位由虛擬IP位址 替換為第一裝置110的IP位址。在一實施例中，第二裝置120為具有處理通訊協定功能的裝置，例如是閘道器(但不限於此)，網位址替換單元1362還可將第二封包中的來源MAC位址由橋接器130的MAC位址換回第二裝置120的MAC位址，亦即第一封包中原先的目的MAC位址；在另一實施例中，網路位址控制單元136也可以不替換第二封包中的來源MAC位址，讓第二封包中的來源MAC位址維持橋接器130的MAC位址。簡言之，第二封包的來源MAC位址欄位可為橋接器130的MAC位址或為第二網路122中的第二裝置120的MAC位址。
之後，在步驟S216中，網路位址控制單元136通過第一網路界面132將第二封包回傳給第一裝置110以進入步驟S220，完成此次通訊。
當位址判斷單元1361判斷第一封包的目的IP欄位非橋接器130的IP位址，且第一封包的目的IP位址欄位為第二裝置120的IP位址時，實行步驟S218，網路位址控制單元136通過第二網路界面134將第一封包轉送至第二裝置120。
綜上所述，於本揭露的橋接器及網路的管理方法中，與橋接器屬於不同網域的第一裝置發送第一封包給橋接器，橋接器判斷第一封包目的IP位址是否與橋接器相同，若是相同，橋接器通過將第一封包的來源IP位址以及目的MAC位址分別替換成與橋接器同網域的虛擬IP位址與橋接器的MAC位址，使得橋接器的應用單元可根據替換過的第一封包進行設定，並且橋接器回傳 第二封包給第一裝置，以完成與第一裝置的通訊。藉由橋接器自動轉換第一封包的來源IP位址以及目的MAC位址，本揭露的橋接器及網路的管理方法簡化了用戶操作或管理橋接器的流程。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
S202~S220‧‧‧網路的管理方法的步驟

Claims (15)

  1. 一種橋接器，包括：第一網路界面，用以接收連接於第一網路的第一裝置所發出的第一封包；網路位址控制單元，包括：位址判斷單元，用以判斷所述第一封包的目的網路位址欄位是否為所述橋接器的網路位址；以及位址替換單元，用以當所述第一封包的目的網路位址欄位為所述橋接器的網路位址時，將所述第一封包的來源網路位址欄位由所述第一裝置的網路位址替換成虛擬網路位址；以及應用單元，用以從所述網路位址控制單元接收已替換的所述第一封包，其中所述應用單元藉由執行已替換的所述第一封包內的資料，以使所述第一裝置能夠直接對所述橋接器進行管理操作。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的橋接器，其中所述虛擬網路位址與所述橋接器的網路位址屬於相同的網域。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的橋接器，其中所述應用單元回傳第二封包，當所述位址替換單元接收所述第二封包時，所述位址替換單元將所述第二封包的目的網路位址欄位由所述虛擬網路位址替換為所述第一裝置的網路位址。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的橋接器，其中所述第二封包的來源媒體存取控制位址欄位為所述橋接器的媒體存取控制位址或為第二網路中的第二裝置的媒體存取控制位址。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的橋接器，還包括：第二網路界面，用以與所述第二網路的所述第二裝置進行資料傳輸。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的橋接器，其中所述網路位址控制單元更用以記錄所述第一封包的來源網路位址欄位為所述第一裝置的網路位址。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的橋接器，其中當所述位址判斷單元判斷所述第一封包的目的網路位址欄位非所述橋接器的網路位址，且所述第一封包的目的網路位址欄位為第二裝置的網路位址時，所述橋接器轉送所述第一封包至所述第二裝置，其中所述第二裝置位於第二網路。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的橋接器，其中當所述位址判斷單元判斷所述第一封包的目的網路位址欄位為所述橋接器的網路位址時，所述位址替換單元更將所述第一封包的目的媒體存取控制位址欄位設定為所述橋接器的媒體存取控制位址。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的橋接器，其中所述網路位址控制單元更將所述第一封包的媒體存取控制位址欄位的初始值記錄為所述橋接器的遠端媒體存取控制位址。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的橋接器，其中所述第一裝置包括行動裝置，所述第二裝置包括閘道器以及所述橋接器包括纜線數據機，所述橋接器透過同軸電纜與所述第二裝置連接，且透過有線或無線方式與所述第一裝置連接。
  11. 一種網路的管理方法，適用於橋接器，包括：接收連接於第一網路的第一裝置的第一封包並且判斷所述第一封包的目的網路位址欄位是否為所述橋接器的網路位址；當所述第一封包的目的網路位址欄位為所述橋接器的網路位址時，將所述第一封包的來源網路位址欄位由所述第一裝置的網路位址替換成虛擬網路位址，並藉由執行已替換的所述第一封包內的資料，以使所述第一裝置能夠直接對所述橋接器進行管理操作。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的管理方法，其中當所述第一封包的目的網路位址欄位非所述橋接器的網路位址，且所述第一封包的目的網路位址欄位為第二裝置的網路位址時，轉送所述第一封包至所述第二裝置，其中所述第二裝置位於第二網路。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的管理方法，其中當所述第一封包的目的網路位址欄位為所述橋接器的網路位址時，將所述第一封包的來源網路位址欄位由所述第一裝置的網路位址替換成虛擬網路位址的步驟還包括：將所述第一封包的目的媒體存取控制位址欄位設定為所述橋接器的媒體存取控制位址。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的管理方法，其中將所述第一封包的目的媒體存取控制位址欄位設定為所述橋接器的媒體存取控制位址的步驟包括：將所述第一封包的媒體存取控制位址欄位的初始值記錄為所述橋接器的遠端媒體存取控制位址。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的管理方法，其中所述橋接器回傳第二封包，並且將所述第二封包的目的網路位址欄位由所述虛擬網路位址替換為所述第一裝置的網路位址，其中所述第二封包的來源媒體存取控制位址欄位為所述橋接器的媒體存取控制位址或為第二網路中的第二裝置的媒體存取控制位址。
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