专利名称：一种发现及自动配置设备的ip地址的方法
技术领域：
本发明涉及以太网通信领域、嵌入式可管理通信网络领域具体的是关于反向地 址转换协议和多播技术。
背景技术：
反向地址转换协议(RARP ReverseAddress Resolution Protocol)反向地址转换协 议(RARP)允许局域网的物理机器从网关服务器的ARP表或者缓存上请求其IP地址。网 络管理员在局域网网关路由器里创建一个表以映射物理地址(MAC)和与其对应的IP地 址。当设置一台新的机器时，其RARP客户机程序需要向路由器上的RARP服务器请求 相应的IP地址。假设在路由表中已经设置了一个记录，RARP服务器将会返回IP地址给 机器，此机器就会存储起来以便日后使用。RARP可以使用于以太网、光纤分布式数据 接口及令牌环LAN。
ARP (地址解析协议)是设备通过自己知道的IP地址来获得自己不知道的物理地 址的协议。假如一个设备不知道它自己的IP地址，但是知道自己的物理地址，网络上的 无盘工作站就是这种情况，设备知道的只是网络接口卡上的物理地址。这种情况下应该 怎么办呢？ RARP(逆地址解析协议)正是针对这种情况的一种协议。
RARP以与ARP相反的方式工作。RARP发出要反向解析的物理地址并希望返 回其对应的IP地址，应答包括由能够提供所需信息的RARP服务器发出的IP地址。虽 然发送方发出的是广播信息，RARP规定只有RARP服务器能产生应答。许多网络指定 多个RARP服务器，这样做既是为了平衡负载也是为了作为出现问题时的备份。
RARP的工作原理
1.发送主机发送一个本地的RARP广播，在此广播包中，声明自己的MAC地址 并且请求任何收到此请求的RARP服务器分配一个IP地址；
2.本地网段上的RARP服务器收到此请求后，检查其RARP列表，查找该MAC 地址对应的IP地址；
3.如果存在，RARP服务器就给源主机发送一个响应数据包并将此IP地址提供 给对方主机使用；如果不存在，RARP服务器对此不做任何的响应；
4.源主机收到从RARP服务器的响应信息，就利用得到的IP地址进行通讯；如 果一直没有收到RARP服务器的响应信息，表示初始化失败。
IP多播(也称多址广播或组播)技术，是一种允许一台或多台主机(多播源)发 送单一数据包到多台主机(一次的，同时的)的TCP/IP网络技术。多播作为一点对多点 的通信，是节省网络带宽的有效方法之一。在网络音频/视频广播的应用中，当需要将 一个节点的信号传送到多个节点时，无论是采用重复点对点通信方式，还是采用广播方 式，都会严重浪费网络带宽，只有多播才是最好的选择。多播能使一个或多个多播源只 把数据包发送给特定的多播组，而只有加入该多播组的主机才能接收到数据包。目前， IP多播技术被广泛应用在网络音频/视频广播、A0D/V0D、网络视频会议、多媒体远程教育、“push”技术(如股票行情等)和虚拟现实游戏等方面。
有些应用会有这样的要求一些分布在各处的进程需要以组的方式协同工作， 组中的进程通常要给其他所有的成员发送消息。即有这样的一种方法能够给一些明确定 义的组发送消息，这些组的成员数量虽然很多，但是与整个网络规模相比却很小。给这 样一个组发送消息称为多点点播送，简称多播。
IP多播通信必须依赖于IP多播地址，在IPv4中它是一个D类IP地址，范围 从224.0.0.0到239.255.255.255，并被划分为局部链接多播地址、预留多播地址和管理权 限多播地址三类。其中，局部链接多播地址范围在224.0.0.0 2M.0.0.255，这是为路 由协议和其它用途保留的地址，路由器并不转发属于此范围的IP包；预留多播地址为 224.0.1.0 238.255.255.255，可用于全球范围(如Internet)或网络协议；管理权限多播 地址为239.0.0.0 239.255.255.255，可供组织内部使用，类似于私有IP地址，不能用于 Internet,可限制多播范围。
使用同一个IP多播地址接收多播数据包的所有主机构成了一个主机组，也称为 多播组。一个多播组的成员是随时变动的，一台主机可以随时加入或离开多播组，多播 组成员的数目和所在的地理位置也不受限制，一台主机也可以属于几个多播组。此外， 不属于某一个多播组的主机也可以向该多播组发送数据包。
IP多播技术的硬件支持要实现IP多播通信，要求介于多播源和接收者之间的 路由器、集线器、交换机以及主机均需支持IP多播。目前，IP多播技术已得到硬件、软 件厂商的广泛支持。发明内容
本发明涉及一种设备自动发现和IP地址自动配置的方法。其核心是通过RARP 协议的回复报文配置IP地址，通过RARP请求报文和多播报文实现设备自动发现的功 能。通过本发明，可以有效的解决嵌入式设备批量部署的配置困难问题，极大的提高了 嵌入式设备自动化的能力，并且使用也十分灵活和方便。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的上位机通过RARP协议回复报文 设置设备IP地址。上位机通过RARP协议回复报文设置设备IP地址的步骤具体包括组 织RARP回复报文，其内容包括以太网报文类型、RARP操作类型、目的MAC地址、 目的IP地址；将组织好的报文发送至指定MAC地址中；设备通过接收RARP协议回复 报文设置本机IP地址。设备通过接收RARP协议回复报文设置本机IP地址的步骤具体 包括嵌入式设备监听并接收RARP回复报文；在收到此RARP同复报文后，对其内容 进行解析，如果发现目的MAC地址为设备自身MAC地址，并且目的IP地址为指定IP地 址时，认为此IP地址为分配给设备自身的IP地址。设备将系统IP地址设置为指定IP地 址。设备通过RARP协议循环发送RARP地址请求报文。设备通过RARP协议循环发 送RARP地址请求报文的步骤具体包括设备收集自身信息，包括设备MAC地址；设 备组织RARP报文，其中内容包括发送设备的MAC地址、以太网报文类型、RARP操 作类型等。设备将组织好的RARP报文发送至广播MAC地址ff:ff:ff:ff:ff:ff，并间隔一段 时间重复发送此报文。设备通过多播报文循环发送设备配置信息。设备通过多播报文循 环发送设备配置信息步骤具体包括设备收集自身信息，包括设备序列号，软件版本号、硬件版本号，设备网络接口配置等信息；设备将组织号的多播报文发送至指定多播 地址，并间隔一段时间重复发送此报文。
说明书附图
图1为系统结构框图
图2为系统流程图
具体的实施方式
本发明提供一种嵌入式设备自动发现和IP地址自动配置的方法。其核心是通过 RARP协议的回复报文配置IP地址，通过RARP请求报文和多播报文实现设备自动发现 的功能。
具体实施过程包括
1，首先，判断IP地址配置情况为静态IP地址或者无IP地址配置。
2，如果为静态IP地址，则设置静态IP地址为系统IP地址，继续启动系统，并 使用多播报文循环发送设备自身信息。
3，上位机可以接收此多播报文，以自动发现并识别设备。
4，如果未设置IP地址，则启动RARP功能，发送RARP请求报文。
5，上位机收到RARP请求报文后，从自动配置列表中查询此MAC地址对应的 IP地址，如有相关条目对应，则回复RARP回复报文，如果不存在相关条目，则不做处理。
6，设备收到RARP回复报文后，检查其目的MAC地址是否与自身相一致，如 果一致，则将报文中的IP地址设置为系统的IP地址，并将此IP地址存储为静态IP地址配置。
7，转至步骤2，继续操作。
权利要求
1.一种嵌入式设备自动发现和IP地址自动配置的方法，其特征在于A、通过RARP回复报文到设备，实现嵌入式设备IP地址的配置。B、通过RARP请求报文和多播报文，实现嵌入式设备的自动发现功能。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤A具体包括Al、上位机通过发送RARP回复报文至设备。A2、设备在收到此RARP回复报文后，对其内容进行解析，如果发现目的MAC地址 为设备自身MAC地址，并且目的IP地址为指定IP地址时，认为此IP地址为分配给设备 自身的IP地址。A3、设备将系统IP地址设置为指定IP地址。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤Al具体包括All、RARP报文包括以太网帧类型为RARP报文0x8035，操作类型为反向请求回 复0x0004，源MAC地址为上位机MAC地址，源IP地址为上位机IP地址，目的MAC地 址为设备MAC地址，目的IP地址为设备IP地址。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤B具体包括设备自动发现分两种情况Bi、当设备未配置IP地址时，设备通过循环发送RARP请求报文，请求IP地址，上 位机通过捕获RARP请求报文，从而发现设备。B2、当设备已配置IP地址时，设备通过循环发送多播报文，宣告设备自身存在及配 置情况，上位机通过捕获多播报文，从而发现设备。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述步骤Bl具体包括BlU嵌入式设备发送的RARP报文包括以太网帧类型为RARP报文0x8035，操作 类型为反向请求0x0003，源MAC地址为嵌入式设备MAC地址，源IP地址为全零IP地 址，即无效IP地址，目的MAC地址为广播MAC地址，目的IP地址为全零IP地址。
6.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述步骤B2具体包括B21、嵌入式设备发送的多播报文包含设备的主要配置信息，主要包括设备序列 号，设备软硬件版本号，设备网络接口配置等信息。
7.上位机程序包含一个设备自动发现列表、设备配置列表清单，以提供设备自动发 现功能和设备自动配置功能。
全文摘要
本发明涉及一种嵌入式设备自动发现和IP地址自动配置的方法。其核心是通过RARP请求报文和多播报文实现设备自动发现的功能，通过RARP协议的回复报文配置IP地址。通过本发明，可以有效的解决嵌入式设备批量部署的配置困难问题，极大的提高了嵌入式设备自动化的能力，并且使用也十分灵活和方便。
文档编号H04L29/12GK102025799SQ20101060858
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者曲健宁 申请人:北京东土科技股份有限公司