专利名称：地址解析协议请求消息处理方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通讯领域，并且特别地，涉及一种地址解^f协 "i义请求消息处理方法及装置。
背景技术：
和大多数协议一样，IEEE 802.16的介质访问控制子层协议 (Medium Access Control, MAC ) A见范采用分层结构，该协"i义分为 三个子层服务特定汇聚子层(Service Specific Convergence Sublayer) 、 ^^共部分子层(Common Part Sublayer)、以及安全子 层(Security Sublayer)。汇聚子层主要功能是负责将其接入点(SAP ) 收到的外部lt据转换和映射到MAC业务^t据单元(SDU),并传 递到MAC层业务4妄入点(SAP),即，将面向连4妄的乂>共部分月1 务(MAC服务)映射成标准类型的服务。
此外，MAC十办i义定义了异步传车lr才莫式(Asynchronous Transfer Mode, ATM) CS和Pocket CS两种CS类型，其中Pocket CS提供 了对802.3 (以太网，Ethernet) 、 802.1Q (虛拟局域网，VLAN)、 以及IP (IPv4， IPv6)等分组业务的映射。
IP CS在两个网络终端之间交换IP包。空口上只有IP包净皮送到 微波存取全球互通 (Worldwide Interoperability for Microwave Access, WiMAX)基站(Base Station, BS)上，其j也协i义包都会 #皮丟弃。例i口 ，网络分纟且交4奐(Internet work Packet Exchange, IPX )、序歹寸分纟且交才灸(Sequences Pocket Exchange, SPX)包。图1是上述 IP格式数据包的报文格式示意图。
一般情况下，WiMAX用户设备都会采用带有网络协议栈的操 作系统来进行网络相关处理，WiMAX用户i殳备向才喿作系统注册成 为一个网络4妾口 ，通过才喿作系统的网络协议栈来实现翁:据包的发送 和4妄收。图2是才乘作系统中网络协议栈与802.16系统的示意图，如 图2所示，在当前的才乘作系统(例如，linux、 windows )中，将802.16 网络子系统认为是一种普通的802.3以太网设备，并以802.3接口形 式与这个802.16子系统进行通讯。图3是802.3以太网接口的收发 包格式。在实际操作中，操作系统的网络协议栈将数据包封装成为 如图3所示的以太网包后，交由802.16子系统的MAC层进4亍处理。
从图3中还可以看到，以太网包中数据部分除了 IP数据报类型 (0800)夕卜，还包含有地址解析协议(ARP)请求类型(0806)。 ARP可用来实现IP地址到MAC地址的动态转换，利用ARP,可 以获取某一 IP地址的MAC地址，ARP包格式如图4所示；通过向 网络中发送带有此包格式的广播消息，可以获取目的IP地址对应的 MAC地址。
但在802.16系统中，MAC层是面向连4妄的，每一个连接均由 一个标识符CID (Connect ID)来唯一标识，因此，在数据传输的 过程中，不需要用到MAC地址，因此也就不需要以太网的ARP协 议。这也是802.16系统中的IPv4 CS对ARP包不进行处理的原因。
因此，在这种802.16系统应用场景下，如果对ARP的请求不 处理或者丢弃，就会l吏从操作系统网络协议栈发出的ARP请求无法 得到回应，导致发送流程的失败，从而可能导致通信中断，4吏 WiMAX用户i殳备无法进4亍正常的语音或者i欠据通i凡，也就是i兌， 目前存在由于IPv4 CS子层无法正确处理ARP"i青求而可能导致无法进行正常的电话呼叫或者上网操作的问题。然而，至今尚未提出能 够解决该问题的4支术方案。发明内容考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于才是供一种地址解析协i义请求消息处理方法及装置。以解决相关4支术 中针对802.16系统中IPv4 CS子层无法正确处理ARPi青求的问题。根据本发明的一个实施例，提供了 一种地址解析协议请求消息 处理方法，用于对802.16系统采用IPv4时的;也址解4斤协议_清求消 息进4于处理。该方法包括在4妄收到来自发送方的地址解析协i义请求包后， 根据地址解析协议请求包中的信息构造地址解析协议响应包，并将 地址解析协议响应包的源端物理地址设置为预定值；将构造的地址 解析协i义响应包发送纟合发送方。其中，才艮据地址解析协议请求包中的以下信息中的至少之一构 造地址解析协议响应包源地址、源地址的类型、用户设备地址、 石更4牛类型、i"办i义类型、切、iO也址、源i"办iU也址。优选地，可以对用户设备地址进行修改，将修改后的用户i殳备 ;也址作为i也址解4斤f办i义响应包的源端物理;也址。优选地，修改用户设备地址的方式可以为将用户设备地址加1。优选地，预定值满足以下条件与本系统内的其它々某体接入控制地J:止不存在冲突。6根据本发明的另 一实施例，还提供了 一种地址解析协议请求消息处理装置，用于对802.16系统采用IPv4时的地址解4斤协识/清求 消息进4于处理。该装置包括接收模块，用于接收来自发送方的地址解析协议 请求包；构造模块，用于根据地址解析协议请求包中的信息构造地 址解析协议响应包，并将地址解析协议响应包的源端物理地址设置 为预定值；发送模块，用于将构造的地址解析协议响应包发送给发 送方。其中，构造模块根据地址解析协议请求包中的以下信息中的至 少之一构造地址解析协i义响应包源地址、源地址的类型、用户设 备地址、硬件类型、协议类型、协议地址、源协议地址。优选地，构造才莫块可以对用户设备地址进行修改，将修改后的 用户设备地址作为地址解析协议响应包的源端物理地址。优选地，构造模块修改用户设备地址的方式可以为将用户设备 地址力口 1 。优选地，预定值满足以下条件与本系统内的其它々某体4妄入控制:l也址不存在冲突。通过本发明的上述4支术方案，能够保证IP CS网络的稳定性以 及数据的正常传送；并且，可以应用在WiMAX网络下的各种形式 的用户"^殳备上以及带有各种才喿作系统(例如，linux才喿作系统、 windows操作系统)的或不带有操作系统的设备，具有较好的通用 性。
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 _清的一部分，本发明的示意性实施例及其iJt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是根据相关技术的IP格式数据包的报文格式的示意图；图2是根据相关技术的操作系统中网络协议栈与802.16系统的 交互示意图；图3是根据相关技术的802.3以太网接口的收发包格式的示意图；图4是根据相关技术的ARP包格式示意图；图5是根据本发明方法实施例的地址解析协议请求消息处理方 法的流禾呈图；图6是根据本发明方法实施例的地址解析协议请求消息处理方 法的详细处理过程的流程图；的信令流程图；以及图8是根据本发明装置实施例的地址解析协议请求消息处理装 置的框图。
具体实施方式
方法实施例在本施例中，提供了一种地址解析协议请求消息处理方法，用 于对802.16系统采用IPv4时的地址解析切4义_清求消息进4亍处理。图5是4艮据本发明实施例的地址解析协议请求消息处理方法的流程 图。如图5所示，4艮据本发明实施例的地址解析协议请求消息处理 方法包括步骤S502，在接收到来自发送方的地址解析协议请求包 后，4艮据地址解析协议请求包中的信息构造地址解析协i义响应包， 并将地址解析协i义响应包的源端物理地址i殳置为预定值；步骤 S504，将构造的地址解析协议响应包发送给发送方。其中，根据地址解析协议请求包中的以下信息中的至少之一构 造地址解析协议响应包源地址、源地址的类型、用户设备地址、 石更件类型、协i义类型、协i义地址、源协i义地址。优选地，对用户设备地址进行修改，将修改后的用户设备地址 作为地址解析协议响应包的源端物理地址。也就是说，对于进入802.16子系统中的ARP请求，可以采取 一种所谓的ARP欺骗机制来保证发送端得到正确的响应。在数据在 发送到802.16系统中后，802.16的IPv4 CS子层首先需要监控接收 到的的包格式，如果发现需要发送的包是ARP请求包，则将其截获， 填充某一任意的MAC地址(如WiMAX用户i殳备MAC地址+1 ) 后作为ARP应答直接返回发送端网络协议栈，不再继续向802.16 系统的下一步进行发送。这样就可以保证网络协议栈发出的ARP请 求及时得到响应，不会影响正常数据的发送。从而提高系统的稳定 性。为了寺丸行这个过程，我们需要构造一个以太网格式的ARP响应 包，即，如图3所示，首先要i殳置以太网头，包4舌目的i也址、源;也 址和类型，其中目的地址和类型，可以从ARP请求包中获得，源地 址用WiMAX用户设备的地址来填充。接下来是填充ARP字段(如图4所示)，这其中的大部分内容都可以从ARP请求包中获得，包 4舌石更件类型、协i义类型、目的端物理地址、协i义地址和源端协i义地 址等。优选地，考虑到处理速度等因素，修改用户设备地址的方式为 将用户i殳备地址力口 1 ( WiMAX用户^殳备MAC地址+1 )。本领域才支 术人员应当理解，将地址加l仅是一个实例，在实际应用当中还可 以以其它方式进行l奮改，例如，对用户设备MAC地址加上其它值、 减去某值。总之，作为上述预定值的用户设备MAC地址应当满足 以下条件与本系统内的其它媒体接入控制地址不存在冲突。也就是说，要注意源端物理地址的取值，应该选取一个合适的 值(上述预定值)。这个值的选取的主要依据是不和本系统中其他 MAC地址冲突，一^殳情况下，我们选择WiMAX用户设备的MAC 地址力口 1 。ARP响应所需的字,史填充完毕之后，就可以调用4矣收函凄t， 802.16 IPV4 CS子层将这个ARP响应包发回给网络协议栈(Step 504-508 )。根据这种方式，WiMAX用户设备中的操作系统的网络协议栈 就能够得到及时正确的ARP响应包，并4艮据内容更新自己的ARP 列表。图6是4艮据本发明方法实施例中优选实施例的流程图。下面， 结合图6对上述技术方案的处理进行说明。如图6所示，具体包括 以下处理过禾呈步骤601 - 603, 802.16系统的IPv4 CS子层检测接收到的数据 包，判断是否是ARP请求包；这里有两种情况，第一种情况，是从图2所示的类型字段定义 中获得；第二种情况，如果IPv4电路域(CS)子层检测到发来的 包不是ARP请求包，则对此IP包数据进行接下来正常的802.16处 理(步骤610);步骤604-608，如果IPv4 CS子层4全测到包类型的确是的ARP 包，贝'J根据接收包构造ARP响应包，其中的目的物理地址可以任意 选定，在添加上以太网头之后利用4喿作系统协i义栈的4妄收函凄t通过 802.3接口将其发回网络协议栈。下面将以WiMAX移动台MS上电开机初始化寻找网络的过程 为例，对上述的l支术方案进4亍详细i兌明。对于这个过程，需要说明的是，图7只是MS上电接入网络的 大致示意图，并不代表MS完整的接入过程。出于清楚的目的，这 里^f又示出了简化的处理过程，本领域4支术人员应当理解，在实际应 用当中MS和BS之间交互的指令和过程比图7所示过程复杂。如图7所示，具体包括以下步骤步骤710-730，进行物理层同步，MAC层同步以及网络接入后， 在MS向BS侧的动态主才几配置协i义(DHCP)月良务器发送DHCP 请求IP地址并成功获取后，为了验证连接是否成功，MS向BS发 出了 一个ping指令(步骤750 )，在执行这个ping指令时，MS首先 查询自身的ARP列表中是否是有此IP对应的MAC地址，如果没 有，就会发出一个ARP请求，根据前面的描迷，802.16系统的IPCS 不会处理这个ARP"i青求，这种情况下，就必须对这个ARP i青求作 出#夂骗处理。在这个过程中，ping指令不会因为没有获取正确的目的MAC 地址而导致错误。在前面提到过，802.16系统是面向连接的系统，其正确连接不是依赖MAC地址，而是通过连接标识(Connect ID, CID)与连接建立关系的，并从CID获得目的地址和服务质量 (Quality of Serives， QoS )要,，。MS白勺CID是/人图7中6勺观'J^巨过 程的RNG-RSP消息获取的(步骤730 )。上述的应用示例只是ARP欺骗的一个具体应用，在实际的网络 操作中，还有很多需要发送ARP请求的应用的指令操作，对与这些 才喿作，也都需要采取ARP欺骗的方法，保证通讯的正常。对于802.16系统，还需要说明的是，这样的ARP欺骗并不会 影响IP凄t据包的正常发送。乂人前面的存又述中得知，需要发送的IP 数据包从操作系统的网络协议栈进入802.16系统时，需要在头部添 加目的;也址、源;也址和类型等字,爻，^皮去t装成为为以太网包，而当 802.16系统把数据最终传送到空中的时候，对于802.16的IP CS, 其净荷的格式又需要纟皮还原成为IP包4各式，不再包含以太网头。在真正进行数据传送的时候并没有用到目的地址、源地址等字段。所 以即使此处的目的地址是通过ARP欺骗获取来的非正确地址，也不 会影响数据的正常传送。在上面的叙述中，涉及的操作系统时，是以linux操作系统为 例的，实际上，在带有其j也才喿作系纟充(例如，windows)的802.16 系统中，对ARP请求的指令的处理也是一样的，只是由于各个操作 系统的网络层协议的接口实现方式不同，导致实际操作时调用的接 口函凄t有所差别，^旦其原理和才乘作流程都是完全相同的。装置实施例在实施例中，提供了一种地址解析协议请求消息处理装置，用 于对802.16系统采用IPv4时的地址解析协议请求消息进行处理。 图8是根据本实施例的地址解析协议请求消息处理装置框图。如图8所示，该装置包括接收模块802，用于接收来自发送 方的地址解析协议请求包；构造模块804,用于才艮据地址解析协议 _清求包中的信息构造地址解析协议响应包，并将i也址解4斤协i义响应 包的源端物理地址i殳置为预定值；发送才莫块806，用于将构造的地 址解析协议响应包发送给发送方。其中，构造模块804根据地址解析协议请求包中的以下信息中 的至少之一构造地址解析协i义响应包源地址、源地址的类型、用 户设备地址、石更件类型、协i义类型、协iU也址、源协i义地址。优选地，构造模块804可以对用户设备地址进行修改，将修改 后的用户i殳备;也址4乍为;也址解冲斤f办i义响应包的源端物理i也址。优选地，构造模块804修改用户设备地址的方式可以为将用户 设备地址力口 1 。优选地，预定值满足以下条件与本系统内的其它々某体接入控 制地址不存在冲突。综上所述，借助于本发明的技术方案，能够保证IPCS网络的 稳定性以及数据的正常传送；并且，可以应用在WiMAX网络下的 各种形式的用户设备上以及带有各种操作系统(例如，linux操作系 统、windows操作系统)的或不带有操作系统的设备，本发明具有 4交好的通用性；此外，还对802.16协议中的IP CS部分进4亍了4卜充 和冗善。以上所述4又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。
权利要求
1. 一种地址解析协议请求消息处理方法，用于对802.16系统采用IPv4时的地址解析协议请求消息进行处理，其特征在于，所述方法包括在接收到来自发送方的地址解析协议请求包后，根据所述地址解析协议请求包中的信息构造地址解析协议响应包，并将所述地址解析协议响应包的源端物理地址设置为预定值；将构造的所述地址解析协议响应包发送给所述发送方。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述地址解析 协议请求包中的以下信息中的至少之一构造所述地址解析协 议响应包源地址、所述源地址的类型、用户设备地址、硬件 类型、协议类型、协议地址、源协议地址。
3. 才艮据4又利要求2所述的方法，其特征在于，对所述用户i殳备地 址进行〗奮改，将修改后的用户i殳备地址作为所述地址解析协i义 响应包的源端物理;也址。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，修改所述用户设备 i也址的方式为将所述用户i殳备i也址加1。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定值满足以 下条件与本系统内的其它々某体接入控制地址不存在冲突。
6. —种地址解析协议请求消息处理装置，用于对802.16系统采 用IPv4时的地址解析协议请求消息进行处理，其特征在于， 所述装置包括-.接收模块，用于接收来自发送方的地址解析协议请求包；构造模块，用于根据所述地址解析协，议请求包中的信息构 造地址解析协议响应包，并将所述地址解析协议响应包的源端 物理地址设置为预定值；发送纟莫块，用于将构造的所述地址解冲斤协i义响应包发送给 所述发送方。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述构造模块才艮据 所述地址解析协议请求包中的以下信息中的至少之一构造所 述地址解析协议响应包源地址、所述源i也址的类型、用户i殳 备地址、硬/f牛类型、协议类型、协议地址、源协"i义地址。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述构造模块对所 述用户设备地址进行修改，将々l"改后的用户设备地址作为所述 i也址解一斤+办i义响应包的源端物5里i也址。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述构造模块修改 所述用户i殳备i也址的方式为〗夸所述用户i殳备;也址力口 1。
10. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预定值满足以 下条件与本系统内的其它媒体接入控制地址不存在沖突。
全文摘要
本发明公开了一种地址解析协议请求消息处理方法，包括在接收到来自发送方的地址解析协议请求包后，根据地址解析协议请求包中的信息构造地址解析协议响应包，并将地址解析协议响应包的源端物理地址设置为预定值；将构造的地址解析协议响应包发送给发送方。此外，本发明还公开了一种地址解析协议请求消息处理装置。根据本发明技术方案，能够保证IP CS网络的稳定性以及数据的正常传送；并且，可以应用在WiMAX网络下的各种形式的用户设备上以及带有各种操作系统(例如，linux操作系统、windows操作系统)的或不带有操作系统的设备，具有较好的通用性。
文档编号H04L29/08GK101257517SQ20081008991
公开日2008年9月3日 申请日期2008年4月9日 优先权日2008年4月9日
发明者刘鹏午, 蔡红红 申请人:中兴通讯股份有限公司