专利名称：一种介质访问控制地址冲突检测方法、装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及以太网接入技术，尤其涉及一种介质访问控制(Medium/Media Access Control, MAC)冲突检测方法、装置和系统。
背景技术：
目前，互联网络为互联网络协议版本6 (Internet Protocol Version 6，IPv6)网络，随着智慧城市、电子地球、物联网等网络技术的发展，人们对随时随地接入IPv6网络的需求不断扩大，各种有线、无线网络设备不断接入IPv6网络中。而且，随着虚拟化技术的发展，虚拟网络设备也不断地加入到IPv6网络中。但是，由于现有网络设备的MAC地址大多是在出厂时即随机固化生成的48位地址，是不可变更的。这样，随着在二层交换网络中接入的网络设备不断增多，不同网络设备具有相同的MAC地址的可能性越来越大，如此就会导致出现MAC地址冲突的情况。由于二层交换机的数据包转发是基于MAC地址来实现的，因此，当在二层交换网络中存在MAC地址冲突时，会引起MAC转发表的震荡，导致二层交换机误发服务响应交互报文、服务访问报文等报文，进而导致存在MAC地址冲突的网络设备不能正常访问网络，不能为用户正常提供网络服务。此外，由于网络交互的报文会被二层交换机导向存在冲突MAC的另外的设备，不仅导致网络机密信息存在泄漏的风险，而且导致网络攻击被导向不期望的网络设备、或虚拟设备，从而带来网络攻击的风险。目前，虽然有些网络设备可以根据预设的策略和规则自动产生新的MAC地址，但自动产生的MAC地址仍会与其他网络设备的MAC地址存在冲突。只有当出现网络设备不能正常访问网络，不能为用户正常提供网络服务，甚至受到网络攻击的情况时，管理人员才会发现存在MAC地址冲突的情况，进而对MAC地址进行更改。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种MAC地址冲突检测方法、装置和系统， 能有效避免MAC地址冲突的情况出现，进而保证网络设备对网络的正常访问，为用户提供正常的网络服务，降低网络攻击的风险。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明公开了一种介质访问控制MAC地址冲突检测方法，该方法包括访问网络之前，本地网络设备向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文， 所述请求报文中携带所述网络设备的当前MAC地址；收到请求报文的目标网络设备，从所述请求报文中提取MAC地址并进行检测，判定提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文；收到响应报文的本地网络设备产生新MAC地址。
较佳的，所述MAC地址冲突检测请求报文和所述MAC地址冲突检测响应报文分别置于扩展的IPv6传输控制消息协议ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。较佳的，所述目标多播地址的后M位是本地网络设备当前MAC地址的后M位；所述请求多播地址的后M位是发出MAC地址冲突检测响应报文的目标网络设备的MAC地址的后M位。较佳的，所述本地网络设备产生新MAC地址为所述本地网络设备根据路由器发出的MAC地址前缀和本地随机产生的索引值产生新MAC地址。较佳的，所述MAC地址前缀为路由器定时向节点多播地址发出的；所述MAC地址前缀置于MAC地址前缀通告消息中。较佳的，所述节点多播地址为FF02: 1。较佳的，所述本地网络设备产生新MAC地址之前，该方法还包括所述网络设备向路由器多播地址发送MAC地址前缀请求消息；收到请求消息的路由器，向节点多播地址发送MAC地址前缀通告消息，所述MAC地址前缀通告消息携带MAC地址前缀；其中，所述MAC地址前缀请求消息和所述MAC地址前缀通告消息分别置于扩展的 ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。较佳的，所述路由器多播地址为FF02 2。本发明公开了一种网络设备，该网络设备包括请求报文发送单元和MAC地址产生单元，其中，所述请求报文发送单元，用于在网络设备访问网络之前，向目标多播地址发出MAC 地址冲突检测请求报文，所述请求报文中携带所述网络设备的当前MAC地址；所述MAC地址产生单元，用于根据收到的MAC地址冲突检测响应报文产生新MAC 地址。较佳的，所述MAC地址产生单元，具体用于根据路由器发出的MAC地址前缀和本地随机产生的索引值产生新MAC地址。本发明公开了一种网络设备，该网络设备包括MAC地址提取单元、检测单元和响应报文发送单元，其中，所述MAC地址提取单元，用于从收到的MAC地址冲突检测请求报文中提取MAC地址；检测单元，用于对提取的MAC地址进行检测，判断提取出的MAC地址是否与自身的 MAC地址相同；响应报文发送单元，用于当提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文。本发明公开了一种路由器，所述路由器包括MAC地址前缀发送单元和MAC地址前缀通告消息发送单元；其中，MAC地址前缀发送单元，用于定时向节点多播地址发出MAC地址前缀，所述MAC地址前缀置于MAC地址前缀通告消息中；MAC地址前缀通告消息发送单元，用于根据收到的MAC地址前缀通告消息，向节点多播地址发送MAC地址前缀通告消息，所述MAC地址前缀通告消息携带MAC地址前缀。本发明公开了一种MAC地址冲突检测系统，该系统包括本地网络设备和目标网络设备，其中，所述本地网络设备，用于在其访问网络之前，向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文，所述请求报文中携带所述网络设备的当前MAC地址；根据收到的MAC地址冲突检测响应报文产生新MAC地址；所述目标网络设备，用于从本地网络设备发来的MAC地址冲突检测请求报文中提取MAC地址；对提取的MAC地址进行检测，判断提取出的MAC地址是否与自身的MAC地址相同；当提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文。较佳的，该系统还包括路由器，所述路由器，用于定时向节点多播地址发出MAC地址前缀，所述MAC地址前缀置于MAC地址前缀通告消息中；所述本地网络设备，具体用于根据路由器发出的MAC地址前缀和本地随机产生的索引值产生新MAC地址。较佳的，所述本地网络设备，还用于向路由器多播地址发送MAC地址前缀请求消息；所述MAC地址前缀请求消息置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中；所述路由器，还用于向节点多播地址发送MAC地址前缀通告消息，所述MAC地址前缀通告消息携带MAC地址前缀；所述MAC地址前缀通告消息置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。由上可知，本发明提供的MAC地址冲突检测方法，在网络设备访问网络之前，本地网络设备向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文，所述请求报文中携带所述网络设备的当前MAC地址；收到请求报文的目标网络设备，从所述请求报文中提取MAC地址并进行检测，判定提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，则向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文；收到响应报文的本地网络设备产生新MAC地址。采用上述技术方案，能够实现在网络设备访问网络之前对该网络设备的MAC地址进行冲突检测，从而避免MAC地址冲突的情况出现，进而保证网络设备对网络的正常访问，为用户提供正常的网络服务，降低网络攻击的风险。
图1为本发明网络设备的结构示意图；图2为本发明MAC地址分配系统的组成示意图；图3为本发明MAC地址分配方法的第一实施例的实现流程示意图；图4为本发明MAC地址分配方法的第二实施例的实现流程示意图；图5为接入IPv6网络的应用场景结构示意图。
具体实施例方式本发明公开了一种作为网络访问发起侧的网络设备，该网络设备包括请求报文发送单元和MAC地址产生单元，其中，所述请求报文发送单元，用于在网络设备访问网络之前，向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文，所述请求报文中携带所述网络设备的当前MAC地址；所述MAC地址产生单元，用于根据收到的MAC地址冲突检测响应报文产生新MAC 地址。所述MAC地址产生单元，具体用于根据路由器发出的MAC地址前缀和本地随机产生的索引值产生新MAC地址。本发明还公开了一种作为网络访问响应侧的网络设备，如图1所示，该网络设备包括MAC地址提取单元、检测单元和响应报文发送单元，其中，所述MAC地址提取单元，用于从收到的MAC地址冲突检测请求报文中提取MAC地址；检测单元，用于对提取的MAC地址进行检测，判断提取出的MAC地址是否与自身的 MAC地址相同；响应报文发送单元，用于当提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文。本发明公开了一种路由器，所述路由器包括MAC地址前缀发送单元和MAC地址前缀通告消息发送单元，其中，MAC地址前缀发送单元，用于定时向节点多播地址发出MAC地址前缀，所述MAC地址前缀置于MAC地址前缀通告消息中；MAC地址前缀通告消息发送单元，用于根据收到的MAC地址前缀通告消息，向节点多播地址发送MAC地址前缀通告消息，所述MAC地址前缀通告消息携带MAC地址前缀。本发明公开了一种MAC地址冲突检测系统，如图2所示，该系统包括本地网络设备、目标网络设备和路由器，其中，所述本地网络设备，用于在自身访问网络之前，向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文，所述请求报文中携带所述网络设备的当前MAC地址；根据收到的MAC地址冲突检测响应报文产生新MAC地址；所述目标网络设备，用于从本地网络设备发来的MAC地址冲突检测请求报文中提取MAC地址；对提取的MAC地址进行检测，判断提取出的MAC地址是否与自身的MAC地址相同；当提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文。所述路由器，用于定时向节点多播地址FF02: :1发出MAC地址前缀，所述MAC地址前缀置于MAC地址前缀通告消息中；所述本地网络设备，具体用于根据路由器发出的MAC地址前缀和本地随机产生的索引值产生新MAC地址。所述本地网络设备，还用于向路由器多播地址FF02::2发送MAC地址前缀请求消息；所述路由器，还用于向节点多播地址FF02::1发送MAC地址前缀通告消息，所述 MAC地址前缀通告消息携带MAC地址前缀；所述MAC地址前缀请求消息和所述MAC地址前缀通告消息分别置于扩展的IPv6 传输控制消息协议(Internet Control Message Protocol for IPv6，ICMPv6)消息或扩展的ICMPv6选项中。
基于上述设备和系统，下面介绍本发明MAC地址冲突检测方法的第一实施例，本实施例中，目标网络设备进行冲突检测，如图3所示，该方法包括步骤301、访问网络之前，本地网络设备向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文，所述请求报文中携带所述本地网络设备的当前MAC地址。这里，所述目标多播地址的后M位是本地网络设备当前MAC地址的后24位。这样，自身MAC地址的后M位与本地网络设备当前MAC地址的后M位相同的在线网络设备， 都会接收到MAC地址冲突检测请求报文，避免漏检。所述MAC地址冲突检测请求报文置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。步骤302、收到请求报文的目标网络设备，从所述请求报文中提取MAC地址并进行检测，判定提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，则向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文。这里，所述请求多播地址的后对位是发出MAC地址冲突检测响应报文的目标网络设备的MAC地址的后M位。这样，自身MAC地址的后M位与发出MAC地址冲突检测响应报文的目标网络设备的MAC地址后M位相同的在线网络设备，都会接收到MAC地址冲突检测响应报文，避免本地网络设备因存在MAC地址冲突而接收不到MAC地址冲突检测响应报文。所述MAC地址冲突检测响应报文置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。步骤303、收到响应报文的本地网络设备产生新MAC地址。具体的，所述本地网络设备根据路由器发出的MAC地址前缀如M位MAC地址厂商编号和本地随机产生的唯一索引值如M位索引值，产生新MAC地址。所述MAC地址前缀为路由器定时向节点多播地址FF02: :1发出的，所述MAC地址前缀置于MAC地址前缀通告消息中。所述MAC地址前缀请求消息置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。由于路由器定时向节点多播地址FF02: 1发出MAC地址前缀，在线的所有网络设备都能够接收到所述MAC地址前缀。本发明可以应用于接入IPv6网络的场景中，参见图4所示，图4中子网1通过二层交换机1直接连接路由器；子网2连接二层交换机3，所述二层交换机3连接汇聚交换机 2，所述汇聚交换机2再连接路由器。网络设备1为准备访问网络的本地网络设备，其余网络设备为在线的目标网络设备。例如，准备接入IPv6网络中的子网2的网络设备1的当前MAC地址为 00-1C-BF-43-32-EB。在线的网络设备5的MAC地址也为00-1C-BF-43-32-EB，网络设备1 和网络设备5的MAC地址存在MAC地址冲突。基于上述设备和系统，下面介绍本发明介质访问控制MAC地址冲突检测方法应用与上述场景的第二实施例，与第一实施例相比较，本实施例中，本地网络设备向路由器多播地址FF02 2发送MAC地址前缀请求消息，以获得MAC地址前缀，如图5所示，该方法包括步骤501、访问网络之前，本地网络设备向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文，所述请求报文中携带所述网络设备的当前MAC地址。这里，冲突检测请求报文的目的IPv6地址采用根据网络设备1当前的MAC地址00-1C-BF-43-32-EB构造的目标多播地址；所述目标多播地址的后24位是本地网络设备当前MAC地址的后24位。步骤502、收到请求报文的目标网络设备，从所述请求报文中提取MAC地址。其中，收到请求报文的各目标网络设备，分别从请求报文中提取出MAC地址 00-1C-BF-43-32-EB。步骤503、目标网络设备对提取的MAC地址进行检测，判断提取出的MAC地址与自身的MAC地址是否相同，如果相同，则进入步骤504 ；如果不相同，则进入步骤509。这里，各目标网络设备分别对提取的MAC地址进行检测；其中，网络设备5经检测判定提取出的MAC地址00-1C-BF-43-32-EB与自身的MAC地址00-1C-BF-43-32-EB相同。步骤504、目标网络设备向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文。这里，网络设备5向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文；具体的，MAC地址冲突检测响应报文的目的IPv6地址采用根据网络设备5自身的 MAC地址构造的请求多播地址；所述请求多播地址的后24位是发出MAC地址冲突检测响应报文的网络设备5的MAC地址的后24位。步骤505、本地网络设备判断是否在在预定时间内收到响应报文，如果收到响应报文，则进入步骤506 ；如果没有收到响应报文，则进入步骤510。步骤506、本地网络设备向路由器多播地址FF02: :2发送MAC地址前缀请求消息；其中，所述MAC地址前缀请求消息置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。由于本地网络设备向路由器多播地址FF02: :2发送MAC地址前缀请求消息，网络中的所有网络设备都能够接收到所述MAC地址前缀请求消息。步骤507、收到请求消息的路由器，向节点多播地址FF02: 1发送MAC地址前缀通告消息，所述MAC地址前缀通告消息携带MAC地址前缀；例如，所述MAC地址前缀为24位MAC地址厂商编号00_1C_EF。其中，所述MAC地址前缀通告消息置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。步骤508、所述本地网络设备根据路由器发出的MAC地址前缀和本地随机产生的唯一索引值，产生新MAC地址，进入步骤501。例如，所述新MAC 地址为 00-1C-EF-43-32-05。步骤509、目标网络设备不进行响应，进入步骤505。步骤510、所述网络设备使用当前MAC地址接入到网络，结束本次流程。采用本发明介质访问控制MAC地址冲突检测方法，在访问网络之前，网络设备1能够检测出与网络设备5存在MAC地址冲突，从而产生新的MAC地址，重复进行冲突检测，直到网络设备1的MAC地址与在线的其他网络设备不存在MAC地址冲突。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
1.一种介质访问控制MAC地址冲突检测方法，其特征在于，该方法包括访问网络之前，本地网络设备向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文，所述请求报文中携带所述网络设备的当前MAC地址；收到请求报文的目标网络设备，从所述请求报文中提取MAC地址并进行检测，判定提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文；收到响应报文的本地网络设备产生新MAC地址。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MAC地址冲突检测请求报文和所述 MAC地址冲突检测响应报文分别置于扩展的IPv6传输控制消息协议ICMPv6消息或扩展的 ICMPv6选项中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标多播地址的后M位是本地网络设备当前MAC地址的后M位；所述请求多播地址的后对位是发出MAC地址冲突检测响应报文的目标网络设备的MAC 地址的后M位。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述本地网络设备产生新MAC地址为所述本地网络设备根据路由器发出的MAC地址前缀和本地随机产生的索引值产生新MAC地址。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述MAC地址前缀为路由器定时向节点多播地址发出的；所述MAC地址前缀置于MAC地址前缀通告消息中。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述节点多播地址为FF02: 1。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述本地网络设备产生新MAC地址之前， 该方法还包括所述网络设备向路由器多播地址发送MAC地址前缀请求消息；收到请求消息的路由器，向节点多播地址发送MAC地址前缀通告消息，所述MAC地址前缀通告消息携带MAC地址前缀；其中，所述MAC地址前缀请求消息和所述MAC地址前缀通告消息分别置于扩展的 ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述路由器多播地址为FF02::2。
9.一种网络设备，其特征在于，该网络设备包括请求报文发送单元和MAC地址产生单元，其中，所述请求报文发送单元，用于在网络设备访问网络之前，向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文，所述请求报文中携带所述网络设备的当前MAC地址；所述MAC地址产生单元，用于根据收到的MAC地址冲突检测响应报文产生新MAC地址。
10.根据权利要求9所述的网络设备，其特征在于，所述MAC地址产生单元，具体用于根据路由器发出的MAC地址前缀和本地随机产生的索引值产生新MAC地址。
11.一种网络设备，其特征在于，该网络设备包括MAC地址提取单元、检测单元和响应报文发送单元，其中，所述MAC地址提取单元，用于从收到的MAC地址冲突检测请求报文中提取MAC地址；检测单元，用于对提取的MAC地址进行检测，判断提取出的MAC地址是否与自身的MAC 地址相同；响应报文发送单元，用于当提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文。
12.—种路由器，其特征在于，所述路由器包括MAC地址前缀发送单元和MAC地址前缀通告消息发送单元；其中，MAC地址前缀发送单元，用于定时向节点多播地址发出MAC地址前缀，所述MAC地址前缀置于MAC地址前缀通告消息中；MAC地址前缀通告消息发送单元，用于根据收到的MAC地址前缀通告消息，向节点多播地址发送MAC地址前缀通告消息，所述MAC地址前缀通告消息携带MAC地址前缀。
13.一种MAC地址冲突检测系统，其特征在于，该系统包括本地网络设备和目标网络设备，其中，所述本地网络设备，用于在其访问网络之前，向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文，所述请求报文中携带所述网络设备的当前MAC地址；根据收到的MAC地址冲突检测响应报文产生新MAC地址；所述目标网络设备，用于从本地网络设备发来的MAC地址冲突检测请求报文中提取 MAC地址；对提取的MAC地址进行检测，判断提取出的MAC地址是否与自身的MAC地址相同； 当提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，该系统还包括路由器，所述路由器，用于定时向节点多播地址发出MAC地址前缀，所述MAC地址前缀置于MAC 地址前缀通告消息中；所述本地网络设备，具体用于根据路由器发出的MAC地址前缀和本地随机产生的索引值产生新MAC地址。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述本地网络设备，还用于向路由器多播地址发送MAC地址前缀请求消息；所述MAC地址前缀请求消息置于扩展的ICMPv6消息或扩展的ICMPv6选项中；所述路由器，还用于向节点多播地址发送MAC地址前缀通告消息，所述MAC地址前缀通告消息携带MAC地址前缀；所述MAC地址前缀通告消息置于扩展的ICMPv6消息或扩展的 ICMPv6选项中。
全文摘要
本发明提供了一种介质访问控制(MAC)地址冲突检测方法，该方法包括访问网络之前，本地网络设备向目标多播地址发出MAC地址冲突检测请求报文，所述请求报文中携带所述网络设备的当前MAC地址；收到请求报文的目标网络设备，从所述请求报文中提取MAC地址并进行检测，判定提取出的MAC地址与自身的MAC地址相同时，则向请求多播地址发出MAC地址冲突检测响应报文；收到响应报文的本地网络设备产生新MAC地址。本发明还公开了MAC地址冲突检测装置和系统，本发明能有效避免MAC地址冲突的情况出现，进而保证网络设备对网络的正常访问，为用户提供正常的网络服务，降低网络攻击的风险。
文档编号H04L29/12GK102333134SQ201110314789
公开日2012年1月25日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者喻敬海, 赵真富 申请人:中兴通讯股份有限公司