一种介质访问控制地址分配方法、装置和系统

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)地址分配方法、装置和系统。

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、无线终端设备不断接入IPv6网络 中。而且，随着虚拟化技术的发展，虚拟终端设备也不断地加入到IPv6网络中。 但是，由于现有终端设备的MAC地址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终端设备不断增多，不同 终端设备具有相同的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 冲突的终端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 望的终端设备、或虚拟设备，从而带来网络攻击的风险。

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种MAC地址分配方法、装置和 系统，能根据接入网络中终端设备的请求自动分配MAC地址，从而避免MAC 地址冲突的情况出现，进而保证终端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地址分配方法，该方法包括：

客户端组件向服务器端组件发出获取MAC地址的请求消息；

所述服务器端组件根据收到的请求消息，向MAC资源管理组件发出分配 MAC地址的申请；

MAC资源管理组件根据收到的申请分配MAC地址，并将所述MAC地址 发送给服务器端组件；

所述服务器端组件将接收到的MAC地址发送给客户端组件，所述客户端 组件接收MAC地址。

较佳的，所述客户端组件向服务器端组件发出获取MAC地址的请求消息 为：

所述客户端组件通过DHCPv6协议向服务器端组件发出获取MAC地址的 请求消息SOLICIT；

所述服务器端组件根据收到的请求消息，向MAC资源管理组件发出分配 MAC地址的申请为：

所述服务器端组件根据收到的SOLICIT，向MAC资源管理组件发出分配 MAC地址的申请；

所述MAC资源管理组件根据收到的申请分配MAC地址，并将所述MAC 地址发送给服务器端组件为：

MAC资源管理组件根据收到的申请分配MAC地址，并将所述MAC地址 置于通知响应ADVERTISE中通过DHCPv6协议发送给服务器端组件；

所述服务器端组件将收到的MAC地址发送给客户端组件，所述客户端组 件接收MAC地址为：

所述服务器端组件通过DHCPv6协议将收到的MAC地址发送给客户端组 件；所述客户端组件接收ADVERTISE，并从中提取MAC地址。

较佳的，所述客户端组件接收ADVERTISE，并从中提取MAC地址之后， 该方法还包括：

所述客户端组件选择带有MAC地址且符合设定要求的ADVERTISE；向发 送所述ADVERTISE的服务器端组件发出请求REQUEST；

所述服务器端组件根据收到的REQUEST，将收到的所述MAC地址置于回 复响应REPLY中通过DHCPv6协议发送给客户端组件；

客户端组件接收REPLY，并从中提取MAC地址。

较佳的，所述MAC资源管理组件根据收到的申请分配MAC地址，并将所 述MAC地址发送给服务器端组件为：

所述MAC资源管理组件根据收到的申请分配MAC地址，确定所述MAC 地址的有效期，并将所述MAC地址和所述MAC地址的有效期发送给服务器端 组件。

相应的，所述服务器端组件将收到的MAC地址发送给客户端组件为：

所述服务器端组件将收到的MAC地址和所述MAC地址的有效期发送给客 户端组件。

较佳的，所述客户端组件接收MAC地址之后，该方法还包括：

所述客户端组件在所述有效期超期前，通过向服务器端组件发送延续有效 期请求RENEW/REBIND，所述请求携带所述MAC地址；

服务器端组件根据收到的RENEW/REBIND，发送所述MAC地址的有效期 发送给客户端组件。

较佳的，所述客户端组件接收MAC地址之后，该方法还包括：

当客户端组件下线时，所述客户端组件向服务器端组件发送释放MAC地 址请求RELEASE，所述请求携带所述MAC地址；

服务器端组件根据收到的RELEASE，标记所述MAC地址为可用，并通知 客户端组件所述MAC地址失效。

较佳的，所述服务器端组件将收到的MAC地址发送给客户端组件为：

所述服务器端组件将收到的MAC地址通过任播Anycast或多播Multicast 地址发送给客户端组件。

本发明公开了一种客户端组件，所述客户端组件包括：请求消息发送单元 和MAC地址接收单元；其中，

所述请求消息发送单元，用于向服务器端组件发出获取MAC地址的请求 消息；

所述MAC地址接收单元，用于接收服务器端组件发来的MAC地址。

较佳的，所述请求消息发送单元，具体用于通过DHCPv6协议向服务器端 组件发出获取MAC地址的请求消息SOLICIT；

所述MAC地址接收单元，具体用于接收服务器端组件发来的 ADVERTISE，并从中提取MAC地址。

本发明公开了一种服务器端组件，所述服务器端组件包括：分配MAC地 址请求发送单元和MAC地址转发单元；其中，

所述分配MAC地址请求发送单元，用于根据客户端组件发来的请求消息， 向MAC资源管理组件发出分配MAC地址的申请；

所述MAC地址转发单元，用于将MAC资源管理组件发来的MAC地址发 送给客户端组件。

较佳的，所述分配MAC地址请求发送单元，具体用于根据客户端组件发 来的SOLICIT，向MAC资源管理组件发出分配MAC地址的申请；

所述MAC地址转发单元，具体用于通过DHCPv6协议将MAC资源管理 组件发来的MAC地址发送给客户端组件。

本发明公开了一种MAC资源管理组件，所述MAC资源管理组件包括MAC 地址分配单元和MAC地址发送单元：

所述MAC地址分配单元，用于根据服务器端组件发来的申请分配MAC地 址；

所述MAC地址发送单元，用于将MAC地址分配单元分配的MAC地址发 送给服务器端组件。

较佳的，所述MAC地址发送单元，具体用于将所述MAC地址置于通知响 应ADVERTISE中通过DHCPv6协议发送给服务器端组件。

本发明公开了一种MAC地址分配系统，该系统包括：客户端组件、服务 器端组件和MAC资源管理组件；其中，

所述客户端组件，用于向服务器端组件发出获取MAC地址的请求消息； 接收服务器端组件发来的MAC地址；

所述服务器端组件，用于根据客户端组件发来的请求消息，向MAC资源 管理组件发出分配MAC地址的申请；将MAC资源管理组件发来的MAC地址 发送给客户端组件；

所述MAC资源管理组件，用于根据服务器端组件发来的申请分配MAC地 址，并将所述MAC地址发送给服务器端组件。

较佳的，所述客户端组件包括请求消息发送单元和MAC地址接收单元； 所述服务器端组件包括分配MAC地址请求发送单元和MAC地址转发单元；所 述MAC资源管理组件包括MAC地址分配单元和MAC地址发送单元；其中，

所述请求消息发送单元，用于向所述分配MAC地址请求发送单元发出获 取MAC地址的请求消息；

所述MAC地址接收单元，用于接收所述MAC地址转发单元发来的MAC 地址；

所述分配MAC地址请求发送单元，用于根据收到的请求消息，向所述MAC 地址分配单元发出分配MAC地址的申请；

所述MAC地址分配单元，用于根据收到的申请分配MAC地址；

所述MAC地址发送单元，用于将MAC地址分配单元分配的MAC地址发 送给所述MAC地址转发单元；

所述MAC地址转发单元，用于将收到的MAC地址发送给所述MAC地址 接收单元。

较佳的，所述MAC资源管理组件，还用于根据收到的申请分配MAC地址， 确定所述MAC地址的有效期，并将所述MAC地址和所述MAC地址的有效期 发送给服务器端组件；

所述服务器端组件，还用于将收到的MAC地址和所述MAC地址的有效期 发送给客户端组件。

较佳的，所述客户端组件，还用于当其下线时，向服务器端组件发送释放 MAC地址请求RELEASE，所述请求携带所述MAC地址；

所述服务器端组件，还用于根据收到的RELEASE，标记所述MAC地址为 可用，并通知客户端组件所述MAC地址失效。

由上可知，本发明提供的MAC地址分配方法、装置和系统，客户端组件 向服务器端组件发出获取MAC地址的请求消息；服务器端组件根据接收到的 请求消息，向MAC资源管理组件发出分配MAC地址的申请；MAC资源管理 组件根据接收到的申请分配MAC地址，并将分配的MAC地址经由服务器端组 件发送给客户端组件。采用上述技术方案，能够实现根据接入网络中的终端设 备的请求，自动分配MAC地址，避免MAC地址冲突的情况出现，进而保证终 端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MAC地址分配方法的第一实施例的实现流程示意图；

图2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3为本发明MAC地址分配系统的组成结构示意图；

图4为专线接入IPv6网络的应用场景结构示意图；

图5为宽带接入IPv6网络的应用场景结构示意图。

本发明提供了一种客户端组件，包括：请求消息发送单元和MAC地址接 收单元；其中，

所述请求消息发送单元，用于向服务器端组件发出获取MAC地址的请求 消息；

所述MAC地址接收单元，用于接收服务器端组件发来的MAC地址。

较佳的，所述请求消息发送单元，具体用于通过DHCPv6协议向服务器端 组件发出获取MAC地址的请求消息SOLICIT；

所述MAC地址接收单元，具体用于接收服务器端组件发来的 ADVERTISE，并从中提取MAC地址。

本发明提供了一种服务器端组件，包括：分配MAC地址请求发送单元和 MAC地址转发单元；其中，

所述分配MAC地址请求发送单元，用于根据客户端组件发来的请求消息， 向MAC资源管理组件发出分配MAC地址的申请；

所述MAC地址转发单元，用于将MAC资源管理组件发来的MAC地址发 送给客户端组件。

较佳的，所述分配MAC地址请求发送单元，具体用于根据客户端组件发 来的SOLICIT，向MAC资源管理组件发出分配MAC地址的申请；

所述MAC地址转发单元，具体用于通过DHCPv6协议将MAC资源管理 组件发来的MAC地址发送给客户端组件。

本发明提供了一种MAC资源管理组件，包括：MAC地址分配单元和MAC 地址发送单元；其中，

所述MAC地址分配单元，用于根据服务器端组件发来的申请分配MAC地 址，

所述MAC地址发送单元，用于将所述MAC地址发送给服务器端组件。

较佳的，所述MAC地址发送单元，具体用于将所述MAC地址置于通知响 应ADVERTISE中通过DHCPv6协议发送给服务器端组件。

本发明提供了一种MAC地址分配系统，参见图3所示，该系统包括：所 述客户端组件、所述服务器端组件、以及所述MAC资源管理组件；其中，

所述客户端组件，用于向服务器端组件发出获取MAC地址的请求消息； 接收服务器端组件发来的MAC地址；

所述服务器端组件，用于根据客户端组件发来的请求消息，向MAC资源 管理组件发出分配MAC地址的申请；将MAC资源管理组件发来的MAC地址 发送给客户端组件；

所述MAC资源管理组件，用于根据服务器端组件发来的申请分配MAC地 址，并将所述MAC地址发送给服务器端组件。

进一步的，所述客户端组件包括请求消息发送单元和MAC地址接收单元； 服务器端组件包括分配MAC地址请求发送单元和MAC地址转发单元；MAC 资源管理组件包括MAC地址分配单元和MAC地址发送单元；

所述客户端组件的请求消息发送单元，用于向所述服务器端组件的分配 MAC地址请求发送单元发出获取MAC地址的请求消息；

所述分配MAC地址请求发送单元，用于根据收到的请求消息，向所述MAC 资源管理组件的MAC地址分配单元发出分配MAC地址的申请；

所述MAC地址分配单元，用于根据收到的申请分配MAC地址；

所述MAC地址发送单元，用于将MAC地址分配单元分配的MAC地址发 送给服务器端组件的MAC地址转发单元；

所述MAC地址转发单元，用于收到的MAC地址发送给客户端组件的MAC 地址接收单元；

所述MAC地址接收单元，用于接收所述MAC地址。

基于上面的设备和系统，下面介绍本发明MAC地址分配方法的第一实施 例，如图1所示，本实施例的方法包括：

步骤101、客户端组件向服务器端组件发出获取MAC地址的请求消息；

具体的，预先在客户端组件配置允许使用IPv6的动态主机配置协议 (Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6，DHCPv6)获取MAC地址、以 及触发网络设备发起DHCPv6协议交互的功能；所述客户端组件可以配置在准 备接入网络的终端设备上。

所述客户端组件通过DHCPv6协议向服务器端组件发出获取MAC地址的 请求消息SOLICIT。

步骤102、服务器端组件根据接收到的请求消息，向MAC资源管理组件发 出分配MAC地址的申请；

具体的，预先在服务器端组件上配置允许通过扩展的DHCPv6协议选项下 发MAC的功能，服务器端组件根据接收到的SOLICIT之后，向MAC资源管 理组件发出分配MAC地址的申请。

步骤103、MAC资源管理组件根据接收到的申请分配MAC地址，并将所 述MAC地址发送给服务器端组件。

具体的，预先在MAC资源管理组件上配置允许分配的MAC地址资源， MAC资源管理组件根据接收到的申请分配MAC地址，并将所述MAC地址置 于通知响应ADVERTISE中通过DHCPv6议发送给服务器端组件。

步骤104、服务器端组件将接收到的MAC地址发送给客户端组件。

具体的，服务器端组件通过DHCPv6协议将接收到的MAC地址发送给客 户端组件。

可选的，服务器端组件将接收到的MAC地址通过任播Anycast或多播 Multicast地址发送给客户端组件，以确保存在MAC地址冲突的接入设备能够 正确接收到通过DHCPv6协议发送的数据。

步骤105、所述客户端组件接收MAC地址。

具体的，所述客户端组件接收ADVERTISE，并从中提取MAC地址。

由上可知，采用上述技术方案可以实现根据接入IPv6网络中的终端设备的 请求，自动分配MAC地址，从而避免MAC地址冲突的情况出现。

本发明MAC地址分配方法的第二实施例参见图2所示，本实施例中，预 先在MAC资源管理组件上配置允许分配的MAC地址资源，在服务器端组件上 配置允许通过扩展的DHCPv6协议选项下发MAC的功能，在客户端组件配置 允许使用DHCPv6协议获取MAC地址、触发网络设备发起DHCPv6协议交互 的功能。本实施例中，客户端组件先后从ADVERTISE和REPLY中各提取一次 MAC地址。

如图2所示，本实施例的方法包括以下步骤：

步骤201、客户端组件通过DHCPv6协议向服务器端组件发出获取MAC 地址的请求消息SOLICIT。

步骤202、服务器端组件根据接收到的SOLICIT，向MAC资源管理组件 发出分配MAC地址的申请。

步骤203、MAC资源管理组件根据接收到的申请分配MAC地址，并将所 述MAC地址置于通知响应ADVERTISE中通过DHCPv6协议发送给服务器端 组件。

步骤204、服务器端组件通过DHCPv6协议将接收到的MAC地址发送给 客户端组件。

步骤205、客户端组件接收ADVERTISE，并从中提取MAC地址。

步骤206～207、客户端组件选择带有MAC地址且符合设定要求的 ADVERTISE，并向发送所述ADVERTISE的服务器端组件发出请求REQUEST；

这里，由于是多播发送，会有多个服务端组件返回ADVERTISE，客户端 组件从中选择一个带有MAC地址且符合设定要求的ADVERTISE。

步骤208、服务器端组件根据接收到的REQUEST，将接收到的MAC地址 置于回复响应REPLY中通过DHCPv6协议发送给客户端组件。

步骤209、客户端组件接收REPLY，并从中提取MAC地址。

由上可知，采用上述技术方案可以实现根据接入IPv6网络中的终端设备的 请求，自动分配MAC地址，避免MAC地址冲突的情况出现。而且，客户端组 件先后从ADVERTISE和REPLY中各提取一次MAC地址，这样使得终端设备 可以根据实际需要对客户端组件提取的MAC地址进行对比校验，以保证获取 的MAC地址的准确性。

本发明MAC地址分配方法的第三实施例中，预先在MAC资源管理组件上 配置允许分配的MAC地址资源，在服务器端组件上配置允许通过扩展的 DHCPv6协议选项下发MAC的功能，在客户端组件配置允许使用DHCPv6协 议获取MAC地址、触发网络设备发起DHCPv6协议交互的功能。本实施例中， MAC资源管理组件根据接收到的申请分配MAC地址，并确定所述MAC地址 的有效期。

本实施例的方法包括以下步骤：

步骤301、客户端组件通过DHCPv6协议向服务器端组件发出获取MAC 地址的请求消息SOLICIT。

步骤302、服务器端组件根据接收到的SOLICIT，向MAC资源管理组件 发出分配MAC地址的申请。

步骤303、MAC资源管理组件根据接收到的申请分配MAC地址，确定所 述MAC地址的有效期，并将MAC地址和MAC地址的有效期通过DHCPv6 协议发送给服务器端组件。

步骤304、服务器端组件将接收到的MAC地址和所述MAC地址的有效期 通过DHCPv6协议发送给客户端组件。

步骤305、客户端组件接收ADVERTISE，并从中提取MAC地址和所述 MAC地址的有效期；

其中，如果所述MAC地址的使用时间超过有效期时，所述MAC地址失效。

由上可知，采用上述技术方案能根据接入IPv6网络中的终端设备的请求， 自动分配MAC地址，避免MAC地址冲突的情况出现。而且，客户端组件提取 的MAC地址具有有效期，如果所述MAC地址的使用时间超过有效期时，所述 MAC地址失效，这样可以提高MAC地址的循环利用效率。

如果需要在达到MAC地址的有效期后继续使用该MAC地址，所述客户端 组件在所述有效期超期前，通过向服务器端组件通过DHCPv6协议发送延续有 效期请求RENEW/REBIND，所述请求携带所述MAC地址。服务器端组件根据 接收到的RENEW/REBIND，通过DHCPv6协议发送所述MAC地址的有效期 发送给客户端组件。

采用上述技术方案能保证终端设备在接入IPv6网络时，避免MAC地址失 效，使终端设备正常连接网络。

进一步的，当客户端组件下线时，所述客户端组件通过DHCPv6协议向服 务器端组件发送释放MAC地址请求RELEASE，所述请求携带所述MAC地址； 服务器端组件根据接收到的RELEASE，标记所述MAC地址为可用，并通知客 户端组件所述MAC地址失效。

由上可知，采用上述技术方案能避免当终端设备断开IPv6网络时，MAC 地址依然被占用，这样可以进一步提高MAC地址的循环利用效率。

本发明可以应用于专线接入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和子网3连接二层交换机2， 所述二层交换机2连接作为DHCPv6RELAY的三层交换机，所述三层交换机 再连接路由器。MAC资源管理组件和服务器端组件位于路由器上，相互协作完 成MAC地址的集中管理和分配、以及下发；客户端组件位于接入网络的工作 站设备上。

本发明可以应用于宽带接入IPv6网络的场景中，参见图5所示，图5中子 网1通过二层交换机1直接连接宽带接入服务器；子网2和子网3连接二层交 换机2，所述二层交换机2连接汇聚交换机，所述汇聚交换机再连接宽带接入 服务器。在此场景下，MAC资源管理组件可与服务器端组件共同位于宽带接入 服务器上，也可根据需要将MAC资源管理组件置于RADIUS服务器上；如果 MAC资源管理组件位于RADIUS服务器上，则MAC地址的分配需要先使用 RADIUS协议将MAC地址下发到服务器端组件，然后再由服务器端组件将 MAC地址下发给客户端组件。在实际的设施方案中，可能会同时在宽带接入服 务器和RADIUS服务器上驻留MAC资源管理组件，并按照预置的策略选择具 体由哪个设备上的MAC资源管理组件完成MAC地址的分配；客户端组件位于 接入网络的设备即工作站上。

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。