專利名稱：一種接入設備實時探測以太網接入計算機在線狀態的方法
技術領域：
本發明涉及網絡通信領域中，一種可使接入設備能夠實時判斷以太網接入計算機是否在線的方法。
在
圖1的組網中，當個人計算機接入時，接入設備內部會動態生成計算機的ARP表項，紀錄了計算機的網卡硬件地址(MAC地址)和IP地址的對應關系。按照地址解析協議(ARP協議)的常用實現方法，該ARP表項會在接入設備上保存一段時間(一般是5分鐘到20分鐘)，如果在這段時間內該計算機沒有在發送或者接收以太網報文，該ARP表項會自動刪除。通常稱呼這種ARP表項的刪除方法為ARP表項老化。在實際網絡中，計算機和網絡連接情況具有很大的隨意性，以下是幾種典型的情況一臺計算機A在發送或者接收報文后可能馬上關機，或者網線連接斷開，或者將計算機A(如筆記本計算機)移走。這時候在接入設備上察看ARP表還是存在計算機A的表項，但是計算機A實際上已經離開了網絡，網絡上的其他設備和該計算機A無法通訊。
一臺計算機B在發送或者接收報文后，一段時間沒有發送或者接收報文。這時候接入設備會將計算機B的ARP刪除，此時察看接入設備的ARP表項，將沒有計算機B的信息。但是實際上該計算機B仍然正常連接在網絡上，此時其他計算機C通過接入設備向計算機B發送報文，接入設備查找不到用戶的ARP表項，會發送ARP請求報文，主動查詢計算機B的MAC地址，獲取計算機B的MAC地址后，重新生成ARP表項，根據ARP表項中的計算機B的MAC地址，將計算機C的報文轉發給計算機B，實現計算機B和計算機C之間的通訊。
在這種組網情況下，接入設備通過傳統的方法不能判斷接入計算機是否實時在線，不利于接入設備實現用戶的管理和維護，不利于接入設備對接入計算機的實時計費。
如果接入計算機通過動態主機配置協議(DHCP協議)從接入設備(或者通過接入設備的DHCP中繼作用)動態獲取IP地址，即使計算機離開了接入網絡，但是接入設備不能通過ARP表項判斷用戶是否真正再線，因此在IP地址的租用時間內，該IP地址將一直被占用。這將使IP地址不能有效利用。
本發明的原理是按照ARP協議要求，當計算機收到ARP請求報文時，如果請求的IP地址是自己的IP地址，則該計算機將發送ARP響應報文，在響應報文內容中攜帶自己的MAC地址。
本發明的步驟為(1)當計算機接入網絡時，接入設備系統生成一種計算機接入數據信息表，該接入信息表包括計算機的IP地址和對應的MAC地址信息；(2)間隔一段時間T1后，接入設備向接入計算機發送ARP請求報文；(3)接入設備偵聽該計算機的ARP響應報文，如果在指定時間的內計算機沒有響應，則接入設備再發送一個ARP請求報文，若在指定的時間內還沒有響應，則繼續發送，直到最長請求時間T2或最大請求次數N次為止，接入設備在這個過程中進行如下判斷a.如果沒有收到計算機的響應，則將該計算機進行下線處理；b.如果收到計算機的響應，則斷響應報文中MAC地址是否是請求該計算機的MAC地址；若是，認為該計算機在線，繼續進行步驟(2)；若不是，將該計算機進行下線處理。
所述的下線處理是指刪除該計算機的信息；對于通過DHCP協議自動分配IP地址的計算機，刪除該計算機信息，并把該IP地址設為空閑狀態。
所述的間隔時間T1為固定的時間，即無論接入計算機的數量多少，對于任何一個接入計算機，接入設備都以固定的時間間隔定期發送ARP請求報文。另一種方法是間隔時間T1為循環方式確定的時間，即接入設備對接入計算機按照一定順序排列，依次向接入計算機發送ARP請求報文，接入設備對相鄰接入計算機發送報文的時間間隔固定。
所述最長請求時間T2和最大請求次數N次所用的時間均小于間隔時間T1。
這種方法利用TCP/IP協議中的ARP協議，接入設備主動對接入用戶發起ARP請求報文，按照ARP協議的要求，被請求的用戶必須響應該報文，因此接入設備可以主動探測出接入用戶是否實時在線，接入設備可以調整主動發送ARP請求報文的頻率在實時性和性能負擔上做出一個較好的平衡。
這種方法，不需要接入的計算機做出任何修改和配置，也不需要安裝任何軟件即可使用，對于用戶計算機正常功能沒有不利影響。便于接入設備維護和管理接入用戶，真正實現按時間計費。還可以使通過DHCP協議分配的IP地址及時回收，使IP地址得以有效利用。
圖2是實時探測以太網接入用戶在線方法的流程圖。
其中T1可以為固定的時間，即無論接入計算機的數量多少，對于任何一個接入計算機，接入設備都以固定的時間間隔定期發送ARP請求報文。間隔時間T1也可以為循環方式確定的時間，即接入設備對接入計算機按照一定順序排列，依次向接入計算機發送ARP請求報文，接入設備對相鄰接入計算機發送報文的時間間隔固定。
(4)接入設備偵聽計算機A的ARP響應報文在指定時間的內(例如10秒)該計算機沒有響應，接入設備再發送一個ARP請求報文，若在指定的時間內還沒有響應，則繼續發送，直到最長請求時間T2或最大請求次數N次為止判斷是否響應。建議時間T2可以選擇1～3分鐘之間的一個時間；建議最大請求次數N次可以選擇3、4或5次。最長請求時間T2和最大請求次數N次所用的時間均小于間隔時間T1。接入設備在這個過程中進行如下判斷a.如果接入設備沒有收到計算機A的響應，則將進行下線處理刪除該計算機的信息；對于通過DHCP協議自動分配IP地址的計算機，刪除該計算機信息，并把該IP地址設為空閑狀態。b.如果接入設備收到計算機的響應，判斷響應報文中MAC地址是否是請求該計算機的MAC_a地址；若是，認為計算機A在線，繼續進行步驟(2)；若不是，將計算機A進行下線處理。
權利要求
1.一種接入設備實時探測以太網接入計算機在線狀態的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)當計算機接入網絡時，接入設備系統生成一種計算機接入數據信息表，該接入信息表包括計算機的IP地址和對應的MAC地址信息；(2)間隔一段時間T1后，接入設備向接入計算機發送ARP請求報文；(3)接入設備偵聽該計算機的ARP響應報文，如果在指定時間的內計算機沒有響應，則接入設備再發送一個ARP請求報文，若在指定的時間內還沒有響應，則繼續發送，直到最長請求時間T2或最大請求次數N次為止，接入設備在這個過程中進行如下判斷a.如果沒有收到計算機的響應，則將該計算機進行下線處理；b.如果收到計算機的響應，則判斷響應報文中MAC地址是否是請求該計算機的MAC地址；若是，認為該計算機在線，繼續進行步驟(2)；若不是，將該計算機進行下線處理。
2.根據權利要求1所述的一種實時探測以太網接入計算機在線狀態的方法，其特征在于所述下線處理為刪除該計算機的信息；對于通過DHCP協議自動分配IP地址的計算機，刪除該計算機信息，并把該IP地址設為空閑狀態。
3.根據權利要求1所述的一種實時探測以太網接入計算機在線狀態的方法，其特征在于所述的間隔時間T1是固定的時間，即無論接入計算機的數量多少，對于任何一個接入計算機，接入設備都以固定的時間間隔定期發送ARP請求報文。
4.根據權利要求1所述的一種實時探測以太網接入計算機在線狀態的方法，其特征在于所述的間隔時間T1是循環方式確定的時間，即接入設備對接入計算機按照一定順序排列，依次向接入計算機發送ARP請求報文，接入設備對相鄰接入計算機發送報文的時間間隔固定。
5.根據權利要求1所述的一種實時探測以太網接入用戶是否在線的方法，其特征在于所述最長請求時間T2和最大請求次數N次所用的時間均小于間隔時間T1。
全文摘要
本發明涉及一種接入設備實時探測以太網接入計算機在線狀態的方法接入設備主動向以太網接入用戶發送ARP請求報文，根據ARP協議的要求，被請求的用戶必須響應該報文，通過這種方法來判斷接入計算機用戶是否在線，真正實現按時間對計算機用戶進行計費，并且實現IP地址的回收(對于通過DHCP協議分配IP地址的計算機用戶)。使用這種方法，不需要接入計算機做出任何修改和配置，也不需要安裝任何特殊軟件，對于用戶計算機正常功能沒有不利影響。
文檔編號H04L12/26GK1450756SQ0210864
公開日2003年10月22日 申請日期2002年4月8日 優先權日2002年4月8日
發明者徐中亞, 萬斌, 張群 申請人:華為技術有限公司