[发明专利]从终端的原始MAC地址到唯一的本地管理虚拟MAC地址的映射

说明书

技术领域

本发明涉及数字通信系统，尤其涉及包括基于以太网的接入网的系统，并涉及用于管理MAC地址的系统、装置和方法，以用于无线终端通过无线接入节点的宽带接入。

背景技术

以太网是基于分组的数据链路层协议，其最初用于LAN(局域网)，但是现在越来越多地被用于公共宽带接入网并列入了标准IEEE802.3。根据该协议，数据用以太网帧(Ethernet frame)的形式传送。典型的以太网帧10的格式如图1所示。在各帧中，前64比特只用于同步，包括56比特的前同步码(preamble)11和8比特的帧起始分隔符(SFD)字段12。目标地址、源地址和长度/类型标识符的字段13、14和1 5跟随同步比特之后。在下一个字段16中是媒体访问控制(MAC)客户数据，如有必要也可以是任何附加的比特(PAD)，并且此字段可以完全地从比特长度46个八位字节变化到1500个八位字节。用于帧校验序列(FCS)的字段17又增加了四个八位字节。帧长通常是指从表示目标地址的字段13(包括字段13)直到表示FCS的字段17(包括字段17)的比特数，因此可以在64和1518个八位字节之间变化，不包括扩展字段18。对于虚拟局域网(VLAN)标签帧(tagged frame)，四个附加八位字节19的比特插入在源地址用的字段14之后。

在使用以太网的传统LAN中，连接到LAN中的每个终端都具有层2MAC地址，它由以太网板卡(Ethernet board)本身设定或由该终端的用户设定。此地址用来在向终端转发数据的标识该终端。在基于以太网的接入网中，MAC地址必须是接入网域内唯一的。在以太网帧的地址字段13、14中，分别给出(一个或多个)目标终端和源终端的MAC地址。

在图2中示出了六个八位字节的格式，以作为这种MAC地址的示例。该示例的格式用于全球管理的、由IEEE标准802-1990定义的完全MAC地址的特例，这种MAC是全球范围内唯一的。前三个八位字节，即八位字节序号1-3形成了机构唯一标识符(OUI)用的字段20，第一个八位字节的第8比特除外。每个OUI都仅限于单一独立组织、制造商或卖主并且由其拥有，它们负责确保其生产或提供的设备(如网络板卡)的MAC地址的唯一性。每个这种组织、制造商或卖主为每个这种设备指定设备唯一的MAC地址，其仅限于相应设备且是相应设备专用的，并且位于字段21中，即整个地址字段的三个剩余八位字节No4-6。在OUI用的字段20内，在其第一个八位字节中，第7比特是一个子字段22，在其中标识该地址是否是全球管理的还是本地管理的地址。此字段中的零(0)表示全球管理的地址，而1则表示本地管理的地址。同一八位字节的第8比特作为字段23而保留，其中用来表示该地址是单一地址还是组地址。字段23中的零(0)表示单一地址，即单播地址，而1则表示组地址，即组播地址。旨在用于以太网络中的设备或装置的全球管理的MAC地址通常存贮于设备或装置的选定的只读或非易失性的存储器中，例如一些设备驱动器可以对其进行访问。

在连接到以太网网络时，通常用户(即终端的用户)能够容易地自己改变其使用的终端的MAC地址。因此，实际使用的MAC地址可与上述讨论的终端的全球管理MAC地址有所不同。这种情况的一个结果是，在网络中多个装置可能会具有相同的MAC地址，这可以是有意造成的(MAC地址欺骗)，或偶然造成的。因此，实际上终端的MAC地址通常并不能用来识别终端所属的用户。

为了应对这个问题，可以使用被称为虚拟MAC(VMAC)地址的功能，其中各终端的MAC地址在接入节点中被映射为唯一的、本地形成的MAC地址，被称为终端的VMAC地址，这种VMAC地址不仅能标识终端还能标识终端当前直接连接到的接入节点。