通信系统、网络层地址的生成方法及相关设备与流程

本技术涉及通信领域，尤其涉及一种通信系统、网络层地址的生成方法及相关设备。

背景技术：

1、网络设备发起连接前需要经过地址分配、服务发现、地址解析等过程，以获取网络设备本身的网络层地址和网络层地址所对应的mac地址。网络设备获取本端网络层地址、对端网络层地址和对端mac地址之后，才能向同一二层网络的对端发送网络层数据报文。获取网络层地址和解析对端网络层地址所对应mac地址的过程带来一定的时延，该时延影响端到端的连接建立和网络设备用户的体验。

2、现有网络设备的网络层地址分配大多采用动态主机配置协议(dynamic hostconfiguration protocol,dhcp)协议实现，网络设备通过dhcp协议向dhcp服务器申请网络层地址，dhcp服务器依据该申请为网络设备分配网络层地址。即网络设备通过与dhcp服务器进行信令交互实现网络层地址分配，该网络层地址分配过程需要两次信令交互，时延开销较大。

3、现有网络设备获得网络层地址之后大多采用地址解析协议(address resolutionprotocol，arp)协议，以查找网络层地址所对应的mac层地址，该过程需要至少一次信令交互，该交互产生了地址解析时延。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种通信系统、网络层地址的生成方法及相关设备，以减少网络层地址的获取和解析时延，进而减少节点间端到端连接建立时延，以提升用户体验。

2、本技术实施例第一方面公开了一种通信系统，所述通信系统包括至少两个节点，所述至少两个节点属于同一二层网络且所述至少两个节点可进行通信；所述二层具有公知信息，所述公知信息为可被所述至少两个节点所获取的信息；

3、所述节点用于：获取所述通信系统的公知信息；依据所述公知信息和预设的密钥派生算法形成公知密钥；获取所述第一节点的mac地址，并形成第一随机数；依据所述mac地址和所述第一随机数形成第一明文数据；依据所述公知密钥及预设的对称加密算法加密所述第一明文数据，以形成第一网络层地址。

4、采用该技术方案，通过节点在本地依据公知信息及密钥派生算法形成公知密钥，通过公知密钥、节点的mac地址及对称加密算法形成第一网路层地址，该第一网络层地址即为该第一节点与其他节点进行数据传输的网络层地址，由于该网络层地址在第一节点内即可生成，相较于dhcp协议和apr协议的网络层地址的生成过程，减少了节点间信令的交互，减少节点获取网络层地址的时延开销和解析网络层地址以获取对应mac地址的时延，进而减少节点间端到端连接建立时延，以提升用户体验。

5、进一步地，公知信息可被通信系统的所有节点获取，即每个节点均可通过公知信息及其自身的mac地址生成对应的网络地址，并建立每个节点的mac地址和网络侧地址之间关联性。且在网络层地址的传递过程中，由于mac地址处于加密状态，即其他二层网络的节点无法通过该网络层地址获取对应的mac地址，保证了mac地址的安全性。

6、在一些实施例中，所述通信系统还包括子网中心，所述子网中心用于：向所述至少两个节点发送第一广播消息，所述第一广播消息携带所述子网中心的mac地址；所述至少两个节点用于：接收所述子网中心发送的第一广播消息，并将所述子网中心的mac地址设置为公知信息。

7、采用该技术方案，通过接收子网中心发送的广播消息，并依据广播消息中的mac地址确定公知信息，如此，同一二层网络中的节点均可获取该广播消息，并可将该广播消息中的mac地址作为公知信息。

8、其中，在同一二层网络的多个节点可直接通信，同一二层网络的多个节点也可通过子网中心进行通信。

9、可选地，在其他实施例中，公知信息还可为其他字段，例如子网中心通过广播消息发送的随机数，即只要该同一二层网络的所有节点均可获取该公知信息即可。

10、在一些实施例中，所述子网中心还用于：形成第二随机数；向所述至少两个节点发送所述第二广播消息，所述第二广播消息携带所述第二随机数；所述节点进一步用于：接收所述子网中心发送的第二广播消息，解析所述第二广播消息以获得所述第二随机数并将所述第二随机数设置为所述密钥派生算法的盐值；依据所述公知信息、所述盐值和所述密钥派生算法形成公知密钥。

11、采用该技术方案，通过将子网中心形成随机数作为密钥派生算法的盐值，以保证每次密钥派生算法形成的密钥均不相同，以提升公知密钥的安全性。

12、在一些实施例中，所述第一节点还用于：获取路由表信息，所述路由表信息包括所述至少两个节点的全局唯一标识符和所述全局唯一标识符对应的目标网络层地址；若所述路由表中存在与所述第一网络层地址相同的目标网络层地址，则所述节点还用于：形成第三随机数；依据所述节点的mac地址和所述第三随机数形成第二明文数据；依据所述公知密钥及预设的对称加密算法加密所述第二明文数据，以形成第二网络层地址。

13、采用该技术方案，通过检查路由表信息中是否存在与第一节点相同的网络侧层地址，若存在则执行网络层地址的更新，以避免产生同一二层网络内节点地址的冲突。

14、在一些实施例中，所述节点用于：获取所述通信系统的公知信息；依据所述公知信息和所述密钥派生算法形成公知密钥；获取所述节点的第一网络层地址；依据所述公知密钥及预设的对称加密算法解密所述第一网络层地址，以获取所述节点的mac地址。

15、采用该技术方案，其他节点接收网络层地址，可以依据解密该节点的网路层地址获取该节点的mac地址，从而避免节点间的mac地址直接传递，提升mac地址的安全性。

16、在一些实施例中，所述节点还用于：形成所述mac地址与所述第一网络层地址的对应关系。

17、采用该技术方案，通过建立mac地址和网络层地址间的对应关系，节点间下次传输数据，避免再次解密mac地址，以提升数据传输效率。

18、在一些实施例中，所述节点还用于：确定所述至少两个节点中的目标节点为主节点；获取所述第二节点的mac地址并将所述目标节点的mac地址设置为公知信息。

19、采用该技术方案，对于节点间直连的通信系统，通过确定至少两个节点间的主节点，并将主节点的mac地址作为公知信息。

20、在一些实施例中，若所述目标节点为通信发起方，所述节点进一步用于：依据所述目标节点为通信发起方确定所述目标节点为主节点。

21、采用该技术方案，将节点直连的通信系统中的通信发起方的节点作为主节点，便于识别和确认。

22、在一些实施例中，所述子网中心为wifi无线接入点，所述至少两个节点均为站点。

23、第二方面提供一种网络层地址的生成方法，应用于一节点，所述节点属于一二层网络，所述二层网络具有公知信息，所述二层网络的所有节点均可获取所述公知信息；所述方法包括：获取公知信息；依据所述公知信息和预设的密钥派生算法形成公知密钥；获取节点的mac地址，并形成第一随机数；依据所述节点的mac地址和所述第一随机数形成第一明文数据；依据所述公知密钥及预设的对称加密算法加密所述第一明文数据，以形成第一网络层地址。

24、在一些实施例中，所述节点通过子网中心与其他节点进行通信，所述获取公知信息，包括：接收所述子网中心发送的第一广播消息，并将所述子网中心的mac地址设置为公知信息。

25、在一些实施例中，所述依据所述公知信息和预设的密钥派生算法形成公知密钥，包括：接收所述子网中心发送的第二广播消息，所述第二广播消息携带所述子网中心形成的第二随机数；将所述第二随机数设置为所述密钥派生算法的盐值；依据所述公知信息、所述盐值和所述密钥派生算法形成公知密钥。

26、在一些实施例中，所述方法还包括：获取路由表信息，所述路由表信息包括所述至少两个节点中目标节点的全局唯一标识符和所述全局唯一标识符对应的网络层地址；若所述路由表中存在与所述第一网络层地址相同的网络层地址，则形成第三随机数；依据所述节点的mac地址和所述第三随机数形成第二明文数据；依据所述公知密钥及所述对称加密算法加密所述第二明文数据，以形成第二网络层地址。

27、在一些实施例中，所述二层网络还包括至少一个节点，所述方法还包括：获取所述至少一个节点中的第二节点的第三网络层地址；依据所述公知密钥及所述对称加密算法解密所述第三网络层地址，以获取所述目标节点的mac地址。

28、在一些实施例中，所述方法还包括：形成所述mac地址与所述第一网络层地址的对应关系。

29、在一些实施例中，所述获取公知信息，包括：确定目标节点为主节点；获取所述第二节点的mac地址并将所述第二节点的mac地址设置为公知信息。

30、在一些实施例中，若所述目标节点为通信发起方，所述确定目标节点为主节点，包括：依据所述目标节点为通信发起方确定所述目标节点为主节点。

31、第三方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，当所述计算机指令在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行如第二方面所述的方法。

32、第四方面提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于调用所述存储器中的指令，使得所述电子设备执行如第二方面任一项所述的方法。

33、第五方面提供一种芯片，与电子设备中的存储器耦合，所述芯片用于控制所述电子设备执行如第二方面所述的方法。

34、可以理解地，上述提供的第二方面所述方法、第三方面所述的计算机可读存储介质，第四方面所述的电子设备，第五方面所述的芯片均与上述第一方面的方法对应，因此，其所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。