專利名稱：IPv6網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)選擇和切換地址配置方式的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種IPv6網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)選擇和切換地址配置方式的方法，屬于網(wǎng)絡(luò)通信的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
不同于IPv4地址的自動(dòng)獲取方式，IPv6網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)采用下述兩種方式自動(dòng)獲取 IPv6 地址:IPv6 動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議 DHCPv6 (Dynamic Host Configuration Protocolfor IPv6)和無(wú)狀態(tài)地址自動(dòng)配置機(jī)制 SLAAC(Stateless Address Auto-configuration)。于是，當(dāng)主機(jī)希望自動(dòng)獲取地址時(shí)，就有兩種地址自動(dòng)配置方式可供選擇。這樣就存在上述兩種地址配置方式的選擇和協(xié)作問(wèn)題，主機(jī)必須明確如何協(xié)調(diào)使用這兩種方式來(lái)配置其IPv6地址:使用SLAAC機(jī)制配置地址，還是使用DHCPv6協(xié)議來(lái)獲取地址，或者兩者都使用？雖然在現(xiàn)有技術(shù)中，鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議ND (Neighbor Discovery)的路由器公告RA (RouterAdvertisements)消息中的自動(dòng)配置標(biāo)志位A(Autonomous flag)和管理標(biāo)志位M(Managedflag)能夠分別指示主機(jī)是否配置SLAAC地址或是否使用DHCPv6協(xié)議獲取IPv6地址，但是，這兩個(gè)標(biāo)志位存在明顯缺陷。
DHCP協(xié)議是一種基于客戶端/服務(wù)器模式的協(xié)議。DHCP協(xié)議能夠向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供地址和其他網(wǎng)絡(luò)參數(shù)信息，且分為v4和v6兩個(gè)版本。DHCPv6能夠通過(guò)DHCPv6服務(wù)器將包括IPv6網(wǎng)絡(luò)地址在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)傳遞給IPv6節(jié)點(diǎn)。相對(duì)于IPv6無(wú)狀態(tài)地址配置SLAAC，DHCPv6是有狀態(tài)的；因?yàn)镈HCPv6服務(wù)器會(huì)維持每個(gè)客戶機(jī)的詳細(xì)信息。為了獲取IPv6地址，客戶機(jī)首先向網(wǎng)內(nèi)所有的DHCP服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，一旦得到某個(gè)DHCP服務(wù)器的回復(fù)，就向該服務(wù)器申請(qǐng)分配網(wǎng)絡(luò)地址和其他網(wǎng)絡(luò)配置信息。參見(jiàn)圖1，該圖展示了主機(jī)通過(guò)DHCPv6協(xié)議獲取地址的上述工作過(guò)程。
主機(jī)還可以通過(guò)無(wú)狀態(tài)地址自動(dòng)配置SLAAC機(jī)制自動(dòng)獲取IPv6地址。SLAAC是通過(guò)ND協(xié)議的RA消息生成IPv6地址，RA消息是由路由器以廣播方式發(fā)送給子網(wǎng)中的主機(jī)。其特點(diǎn)是主機(jī)不需要手動(dòng)配置，路由器也只需很少配置，且不需額外的服務(wù)器。SLAAC機(jī)制允許主機(jī)將其自身信息和路由器公告的信息進(jìn)行結(jié)合而產(chǎn)生全局地址，再對(duì)該全局地址通過(guò)唯一性驗(yàn)證后，就可以使用了。也就是，SLAAC通過(guò)下述兩個(gè)步驟完成主機(jī)地址的自動(dòng)配置:
步驟1:采用無(wú)狀態(tài)自動(dòng)配置過(guò)程產(chǎn)生全局地址。
步驟2:在同一鏈路上執(zhí)行沖突檢測(cè)過(guò)程，以確定該地址的唯一性。
參見(jiàn)圖2，介紹全局地址的具體產(chǎn)生過(guò)程:路由器通過(guò)RA消息對(duì)標(biāo)識(shí)子網(wǎng)的前綴進(jìn)行公告，主機(jī)收到RA消息，即得到所在子網(wǎng)的前綴，主機(jī)也會(huì)通過(guò)介質(zhì)訪問(wèn)控制層MAC(Medium Access Control)標(biāo)識(shí)符和EU1-64規(guī)范自行生成一個(gè)唯一的接口標(biāo)識(shí)符，再將兩者結(jié)合就能生成一個(gè)全局地址。另外，在定義SLAAC機(jī)制的標(biāo)準(zhǔn)中，還說(shuō)明了 IPv6地址應(yīng)遵循的生命周期。綁定到每個(gè)接口的IPv6地址都有相應(yīng)的生存時(shí)間，當(dāng)生存時(shí)間到期后，綁定地址就會(huì)失效，然后，該地址就被分配給網(wǎng)絡(luò)中的其他接口。
為了更好地處理IPv6地址的失效過(guò)程，分配給網(wǎng)絡(luò)接口的IPv6地址將經(jīng)歷兩個(gè)不同階段，IPv6生命周期的引入將能更好地保持網(wǎng)絡(luò)通信的連續(xù)性。參見(jiàn)圖3，介紹IPv6生命周期中IPv6地址經(jīng)歷的兩個(gè)階段:(I)Preferred時(shí)期:起先,一個(gè)地址是“優(yōu)先的”(preferred),即其在任何會(huì)話中的使用都不受限制。新的會(huì)話(如打開(kāi)新TCP連接)應(yīng)盡可能地使用優(yōu)先地址。(2) Deprecated時(shí)期:經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間后，IPv6地址就會(huì)變?yōu)椤斑^(guò)期的”(d印recated)，表示該地址即將失效。當(dāng)?shù)刂诽幱谶^(guò)期階段時(shí)，就不主張使用之，但也不會(huì)嚴(yán)格禁止。只有一些舊的會(huì)話連接為了防止出現(xiàn)服務(wù)中斷問(wèn)題，才會(huì)繼續(xù)沿用該“過(guò)期的” Deprecated 地址?，F(xiàn)在介紹與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù):RA消息中的前綴信息可選項(xiàng)中的M標(biāo)志位和A標(biāo)志位兩個(gè)字段分別影響了主機(jī)是否使用DHCPv6協(xié)議獲取地址，以及是否使用SLAAC機(jī)制配置地址。標(biāo)準(zhǔn)[RFC2642]定義了 SLAAC機(jī)制，同時(shí)也在RA消息格式中定義了各占Ibit空間的M和A兩個(gè)標(biāo)志位(參見(jiàn)圖4 (A))。來(lái)自主機(jī)最近收到的RA消息中的M標(biāo)志位(ManagedFlag)的用途是標(biāo)識(shí)收到該RA消息的主機(jī)是否使用DHCPv6協(xié)議配置IPv6地址。當(dāng)主機(jī)收到的RA消息中，M標(biāo)志位由O變?yōu)镮 (false變?yōu)閠rue)時(shí)，若主機(jī)沒(méi)有使用DHCPv6協(xié)議配置地址，則發(fā)起DHCPv6會(huì)話；若M標(biāo)志位由I變?yōu)镺時(shí)，主機(jī)沒(méi)有任何操作。且該M標(biāo)志位默認(rèn)為O。需要指出的是，現(xiàn)有技術(shù)M標(biāo)志位字段不是強(qiáng)制性的標(biāo)準(zhǔn)，并沒(méi)有要求主機(jī)必須執(zhí)行，而是對(duì)主機(jī)的一個(gè)建議。在配置SLAAC地址時(shí),RA消息在可選項(xiàng)中攜帶有前綴信息,A標(biāo)志位就是該前綴信息可選項(xiàng)中的一個(gè)標(biāo)志位(占lbit)，其用途是標(biāo)識(shí)該前綴信息是否應(yīng)用于SLAAC機(jī)制:如果該A標(biāo)志位設(shè)置為false，則主機(jī)將忽視該可選項(xiàng)；如果A標(biāo)志位值為true，則主機(jī)將使用該前綴信息配置IPv6地址。設(shè)置的M標(biāo)志位和A標(biāo)志位，能夠在一定程度上滿足主機(jī)選擇通過(guò)SLAAC機(jī)制或DHCPv6協(xié)議獲取IPv6地址的需求。參見(jiàn)圖5，以存在兩種地址配置方式的簡(jiǎn)單子網(wǎng)為例，介紹網(wǎng)絡(luò)管理員如何對(duì)RA消息進(jìn)行下述配置來(lái)選擇主機(jī)地址的配置方式:(I)當(dāng)子網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)只想通過(guò)SLAAC機(jī)制獲取IPv6地址，就設(shè)置RA消息中的標(biāo)志位:M=0 和 A=I。(2)當(dāng)子網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)只想通過(guò)DHCPv6協(xié)議獲取IPv6地址，就設(shè)置RA消息中的標(biāo)志位:M=1和A=0，或者設(shè)置RA消息不攜帶前綴信息可選項(xiàng)。(3)當(dāng)子網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)希望通過(guò)SLAAC機(jī)制和DHCPv6協(xié)議獲取IPv6地址，就設(shè)置RA消息中的相關(guān)標(biāo)志位:M=1和A=I。雖然現(xiàn)有技術(shù)在某些場(chǎng)景能夠滿足主機(jī)地址配置方式的管理需求，但是存在下述缺陷:(A) M標(biāo)志位的作用過(guò)于簡(jiǎn)單，不能滿足SLAAC和DHCPv6的協(xié)作需求。SLAAC和DHCPv6協(xié)作機(jī)制的基本要求是:必須滿足主機(jī)協(xié)調(diào)使用兩種地址配置方式，并保證主機(jī)正常通信。因?yàn)閮煞N地址配置方式同時(shí)使用時(shí)，主機(jī)可能單獨(dú)使用SLAAC機(jī)制配置地址或單獨(dú)使用DHCPv6協(xié)議配置地址，也可能同時(shí)使用這兩種地址配置方式。雖然圖5所示的子網(wǎng)能滿足該需求，但是，如果該子網(wǎng)中存在兩個(gè)路由器和兩種RA消息時(shí)，IPv6地址配置結(jié)果就將變得混亂而不可預(yù)測(cè)，也就不能滿足主機(jī)配置地址的需求了。(B)當(dāng)主機(jī)地址配置結(jié)果不可預(yù)測(cè)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)端也就不能控制主機(jī)執(zhí)行SLAAC到DHCPv6轉(zhuǎn)換及其他相關(guān)操作。(C)因M標(biāo)志位只對(duì)操作系統(tǒng)起到建議性作用。因此操作系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)時(shí)，主機(jī)可以遵循M標(biāo)志位描述的功能，也可以忽視之，甚至可以改變M字段的原意。這樣就導(dǎo)致不同操作系統(tǒng)平臺(tái)的主機(jī)產(chǎn)生不同的情況，使得相同網(wǎng)絡(luò)中的不同主機(jī)可能產(chǎn)生不同的地址配置結(jié)果，從而影響網(wǎng)絡(luò)的管理。(D)現(xiàn)有技術(shù)不能滿足網(wǎng)絡(luò)重編號(hào)的需求:除了不能實(shí)現(xiàn)從SLAAC到DHCPv6轉(zhuǎn)換的需求，也不能滿足下述需求:主機(jī)進(jìn)行重編號(hào)時(shí)，在遵循IPv6生命周期的同時(shí)，希望盡快棄用舊前綴，即帶有舊前綴的IPv6地址盡快走完其生命周期，而M標(biāo)志位和A標(biāo)志位都不能提供該功能。(E)主機(jī)地址行為的定義少，例如，沒(méi)有描述主機(jī)收不到RA消息時(shí)，其是如何配置地址的，是否需要發(fā)起DHCPv6會(huì)話。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)方案的缺陷，提供一種控制主機(jī)在SLAAC/DHCPv6兩種地址配置方式中進(jìn)行選擇和切換的方法，用來(lái)滿足在網(wǎng)絡(luò)端對(duì)主機(jī)配置IPv6地址進(jìn)行管理和網(wǎng)絡(luò)重編號(hào)的需要，滿足主機(jī)在兩種地址配置方式共存場(chǎng)景下按需獲取IPv6地址的要求，同時(shí)在主機(jī)地址配置方式的選擇過(guò)程中提供一種規(guī)范，使主機(jī)選擇地址配置方式時(shí)有據(jù)可循。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種IPv6網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)選擇和切換地址配置方式的方法，其特征在于:該方法是:首先在鄰居發(fā)現(xiàn)ND (Neighbor Discovery)協(xié)議的路由器公告RA (Router Advertisements)消息中新增兩個(gè)用于規(guī)范與標(biāo)識(shí)主機(jī)選擇和切換地址配置方式的標(biāo)志位:C標(biāo)志位(ControlFlag)、即“地址配置控制命令”字段和S標(biāo)志位(SingleFlag)、即“單一配置方式命令”字段；其中:S標(biāo)志位表示主機(jī)只使用一種地址配置方式，即單獨(dú)使用無(wú)狀態(tài)地址自動(dòng)配置機(jī)制 SLAAC(Stateless Address Auto-conf iguration),或者單獨(dú)使用 IPv6 動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議 DHCPv6 (Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6)；C標(biāo)志位表示該RA消息對(duì)主機(jī)的地址配置操作有控制權(quán)，也就是主機(jī)必須嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)志位、即M、A、C和S各個(gè)標(biāo)志位的定義與指示；然后執(zhí)行下列操作步驟:(I)路由器對(duì)RA消息新增的C標(biāo)志位和S標(biāo)志位和RA消息的其他字段進(jìn)行配置；(2)路由器定期向IPv6鏈路上的主機(jī)發(fā)送RA消息，或路由器接收到RS請(qǐng)求后，向IPv6鏈路中發(fā)送RA消息；(3)主機(jī)接收到RA消息后，對(duì)RA消息中的C和S標(biāo)志位進(jìn)行解析，并將其記錄到狀態(tài)位中；(4)主機(jī)按照C和S標(biāo)志位設(shè)定的主機(jī)地址配置方式的選擇規(guī)范，決策使用SLAAC機(jī)制或DHCPv6協(xié)議配置其IPv6地址；且即使主機(jī)已經(jīng)使用某種方式配置IPv6地址，也要按照所述規(guī)范切換到該標(biāo)志位設(shè)定的地址配置方式。
所述C和S兩個(gè)標(biāo)志位字段各占Ibit空間，且順序設(shè)置于RA消息中現(xiàn)有的M和O兩個(gè)字段右側(cè)的保留字段中，且分別對(duì)應(yīng)“地址配置控制”命令和“單一配置方式”命令。
所述步驟(4)中，主機(jī)按照解析后的C和S標(biāo)志位執(zhí)行地址配置方式的具體操作包括下述不同情況:
(4A)若C=0，S=O時(shí)，主機(jī)遵循標(biāo)準(zhǔn)[RFC2462]關(guān)于M標(biāo)志位的建議性描述和標(biāo)準(zhǔn)[RFC4862]對(duì)A標(biāo)志位的描述:當(dāng)C=0，S=O時(shí)，新增標(biāo)志位都不發(fā)揮作用，故遵循M和A標(biāo)志位的原始定義；
(4B)若C=0，S=I時(shí)，因C=O表示該RA消息不具備地址配置的控制權(quán)，而S=I指示主機(jī)應(yīng)使用一種機(jī)制進(jìn)行地址配置；
若M=l，表示主機(jī)只用DHCPv6協(xié)議配置地址，則主機(jī)應(yīng)發(fā)起DHCPv6會(huì)話或維持DHCPv6地址，且不用該RA消息中的前綴配置SLAAC地址；
若M=O且A=l，表示主機(jī)只用SLAAC機(jī)制配置地址，即用該RA消息的前綴配置SLAAC地址，且當(dāng)DHCPv6地址過(guò)期后，與DHCPv6服務(wù)器不續(xù)約；
(4C)若C=I時(shí)，主機(jī)遵循下述規(guī)范配置地址:C、M、S和A各個(gè)標(biāo)志位能夠控制主機(jī)分別采用DHCPv6、SLAAC、以及DHCPv6和SLAAC配置地址，并實(shí)現(xiàn)不同地址配置方式的切換，滿足主機(jī)地址配置和網(wǎng)絡(luò)重編號(hào)的需求。
所述步驟(4C)包括下述不同的地址配置方式:
(4C1)若M=0，S=O時(shí)，對(duì)主機(jī)的地址配置行為不作定義或規(guī)范，該RA消息只是為攜帶網(wǎng)絡(luò)前綴的公告消息；
(4C2)若M=l，S=O, A=I時(shí)，主機(jī)必須使用兩種機(jī)制配置IPv6地址，即主機(jī)使用RA消息配置SLAAC地址，同時(shí)發(fā)起DHCPv6會(huì)話或繼續(xù)維持DHCPv6地址；
(4C3)若M=0，S=I, A=I時(shí)，主機(jī)只用SLAAC機(jī)制配置地址；若此時(shí)主機(jī)已配置DHCPv6地址，則應(yīng)將DHCPv6地址生命周期的生存時(shí)間設(shè)置為最小時(shí)長(zhǎng)，以使DHCPv6地址盡早過(guò)期；同時(shí)，主機(jī)忽視標(biāo)志位C=O的其他RA消息對(duì)主機(jī)進(jìn)行的DHCPv6配置；
(4C4)若M=l，S=I時(shí)，主機(jī)只用DHCPv6協(xié)議配置地址；若此時(shí)主機(jī)已配置SLAAC地址，則應(yīng)將SLAAC地址生命周期的生存時(shí)間設(shè)置為最小時(shí)長(zhǎng)，以使SLAAC地址盡早過(guò)期；同時(shí)，主機(jī)忽視標(biāo)志位C=O的其他RA消息對(duì)主機(jī)進(jìn)行的SLAAC配置。
所述步驟(4C3)和(4C4)中的地址生命周期的最小時(shí)長(zhǎng)設(shè)置為2小時(shí)，若該地址的生存時(shí)間大于2小時(shí)，則此時(shí)將該地址的生存時(shí)間修改為2個(gè)小時(shí)；若該地址的生存時(shí)間不大于2小時(shí),則不作修改。
所述方法的基礎(chǔ)是基于ND協(xié)議中由路由器發(fā)送的RA消息，如果主機(jī)獲取地址時(shí)沒(méi)有接收到RA消息，則此時(shí)主機(jī)應(yīng)發(fā)起DHCPv6會(huì)話，試圖使用DHCPv6協(xié)議配置地址，以保證主機(jī)盡可能成功獲取地址。
本發(fā)明IPv6主機(jī)選擇和切換地址配置方式的方法的創(chuàng)新技術(shù)是:先對(duì)ND協(xié)議的RA消息進(jìn)行擴(kuò)展，即增添新的命令字段，以定義主機(jī)選擇和切換地址配置方式的規(guī)范，使主機(jī)可以根據(jù)路由器RA消息的指示，決定選擇哪種地址自動(dòng)配置方式來(lái)獲取IPv6地址，從而實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)端對(duì)主機(jī)地址配置的控制。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果是:提出一種新的SLAAC和DHCPv6協(xié)作機(jī)制，可以滿足主機(jī)協(xié)調(diào)使用兩種地址配置方式配置IPv6地址的需求，使得主機(jī)的行為規(guī)范明確、清晰，不再有模糊的定義與操作。本發(fā)明在標(biāo)準(zhǔn)RA消息格式基礎(chǔ)上增添新的標(biāo)志位，不影響原來(lái)的標(biāo)志位。雖然本發(fā)明對(duì)RA消息格式定義了新的標(biāo)志位，但是如果該新定義的標(biāo)志位不進(jìn)行設(shè)置，則與RA消息的原來(lái)定義毫無(wú)差異，故有良好的兼容性。本發(fā)明能在兩種地址配置方式共存的網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)主機(jī)地址配置行為作了明確定義，使得主機(jī)配置地址方式的行為具有明確的操作標(biāo)準(zhǔn)，既可以滿足網(wǎng)絡(luò)地址管理與網(wǎng)絡(luò)重編號(hào)的需求，還使得網(wǎng)絡(luò)管理員能通過(guò)設(shè)置相關(guān)標(biāo)志位來(lái)控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)主機(jī)的地址配置方式，更能實(shí)現(xiàn)SLAAC和DHCPv6地址的切換，并縮短不再使用的地址生存時(shí)間，有利于重編號(hào)的進(jìn)行。再者，本發(fā)明方法在進(jìn)行SLAAC和DHCPv6的切換時(shí)，遵循IPv6地址的生命周期，能更好地維持網(wǎng)絡(luò)通信。因此，本發(fā)明具有很好的推廣應(yīng)用前景。


圖1是DHCPv6協(xié)議分配網(wǎng)絡(luò)地址的流程圖。圖2是SLAAC機(jī)制中全局IPv6地址的生成過(guò)程示意圖。圖3是IPv6地址生命周期示意圖。圖4 (A)、(B)分別是RA消息格式示意圖和本發(fā)明定義的新RA消息格式示意圖。圖5是存在兩種地址配置方式的簡(jiǎn)單子網(wǎng)的拓?fù)鋱D。圖6是本發(fā)明IPv6主機(jī)選擇和切換地址配置方式的方法操作步驟流程圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施例中主機(jī)地址配置行為規(guī)范(C=I時(shí))的示意圖。圖8是本發(fā)明實(shí)施例的典型場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖6，介紹本發(fā)明IPv6網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)選擇和切換地址配置方式的方法:先在鄰居發(fā)現(xiàn)ND協(xié)議的路由器公告RA消息中新增兩個(gè)用于規(guī)范與標(biāo)識(shí)主機(jī)選擇和切換地址配置方式的標(biāo)志位:C標(biāo)志位(ControlFlag)、即“地址配置控制命令”字段和S標(biāo)志位(SingleFlag)、即“單一配置方式命令”字段；其中:S標(biāo)志位表示主機(jī)只使用一種地址配置方式，即單獨(dú)使用無(wú)狀態(tài)地址自動(dòng)配置機(jī)制SLAAC，或者單獨(dú)使用IPv6動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCPv6 ；C標(biāo)志位表示該RA消息對(duì)主機(jī)的地址配置操作有控制權(quán)，也就是主機(jī)必須嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)志位、即M、A、C和S各個(gè)標(biāo)志位的定義與指示；然后執(zhí)行下列操作步驟:步驟1，路由器對(duì)RA消息新增的C標(biāo)志位和S標(biāo)志位和RA消息的其他字段進(jìn)行配置；步驟2，路由器定期向IPv6鏈路上的主機(jī)發(fā)送RA消息，或路由器接收到RS請(qǐng)求后，向IPv6鏈路中發(fā)送RA消息；步驟3，主機(jī)接收到RA消息后，對(duì)RA消息中的C和S標(biāo)志位進(jìn)行解析，并將其記錄到狀態(tài)位中；步驟4，主機(jī)按照C和S標(biāo)志位設(shè)定的主機(jī)地址配置方式的選擇規(guī)范，決策使用SLAAC機(jī)制或DHCPv6協(xié)議配置其IPv6地址；且即使主機(jī)已經(jīng)使用某種方式配置IPv6地址，也要按照該規(guī)范切換到該標(biāo)志位設(shè)定的地址配置方式。為了驗(yàn)證本發(fā)明方法的有效性和優(yōu)點(diǎn)，申請(qǐng)人基于Quagga路由軟件和Linux平臺(tái)做了仿真實(shí)施例的試驗(yàn)，并于實(shí)現(xiàn)后在典型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行了測(cè)試。本發(fā)明方法實(shí)施例的操作過(guò)程是:修改Quagga源碼，增添設(shè)置C和S標(biāo)志位，以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中的路由器功能；修改Linux內(nèi)核源碼，使Linux系統(tǒng)按照本發(fā)明的規(guī)范配置IPv6地址，從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中的主機(jī)功能。對(duì)本發(fā)明方法進(jìn)行的仿真實(shí)施，還搭建了典型的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，參見(jiàn)圖8，介紹試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):單一的子網(wǎng)環(huán)境，該網(wǎng)絡(luò)存在兩個(gè)路由器Router A和Router B,以及DHCPv6服務(wù)器和一臺(tái)主機(jī)A。其中Router A和主機(jī)A分別實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的路由器和主機(jī)的功能，兩個(gè)路由器都可向子網(wǎng)發(fā)送RA消息。通過(guò)RA消息，Router A向子網(wǎng)公告其前綴2001:1111::/64 ;Router B向子網(wǎng)公告其前綴2001:2222::/64。DHCPv6服務(wù)器可以向子網(wǎng)中的主機(jī)分配前綴為2001:3333::/64的地址。因此該子網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)可通過(guò)SLAAC 機(jī)制分別從 Router A 和 B 獲取前綴為 2001:1111::/64 和 2001:2222::/64 的 IPv6地址，也可使用DHCPv6協(xié)議從DHCPv6服務(wù)器獲取前綴為2001:1111::/64的IPv6地址。對(duì)Router A中的標(biāo)志位進(jìn)行設(shè)置,驗(yàn)證Router A是否能夠通過(guò)RA消息控制主機(jī)完成下述操作，如果能夠完成，則說(shuō)明本發(fā)明方法能夠有效控制主機(jī)完成地址配置方式的選擇和切換。 (1)主機(jī)只利用DHCPv6協(xié)議獲取IPv6地址；(2)主機(jī)只用SLAAC機(jī)制配置IPv6地址；(3 )主機(jī)利用DHCPv6協(xié)議和SLAAC機(jī)制配置IPv6地址；(4)主機(jī)完成從使用DHCPv6協(xié)議到使用SLAAC機(jī)制的切換；(5)主機(jī)完成從使用SLAAC機(jī)制到使用DHCPv6協(xié)議的切換。測(cè)試過(guò)程中，使用本發(fā)明方法設(shè)置RA消息的新標(biāo)志位C、S和原有標(biāo)志位Μ、A，可控制主機(jī)按照上述操作獲取IPv6地址的配置方式。實(shí)施例的測(cè)試過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)上述各種操作的具體過(guò)程分別介紹如下:(1)主機(jī)只利用DHCPv6協(xié)議獲取IPv6地址(即只用前綴2001:3333:: /64)；先設(shè)置Router A中的RA消息，使其C、S和M三個(gè)標(biāo)志位都置I，然后主機(jī)A上線，測(cè)試結(jié)果為:主機(jī)A發(fā)起了 DHCPv6會(huì)話，并通過(guò)DHCPv6服務(wù)器獲取IPv6地址。測(cè)試結(jié)果表明:主機(jī)只使用DHCPv6協(xié)議獲取IPv6地址，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試預(yù)期。(2)主機(jī)只用SLAAC機(jī)制配置IPv6地址(即用前綴2001:1111::/64和2001:2222::/64)；先設(shè)置Router A中的RA消息,使其C、S和A三個(gè)標(biāo)志位置1、M標(biāo)志位置O,然后主機(jī)A上線。測(cè)試結(jié)果為:主機(jī)A收到該RA消息后，配置了前綴為2001:1111:: /64的SLAAC地址，主機(jī)收到來(lái)自Router B的RA消息后，也配置了前綴為2001:2222::/64的SLAAC地址，測(cè)試結(jié)果表明:主機(jī)只能通過(guò)SLAAC機(jī)制配置IPv6地址，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試預(yù)期。(3 )控制主機(jī)通過(guò)DHCPv6協(xié)議和SLAAC機(jī)制配置IPv6地址；
先設(shè)置Router A中的RA消息，使其C、M和A三個(gè)標(biāo)志位置1、S標(biāo)志位置0，然后主機(jī)A上線。測(cè)試結(jié)果為:主機(jī)A收到該RA消息后，配置了前綴為2001:1111::/64的SLAAC地址，同時(shí)發(fā)起了 DHCPv6會(huì)話，通過(guò)DHCPv6服務(wù)器獲取了前綴為2001:3333:: /64的IPv6地址。另外，主機(jī)收到來(lái)自Router B的RA消息后，也配置了前綴為2001:2222::/64的SLAAC地址，測(cè)試結(jié)果表明:主機(jī)分別通過(guò)SLAAC機(jī)制和DHCPv6協(xié)議配置了 IPv6地址，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試預(yù)期。
(4)控制主機(jī)完成從使用DHCPv6協(xié)議到使用SLAAC機(jī)制的切換；
先設(shè)置Router A中的RA消息，使其C、S和M三個(gè)標(biāo)志位置1，控制主機(jī)配置DHCPv6地址。主機(jī)獲取到穩(wěn)定的DHCPv6地址后，重新設(shè)置RA消息，使其C、S和A三個(gè)標(biāo)志位置1、M標(biāo)志位置0，然后，檢查主機(jī)是否完成了從使用DHCPv6協(xié)議到使用SLAAC機(jī)制的切換。測(cè)試結(jié)果為:主機(jī)收到重新配置的RA消息后,完成了 SLAAC地址的配置,并原來(lái)用DHCPv6協(xié)議配置的地址也不再續(xù)用，約2個(gè)小時(shí)后，該地址自動(dòng)失效。測(cè)試結(jié)果表明:主機(jī)完成了從使用DHCPv6協(xié)議到使用SLAAC機(jī)制的切換，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試預(yù)期。
(5)控制主機(jī)完成從使用SLAAC機(jī)制到使用DHCPv6協(xié)議的切換；
先設(shè)置Router A中的RA消息，使其C、S和A三個(gè)標(biāo)志位置1、M標(biāo)志位置0，控制主機(jī)通過(guò)SLAAC機(jī)制配置地址。主機(jī)獲取到穩(wěn)定的SLAAC地址后，重新設(shè)置RA消息，使其C、S和M三個(gè)標(biāo)志位置I，然后，檢查主機(jī)是否完成了從使用DHCPv6協(xié)議到使用SLAAC機(jī)制的切換。測(cè)試結(jié)果為:主機(jī)收到重新配置的RA消息后，發(fā)起了 DHCPv6會(huì)話，并通過(guò)DHCPv6協(xié)議配置了 IPv6地址，并且，原來(lái)使用SLAAC機(jī)制配置的地址也不再續(xù)用；約2個(gè)小時(shí)后，該地址自動(dòng)失效。測(cè)試結(jié)果表明:主機(jī)完成了從使用SLAAC機(jī)制到使用DHCPv6協(xié)議的切換，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試預(yù)期。
總之，本發(fā)明方法的仿真實(shí)施例試驗(yàn)是成功的，實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的，網(wǎng)絡(luò)管理員能夠在網(wǎng)絡(luò)端對(duì)主機(jī)地址配置方式的選擇和切換進(jìn)行控制。
以上所述僅為本發(fā)明的仿真實(shí)現(xiàn)而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種IPv6網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)選擇和切換地址配置方式的方法，其特征在于:該方法是:首先在鄰居發(fā)現(xiàn)ND協(xié)議的路由器公告RA消息中新增兩個(gè)用于規(guī)范與標(biāo)識(shí)主機(jī)選擇和切換地址配置方式的標(biāo)志位:C標(biāo)志位(ControlFlag)、即“地址配置控制命令”字段和S標(biāo)志位(SingleFlag)、即“單一配置方式命令”字段；其中: S標(biāo)志位表示主機(jī)只使用一種地址配置方式，即單獨(dú)使用無(wú)狀態(tài)地址自動(dòng)配置機(jī)制SLAAC,或者單獨(dú)使用IPv6動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議DHCPv6 ； C標(biāo)志位表示該RA消息對(duì)主機(jī)的地址配置操作有控制權(quán)，也就是主機(jī)必須嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)志位、即M、A、C和S各個(gè)標(biāo)志位的定義與指示； 然后執(zhí)行下列操作步驟: (1)路由器對(duì)RA消息新增的C標(biāo)志位和S標(biāo)志位和RA消息的其他字段進(jìn)行配置； (2)路由器定期向IPv6鏈路上的主機(jī)發(fā)送RA消息，或路由器接收到RS請(qǐng)求后，向IPv6鏈路中發(fā)送RA消息； (3)主機(jī)接收到RA消息后，對(duì)RA消息中的C和S標(biāo)志位進(jìn)行解析，并將其記錄到狀態(tài)位中； (4)主機(jī)按照C和S標(biāo)志位設(shè)定的主機(jī)地址配置方式的選擇規(guī)范，決策使用SLAAC機(jī)制或DHCPv6協(xié)議配置其IPv6地址；且即使主機(jī)已經(jīng)使用某種方式配置IPv6地址，也要按照所述規(guī)范切換到該標(biāo)志位設(shè)定的地址配置方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述C和S兩個(gè)標(biāo)志位字段各占Ibit空間，且順序設(shè)置于RA消息中現(xiàn)有的M和O兩個(gè)字段右側(cè)的保留字段中，且分別對(duì)應(yīng)“地址配置控制”命令和“單一配置方式”命令。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟(4)中，主機(jī)按照解析后的C和S標(biāo)志位執(zhí)行地址配置方式的具體操作包括下述不同情況: (4A)若C=0，S=O時(shí)，主機(jī)遵循標(biāo)準(zhǔn)[RFC2462]關(guān)于M標(biāo)志位的建議性描述和標(biāo)準(zhǔn)[RFC4862]對(duì)A標(biāo)志位的描述:當(dāng)C=0，S=O時(shí)，新增標(biāo)志位都不發(fā)揮作用，故遵循M和A標(biāo)志位的原始定義； (4B)若C=O, S=I時(shí)，因C=O表示該RA消息不具備地址配置的控制權(quán),而S=I指示主機(jī)應(yīng)使用一種機(jī)制進(jìn)行地址配置； 若M=I，表示主機(jī)只用DHCPv6協(xié)議配置地址，則主機(jī)應(yīng)發(fā)起DHCPv6會(huì)話或維持DHCPv6地址，且不用該RA消息中的前綴配置SLAAC地址； 若M=O且A=I，表示主機(jī)只用SLAAC機(jī)制配置地址，即用該RA消息的前綴配置SLAAC地址，且當(dāng)DHCPv6地址過(guò)期后，與DHCPv6服務(wù)器不續(xù)約； (4C)若C=I時(shí)，主機(jī)遵循下述規(guī)范配置地址:C、M、S和A各個(gè)標(biāo)志位能夠控制主機(jī)分別采用DHCPv6、SLAAC,以及DHCPv6和SLAAC配置地址，并實(shí)現(xiàn)不同地址配置方式的切換，滿足主機(jī)地址配置和網(wǎng)絡(luò)重編號(hào)的需求。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:所述步驟(4C)包括下述不同的地址配置方式: (4C1)若M=0，S=O時(shí)，對(duì)主機(jī)的地址配置行為不作定義或規(guī)范，該RA消息只是為攜帶網(wǎng)絡(luò)前綴的公告消息； (4C2)若M=l，S=0，A=I時(shí)，主機(jī)必須使用兩種機(jī)制配置IPv6地址，即主機(jī)使用RA消息配置SLAAC地址，同時(shí)發(fā)起DHCPv6會(huì)話或繼續(xù)維持DHCPv6地址； (4C3)gM=0，S=l，A=l時(shí)，主機(jī)只用SLAAC機(jī)制配置地址；若此時(shí)主機(jī)已配置DHCPv6地址，則應(yīng)將DHCPv6地址生命周期的生存時(shí)間設(shè)置為最小時(shí)長(zhǎng)，以使DHCPv6地址盡早過(guò)期；同時(shí)，主機(jī)忽視標(biāo)志位C=O的其他RA消息對(duì)主機(jī)進(jìn)行的DHCPv6配置； (4C4)若M=l，S=I時(shí)，主機(jī)只用DHCPv6協(xié)議配置地址；若此時(shí)主機(jī)已配置SLAAC地址，則應(yīng)將SLAAC地址生命周期的生存時(shí)間設(shè)置為最小時(shí)長(zhǎng)，以使SLAAC地址盡早過(guò)期；同時(shí)，主機(jī)忽視標(biāo)志位C=O的其他RA消息對(duì)主機(jī)進(jìn)行的SLAAC配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述步驟(4C3)和(4C4)中的地址生命周期的最小時(shí)長(zhǎng)設(shè)置為2小時(shí)，若該地址的生存時(shí)間大于2小時(shí)，則此時(shí)將該地址的生存時(shí)間修改為2個(gè)小時(shí)；若該地址的生存時(shí)間不大于2小時(shí),則不作修改。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述方法的基礎(chǔ)是基于ND協(xié)議中由路由器發(fā)送的RA消息，如果主機(jī)獲取地址時(shí)沒(méi)有接收到RA消息，則此時(shí)主機(jī)應(yīng)發(fā)起DHCPv6會(huì)話，試圖使用DHCPv6 協(xié)議配置地址，以保證主機(jī)盡可能成功獲取地址。
全文摘要
一種IPv6網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)選擇和切換地址配置方式的方法，先在ND協(xié)議的RA消息中新增規(guī)范與標(biāo)識(shí)主機(jī)選擇和切換地址配置方式的C和S兩個(gè)標(biāo)志位，再執(zhí)行下列操作路由器設(shè)置C和S兩個(gè)標(biāo)志位和其他字段。路由器定期向IPv6鏈路上的主機(jī)發(fā)送RA消息，或路由器接收到RS請(qǐng)求后，向IPv6鏈路中發(fā)送RA消息。主機(jī)接收到RA消息后，解析其中的C和S標(biāo)志位，并將其記錄到狀態(tài)位中。主機(jī)按照C和S標(biāo)志位設(shè)定的主機(jī)地址配置方式的選擇規(guī)范，決策使用SLAAC機(jī)制或DHCPv6協(xié)議配置IPv6地址；且主機(jī)已使用某種方式配置IPv6地址，也要按照該規(guī)范切換到標(biāo)志位設(shè)定的地址配置方式。本發(fā)明能滿足主機(jī)協(xié)調(diào)使用兩種地址配置方式配置IPv6地址的需求，也能滿足網(wǎng)絡(luò)地址管理與網(wǎng)絡(luò)重編號(hào)的需求。
文檔編號(hào)H04L29/12GK103179227SQ201310091369
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者王文東, 龔向陽(yáng), 闕喜戎, 石旭東 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)