至網際協議第六版通信網絡設備的前綴自動分配的製作方法
2023-08-10 18:17:06 1
專利名稱：至網際協議第六版通信網絡設備的前綴自動分配的製作方法
技術領域：
本發明涉及網際協議類型通信網絡，準確地說是基於IPv6(網際協議-版本6)協議棧的通信網絡。本發明具體涉及這類網絡的自動配置。
背景技術：
這種類型的網絡包括一組通常被稱為「路由器」的設備，其作用是在發送端和目的端之間對數據業務進行路由選擇。每個網絡設備具有一個或多個接口，每個接口用於與一個或多個其它網絡設備進行通信。
在附圖1中，設備RA1具有兩個接口IA1和IA2。接口IA2用於與單個設備RD通過其接口ID進行通信。接口IA1用於與兩個設備RB和RC進行通信，這兩個設備分別通過其各自接口IB和IC連接到同一鏈路。實際上，設備或路由器具有至少兩個或三個接口。因此，必須選擇將每個輸入數據包從它的接口中的一個「交換」到它的其它接口中的一個或另外一個。這種選擇並非不重要。作出這種選擇的機制被稱為「路由選擇」。
為了能夠從一點到另一點正確地對業務進行路由選擇，每個網絡設備都訪問路由選擇表，該表建立了一組地址和輸出接口之間的對應關係。因此，接收具有某某目的地址的數據包的設備能夠確定其必須將數據包發送到其埠中的哪一個。
因此，在通信網絡能夠以這種方式對數據業務進行路由選擇之前，實現配置網絡的步驟，然後構成路由選擇表是必需的，特別地，在配置網絡期間，必須向每個網絡設備的每個接口分配地址。
IPv6通信網絡的規格在IETF(網際網路工程任務組)的文件RFC 2460中作了闡述。文件「IP Version 6 Addressing Architecture」(draft-ieft-ipv6-addr-arch-v4-00.txt)更具體地規定了這些接口地址的組成。
有若干種地址類型，但是這裡僅「全球單播」地址是相關的，即，這些地址在網絡中唯一地標識了通信設備的接口。在這種情況下，被稱為「網際網路」的網絡在世界範圍內連結了多個子網，這一獨特的特徵在全球級上是必需的。這些「全球單播」地址在下文中簡單地稱為「全球地址」以使本文清楚明了。
這種類型的地址包括兩個主要部分，第一部分典型地為64比特，第二部分典型地為64比特，於是全球地址總共佔用了128比特。
第二部分包括接口的唯一標識符。該部分的組成在文件「IP Version 6Addressing Architecture」的段落2.5.1中作了規定。其可以包括通用標識符，例如由IEEE 802 MAC(「媒體訪問控制」)標準或者IEEE EUI-64(擴展通用標識符)標準定義的類型。
第二部分能夠由每個網絡設備自發地並自動地確定。
然而，對於網絡設備來說還沒有自動的方法以確定第一部分，所述第一部分通常被稱為「網絡號」。
目前，在IPv6類型網絡中，這一部分由負責配置網絡的管理者人工地確定。管理者連接到每個網絡設備，理想地依據優化的編址計劃為其分配每個接口的全球地址。這種編址計劃可以遵照RFC 3177「IAB/IESGRecommendations on Ipv6 Address Allocations to Sites」中描述的方法。
全球地址的人工分配具有很多缺陷。特別是，它花費很長時間，需要專門的技術人員，並且不便於重新配置網絡拓撲或向現有網絡添加新設備。最重要地，無論技術人員有多麼熟練，由於他們存在犯錯的可能性，產生差錯是很可能的(人為誤差)。網絡越大，差錯量越大，因此這些差錯難以檢測並糾正。
使通信網絡的配置尤其是全球地址的分配自動化的需要已經變得明顯。
通向這種自動化的第一步在以下文獻中公開2002年2月由B.Haberman和J.Martin(draft-haberman-ipngwg-auto-prefix-02.txt)公開的「Automatic Prefix Delegation Protocol for Internet Protocol Version 6(IPv6)」，以及2003年10月由Byung-Yeob Kim、Kyeong-Jin Lee、Jung-Soo Park和Hyoung-Jun Kim(draft-bykim-ipv6-hpd-00.txt)公開的「Hierarchical Prefix Delegation Protocol for Internet Protocol Version 6(IPv6)」。以上兩篇文獻是在IEFT(網際網路工程任務組)站點上可得到的具有以上括號內標明的文件名的IEFT草案。
這些文件公開了基於另外的網絡設備提供的地址前綴，自動地向網絡設備分配地址前綴。所述另外的網絡設備被稱為地址授予者(addressdelegator)，這種機制本身被稱為地址授予。
然而，以上類型的機制是不適合的，因為其沒有考慮現有通信網絡拓撲。
本申請人已經意識到，考慮到所述拓撲是很重要的，至少出於以下原因每個設備都具有使其能夠正確地對輸入數據進行路由選擇的路由選擇表。限制路由選擇表的大小節約了設備中的存儲資源，並縮短了每次接收數據包的搜索時間。本申請人已經意識到，考慮網絡拓撲用於優化地址前綴向設備的分配是很重要的，並能使得路由選擇表的大小顯著減小，因此增強了通信設備的性能。
發明內容
本發明是用於網際協議通信網絡的通信設備，該通信設備包括一組接口，每個接口都連接到一個或多個其它通信設備；用於從第一其它通信設備接收地址前綴的裝置；以及，用於向至少其它通信設備的子集分配子前綴的分配裝置，所述子前綴由所述地址前綴連結了獨特標識符而形成，所述獨特標識符的長度取決於其它通信設備的總數量，所述第一其它通信設備不屬於所述其它通信設備的子集。
因此，通過使得子前綴「取決」於接收的前綴，本發明創建了考慮網絡拓撲和限制路由選擇表大小的子前綴層次。
本發明進一步的優點在於其優化了資源的使用只有必需數量的地址比特用於每個設備，因此提供了節約，其中，所述資源包括可用於網絡號的比特數。
根據下面參考附圖的說明，本發明及其另外的優點會變得顯而易見，其中圖1，以上已經作了說明，該圖是包括四個設備的通信網絡框圖。
圖2示出了根據本發明的地址前綴的格式。
圖3的通信網絡框圖示出了描述的方法在該網絡上的執行。
具體實施例方式
根據本發明的通信設備或路由器包括分配裝置，該裝置用於向連接到其的至少一些通信設備分配子前綴。
圖2解釋了如何根據本發明分配子前綴。
初始前綴P通過人工配置或任何其它裝置被分配給第一通信設備(這個過程在本專利申請的範圍之外)。
該第一設備然後向至少其連接到的設備的子集分配子前綴SP1。該子前綴SP1包括前綴P和N1部分。該N1部分是有關設備的獨特標識符其在連接設備的這個子集內對設備彼此之間進行了區分。
根據本發明，該N1部分的大小(即比特數)取決於必須分配有子前綴的連接設備的所述子集上的設備數量。如果x表示該數量，則欄位N1的大，小必須是log2(x)比特。
例如，如果第一設備具有四個必須分配子前綴的設備，則欄位N1必須是log2(4)＝2，以下子前綴可以使用，例如(符號表明前綴P是與隨後的兩個比特連結在一起的)
P00P01P10P11因此，這些設備的每一個都接收不同的子前綴SP1(相同的前綴P但是不同的N1部分)。接著，這些設備以相同的方式進行下去並對其它通信設備確定子前綴SP2。這些子前綴類似地包括子前綴SP1(宛如被作為前綴)和用於這些設備的每一個的不同的獨特標識符N2，其大小取決於設備的數量。
類似地，這些設備又分配包括子前綴SP2和獨特標識符N3的子前綴SP3。
這個過程逐漸以這種方式持續，直到子前綴已經分配給整個通信網絡。
圖3就更具體的實例較詳細地顯示了這一分配過程。
設備R1通過在本專利申請之外的方法獲得前綴。
例如，該前綴是4001:0660:3510::0/48。該格式的意義在以上引用的關於IPv6協議的地址格式的文件中進行了說明。然而，重要的是注意這裡的「/48」表示前綴的比特長度，其最大為64比特。符號「:」僅僅是出於閱讀方便的分隔符，而符號「::」表明充足的「0」被插入以將前綴填充為顯示的48比特(因此單個符號「::」是可能的)。
網絡設備R1具有「子」設備R2和R3，R1向其分配子前綴。由於存在兩個子設備，對於獨特標識符需要一個比特(log2(2)＝1)。設備R2將具有「0」值用於其獨特標識符，而R3將具有「1」值。
因此，設備R2和R3的相應子前綴為4001:0660:3510:0000::0/494001:0660:3510:8000::0/49注意，子前綴比初始前綴長一個比特。第二個子前綴在第十三個位置上具有值「8」，即二進位的「1000」。這個「1」對應於設備R3的獨特標識符。
設備R2以完全相同的方式進行下去，並向其「子」設備R4和R5分配取決於R2的子前綴的子前綴。這些子前綴分別為4001:0660:3510:0000::0/504001:0660:3510:4000::0/50對於第二個前綴，第十三個位置上的值「4」用二進位記作「0010」。第一個「0」是設備R2的獨特標識符，而隨後的「1」是設備R5的獨特標識符。
因此相應的子前綴為4001:0660:3510:8000::0/514001:0660:3510:C000::0/514001:0660:3510:E000::0/51例如，對於第三個子前綴，「E」值以二進位記作「1110」。第一個「1」表示設備R3的獨特標識符，隨後的兩個比特「11」構成了設備R8的獨特標識符。
本發明的通信設備以優化的方式分配子前綴。這包含了兩個顯著優點-第一，通過用只是嚴格需要的長度來增加子前綴的大小，本發明的機制節省了由地址前綴代表的資源。在每一步上，使用的比特數的增加是受限的，並且因此在由網絡形成的樹中有可能下降得更低以及因此將子前綴分配給較大數量的通信設備是可能的。
-第二，本發明分配能被「聚合」的前綴每個設備的前綴包含其「父」設備的前綴。
例如，在圖3中，設備R7包含設備R3的前綴，並且通過遞推包含設備R1的前綴。
因此，設備R1不必在其路由選擇表中存儲和其具有的「孫」設備一樣多的條目和其具有的「子」設備一樣多的條目就足夠了，也就是說，存儲的條目是兩個而不是五個。
如果數據包攜帶包含設備R7的前綴的地址，為了正確對其進行路由選擇，在其路由選擇表中具有對應於設備R3的前綴的條目就足夠了。
這個特性是非常有益的，因為它減小了路由選擇表的大小，並因此改善了通信設備的性能。
權利要求
1.一種用於網際協議通信網絡的通信設備(R2)，該設備包括一組接口，每個接口都連接到一個或多個其它通信設備(R1、R3、R4、R5)，以及用於從第一其它通信設備(R1)接收地址前綴的裝置，該設備的特徵在於，其還包括用於向至少所述其它通信設備的子集分配子前綴的分配裝置，所述子前綴由所述地址前綴連結了獨特標識符而形成，所述獨特標識符的長度取決於所述其它通信設備的總數量，所述第一其它通信設備不屬於所述其它通信設備的子集。
2.根據前述權利要求的通信設備，其與網際協議第六版類型的協議兼容。
3.一種在網際協議類型通信網絡中分配前綴的方法，在所述網絡中，通信設備具有一組接口，每個接口都連接到一個或多個其它通信設備(R1、R3、R4、R5)和用於從第一其它通信設備(R1)接收地址前綴的裝置，該方法的特徵在於所述通信設備向至少所述其它通信設備的子集分配子前綴，所述子前綴由所述地址前綴連結了獨特標識符而形成，所述獨特標識符的長度取決於所述其它通信設備的總數量，所述第一其它通信設備不屬於所述其它通信設備的子集。
全文摘要
一種用於網際協議通信網絡的通信設備，該設備包括一組接口，每個接口都連接到一個或多個其它通信設備；用於從第一其它通信設備接收地址前綴的裝置；以及用於向至少所述其它通信設備的子集分配子前綴的分配裝置，所述子前綴由所述地址前綴連結了獨特標識符而形成，所述獨特標識符的長度取決於其它通信設備的總數量，所述第一其它通信設備不屬於該子集。
文檔編號H04L29/06GK1914887SQ200580003695
公開日2007年2月14日 申請日期2005年2月1日 優先權日2004年2月2日
發明者L·可勒維, B·蒙加宗-卡扎維, P·貝雷斯基 申請人:阿爾卡特公司