一種IP位址分配方法及裝置與流程

2023-04-25 17:28:41 2

本發明涉及移動通信技術領域，尤其涉及一種IP位址分配方法及裝置。

背景技術：

VPDN(Virtual Private Dial－up Networks,虛擬專用撥號網)可以利用移動通信網絡，結合無線上網卡或無線路由器等設備，滿足企業內部辦公網、生產網等網絡對無線數據傳輸的需求。與傳統的移動通信技術相比，4G技術(The 4th Generation Mobile Communication，第四代移動通信技術)具有高帶寬、低時延等特點，是可提供面向全IP的優質數據傳輸服務的新技術。在VPDN網絡中應用4G技術，能提升數據通信業務的性能。

現有技術中，在實現上述4G技術在VPDN網絡應用的過程中：4G無線網絡是按照「全時在線」思想設計的，即在4G路由器上線並接入至VPDN網絡時，4G路由器從VPDN網絡動態分配到合法IP位址。在空閒狀態時，4G路由器雖然未真正使用該IP位址，但實際該IP位址仍被該4G路由器獨佔。這就導致VPDN網絡的IP位址資源無法得到有效的利用。尤其在VPDN網絡的IP位址資源有限的情況下，這造成VPDN網絡中IP位址短缺的問題，後續發起認證請求的4G路由器可能無法分配到IP位址，也就無法接入VPDN網絡。

技術實現要素：

本發明實施例提供一種IP位址分配方法及裝置，以解決在VPDN網絡中應用4G技術時IP位址短缺問題。

為達到上述目的，本發明實施例採用如下技術方案：

第一方面，本發明提供一種IP位址分配方法，所述方法包括：

判斷是否有業務流量；

如果沒有，則將數據機從4G制式切換為3G制式；

向運營商網絡設備發送註銷指令，以便於運營商網絡設備在接收到所述註銷指令後向VPDN網絡設備發起註銷請求；

在成功註銷後釋放已分配的VPDN網絡的IP位址。

第二方面，本發明提供一種IP位址分配裝置，所述裝置包括業務模塊、撥號控制模塊、驅動模塊和數據機，其中：

所述業務模塊，用於判斷是否有業務流量；

所述撥號控制模塊，用於當沒有業務流量時，通過所述驅動模塊將數據機從4G制式切換為3G制式；

所述數據機，用於向運營商網絡設備發送註銷指令，以便於運營商網絡設備在接收到所述註銷指令後向VPDN網絡設備發起註銷請求，並在成功註銷後釋放已分配的VPDN網絡的IP位址。

本發明提供的一種IP位址分配方法及裝置，通過判斷是否有業務流量，在沒有業務流量的時候，將路由器的數據機由4G制式切換至3G制式，並釋放已分配的VPDN網絡的IP位址，相比較於現有技術中的4G路由器因為「全時在線」的設計思想，在「空閒狀態」(也即沒有業務流量)仍佔用IP位址，本發明可以根據業務需求，使4G路由器在4G制式和3G制式間切換，動態的申請和釋放IP位址，也即在空閒狀態時，能夠切換到3G制式並釋放已分配的VPDN網絡的IP位址，從而提高了IP位址的利用效率，解決了應用4G技術的VPDN網絡的IP位址短缺問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種在VPDN網絡中應用4G技術的網絡架構圖；

圖2為本發明實施例提供的一種IP位址分配方法流程圖；

圖3為本發明實施例提供的另一種IP位址分配方法流程圖；

圖4為本發明實施例提供的一種IP位址分配方法實際應用流程圖；

圖5為本發明實施例提供的一種IP位址分配裝置結構圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。

如圖1所示，本發明實施例提供一種在VPDN網絡中應用4G技術的網絡架構圖，包括：4G路由器101、運營商網絡設備102、VPDN網絡設備103。

其中，所述運營商網絡設備102，包括：基站、LAC(L2TP Access Concentrator，L2TP訪問集中器)、VPDN鑑權伺服器等設備。

所述VPDN網絡設備103，包括：LNS(L2TP Network Server，L2TP網絡伺服器)、AAA(Authentication、Authorization、Accounting，驗證、授權、記帳)伺服器、企業網伺服器等設備。

結合圖1所示的網絡架構圖，4G路由器接入VPDN網絡的具體實現過程包括：

4G路由器101上電開機時，根據保存在內部的相關撥號配置，向運營商網絡設備發送註冊請求，運營商網絡設備，如LAC通過VPDN鑑權伺服器對所述註冊請求進行鑑權，所述鑑權包括：對所述註冊請求攜帶的域名、用戶名和密碼核對驗證；也即由運營商網絡設備完成對4G路由器的第一次認證；鑑權通過後，LAC向指定的VPDN網絡設備LNS發起L2TP(Layer 2Tunneling Protocol，第二層隧道協議)連接並發送認證請求到該LNS；LNS與LAC建立L2TP隧道，並通過AAA伺服器對所述認證請求進行認證，所述認證包括：對所述認證請求攜帶的域名、用戶名和密碼核對驗證，也即由VPDN網絡設備完成對4G路由器的第二次認證；認證通過後，LNS/AAA伺服器進行IP位址的分配並下發至LAC，LAC通過無線網絡將該IP位址同步至4G路由器。這樣，4G路由器接入VPDN網絡並獲取到IP位址，能夠利用4G無線網絡進行數據的傳輸。

如圖2所示，本發明實施例提供一種IP位址分配方法，可以應用於圖1所示的網絡架構中，該方法的執行主體可以為圖1中的4G路由器，該方法包括：

201：判斷是否有業務流量。

所述業務流量，包括利用4G無線網絡的過程中產生的數據流量，例如：進行網頁瀏覽、郵件發送等產生的數據流量。

202：如果沒有，則將數據機從4G制式切換為3G制式。

所述4G路由器包括硬體部分和軟體部分，硬體部分包括：數據機；軟體部分包括：業務模塊、撥號控制模塊和驅動模塊，其具體實現可參考本發明裝置實施例部分和圖5所示的結構。

其中，所述將數據機從4G制式切換為3G制式，具體包括：

撥號控制模塊通過驅動模塊向數據機發送配置指令，所述配置指令用於將數據機配置為3G制式。

在步驟201和步驟202的一種實現方式中，包括：判斷是否有業務流量；如果沒有業務流量且沒有業務流量的狀態持續的時間達到預設時間長度，則將數據機從4G制式切換為3G制式。

其中，所述預設時長可以根據實際需求定義，例如可以為60秒。

203：向運營商網絡設備發送註銷指令，以便於運營商網絡設備在接收到所述註銷指令後向VPDN網絡設備發起註銷請求。

其中，運營商網絡設備為位於運營商網絡側的設備，示例性的，運營商網絡設備可以為圖1中的LAC、鑑權伺服器；VPDN網絡設備為VPDN網絡側的設備，可以為圖1中的LNS、AAA伺服器、企業網伺服器。

以圖1的網絡架構圖為應用場景，在本步驟的具體實現過程中，4G路由器通過無線網絡向運營商網絡設備LAC發送註銷命令；LAC通過VPDN鑑權伺服器對註銷指令進行鑑權；鑑權通過後，LAC向VPDN網絡設備LNS發送註銷VPDN網絡的請求。

204、在成功註銷後釋放已分配的VPDN網絡的IP位址。

以圖1的網絡架構圖為應用場景，本步驟的具體實現過程包括：LNS通過AAA伺服器對註銷VPDN網絡的請求進行驗證；驗證通過後，LNS/AAA伺服器將4G路由器原先的認證信息進行註銷，並將分配給該4G路由器的IP位址回收至IP池；LNS/AAA伺服器將註銷成功的信息發送給運營商網絡的LAC，LAC通過無線網絡將註銷成功的信息轉發至4G路由器，4G路由器接收到所述信息將所述IP位址釋放。

通過上述實現步驟，4G路由器斷開與VPDN網絡的連接，4G路由器釋放IP位址，VPDN網絡將分配出去的VPDN網絡的IP位址回收。

本發明實施例提供一種IP位址分配方法，通過判斷是否有業務流量，當沒有業務流量時，4G路由器由4G制式切換成3G制式，並發送註銷指令，以便於VPDN網絡設備能夠回收分配給該路由器的IP位址，被回收的IP位址能夠由VPDN網絡設備再次分配給後續發起認證請求的4G路由器，從而能夠提高IP位址的利用效率，解決在VPDN網絡中應用4G技術時IP位址短缺問題。

如圖3所示，結合圖1所示的網絡架構和圖2所示的方法，本發明實施例提供另一種IP位址分配方法，所述方法包括：

301、判斷是否有業務流量。

302：如果沒有，則將數據機從4G制式切換為3G制式。

303：向運營商網絡設備發送註銷指令，以便於運營商網絡設備在接收到所述註銷指令後向VPDN網絡設備發起註銷請求。

304、在成功註銷後釋放已分配的VPDN網絡的IP位址。

其中，步驟301至步驟304的具體實現過程可參考前述步驟201至步驟204，此處不再贅述。

305：在數據機工作在3G制式的過程中，判斷是否有業務流量。

306：如果有業務流量，則將數據機從3G制式切換至4G制式。

所述將網絡從3G制式切換至4G制式，具體包括：

撥號控制模塊通過驅動模塊向數據機發送配置指令，所述配置指令用於將數據機配置為4G制式。

307：向運營商網絡設備發起註冊請求，以便於所述運營商網絡設備在接收該註冊請求後向VPDN網絡設備發起認證請求。

以圖1的網絡架構圖為應用場景，在本步驟的具體實現過程中，4G路由器按照保存在內部的相關撥號配置，向運營商網絡設備發送註冊請求，運營商網絡設備，如LAC通過VPDN鑑權伺服器對所述註冊請求進行鑑權，所述鑑權包括：對所述註冊請求攜帶的域名、用戶名和密碼核對驗證；也即由運營商網絡設備完成對4G路由器的第一次認證；鑑權通過後，LAC向指定的VPDN網絡設備LNS發起L2TP連接並發送認證請求到該LNS；LNS與LAC建立L2TP隧道，並通過AAA伺服器對所述認證請求進行認證，所述認證包括：對所述認證請求攜帶的域名、用戶名和密碼核對驗證，也即由VPDN網絡設備完成對4G路由器的第二次認證。

308、在認證通過後，獲取VPDN網絡的IP位址。

以圖1的網絡架構圖為應用場景，本步驟的具體實現過程包括：認證通過後，LNS/AAA伺服器進行IP位址的分配並下發至LAC，LAC通過無線網絡將該IP位址同步至4G路由器。這樣，4G路由器重新獲取VPDN網絡的IP位址。

本發明實施例提供的另一種IP位址分配方法通過判斷是否有業務流量，當沒有業務流量時，4G路由器由4G制式切換成3G制式，發送註銷指令，以便於VPDN網絡設備能夠回收分配給該路由器的IP位址，所述IP位址能夠由VPDN網絡設備再次分配給後續發起認證請求的4G路由器；在4G路由器切換成3G制式之後，判斷是否有業務流量，當有業務流量時，4G路由器由3G制式切換成4G制式，重新獲取IP位址。

綜上所述，本發明實施例提供的IP位址分配方法可以根據業務需求，使4G路由器在4G制式和3G制式間切換，動態的申請和釋放IP位址，從而提高了IP位址的利用效率，解決在VPDN網絡中應用4G技術時IP位址短缺問題。

此外，能夠解決現有技術問題的另一種方式是在空閒狀態時將4G路由器的數據機開啟飛行模式，即讓數據機進入關機狀態，此時數據機處於完全不可用狀態。與這一種方式相比，本發明實施例提供的這種將4G制式切換到3G制式的實現方式能夠保證數據機保持在網狀態，不會引起其他問題。例如，數據機是應用於手機上的，如果開啟飛行模式，則用戶不能接聽來電或撥出電話，也不能接收和發送簡訊；採用本發明技術方案，用戶能夠正常接聽電話、收發簡訊，不會影響到日程生活中對於手機的應用。

如圖4所示，本發明實施例提供的一種IP位址分配方法實際應用，具體步驟如下：

401、4G路由器進行初始化。

所述初始化包括：上電開機，接入VPDN網絡，從VPDN網絡獲取IP位址等步驟。在VPDN網絡中，4G路由器在開機撥號時需要通過域、或用戶名/密碼等方式與運營商LAC、LNS/AAA伺服器等進行認證接入，其中，主要由運營商對接入用戶進行第一次認證，LNS/AAA則進行二次認證及IP位址的分配等流程。所以4G路由器上線並接入至VPDN網絡時，4G路由器從VPDN網絡動態分配到合法IP位址。

402、判斷業務模塊是否有業務流量。

4G路由器判斷業務模塊是否有業務流量，如果有業務流量，則執行步驟403；當沒有業務流量且沒有業務流量的狀態持續的時間到達預設時間長度，執行步驟405。

403、在業務模塊有業務流量時，如果4G路由器的數據機配置為4G制式，則對數據機不做改變；如果數據機配置為3G制式，則將數據機從3G制式切換成4G制式。

所述將數據機從3G制式切換成4G制式，具體包括:當業務模塊有業務流量時，通過路由切換、流量觸發等機制觸發撥號控制模塊，撥號控制模塊通過驅動模塊向數據機發送配置指令，所述配置指令用於將數據機配置為4G制式。

在將數據機配置為4G制式後，獲取VPDN網絡的IP位址的具體實現過程包括：數據機向運營商網絡設備發送註冊請求，運營商網絡設備LAC、鑑權伺服器進行第一次認證，VPDN網絡設備LNS、AAA伺服器進行第二次認證，認證通過後，LNS/AAA伺服器進行IP位址的分配並下發至LAC，LAC通過無線網絡將該IP位址同步至數據機。

404、將業務流量發送至目的網絡。

所述將業務流量發送至目的網絡，具體包括：當數據機具備撥號條件時，也即數據機配置為4G制式且獲取到VPDN網絡的IP位址後，撥號控制模塊更新狀態機，發起撥號、IP位址獲取等流程從數據機獲取IP位址，並將業務模塊和4G驅動模塊間的鏈路狀態設置為有效狀態。鏈路狀態為有效狀態後，業務模塊的業務流量可通過驅動模塊進行轉發，並通過數據機成功發送至目的網絡，目的網絡包括專網、Internet公網。

405、在業務模塊沒有業務流量時，如果4G路由器的調整解調器配置為3G制式，則對數據機不做改變；如果數據機配置為4G制式，則將數據機從4G制式切換成3G制式。

所述將數據機從4G制式切換成3G制式，具體包括：無業務流量且無業務流量的持續時間達到預設時間長度時，撥號控制模塊通過驅動模塊向數據機發送配置指令，所述配置指令用於將數據機配置為3G制式。

在將數據機配置為3G制式後，釋放VPDN網絡的IP位址的具體實現過程，包括：數據機通過無線網絡向運營商網絡設備LAC發送註銷命令；LAC通過VPDN鑑權伺服器對註銷指令進行鑑權；鑑權通過後，LAC向VPDN網絡設備LNS發送註銷VPDN網絡的請求；LNS通過AAA伺服器對所述註銷請求進行驗證；驗證通過後，LNS/AAA伺服器將數據機原先的認證信息進行註銷，並將分配給該4G路由器的IP位址回收至IP池；LNS/AAA伺服器將註銷成功的信息發送給運營商網絡的LAC，LAC通過無線網絡將註銷成功的信息轉發至數據機，數據機接收到所述信息將所述IP位址釋放。

本發明實施例提供的一種IP位址分配方法實際應用，通過判斷是否有業務流量，當沒有業務流量時，4G路由器由4G制式切換成3G制式，發送註銷指令，以便於VPDN網絡設備能夠回收分配給該路由器的IP位址，所述IP位址能夠由VPDN網絡設備再次分配給後續發起認證請求的4G路由器；在4G路由器切換成3G制式之後，判斷是否有業務流量，當有業務流量時，4G路由器由3G制式切換成4G制式，發送註冊請求，向VPDN網絡申請IP位址，以便於與VPDN網絡相連接。本發明實施例可以根據業務需求，使4G路由器在4G制式和3G制式間切換，動態的申請和釋放IP位址，從而提高了IP位址的利用效率，解決在VPDN網絡中應用4G技術時IP位址短缺問題。

如圖5所示，本發明實施例還提供一種IP位址分配裝置50，用於實現前述的IP位址分配方法。所述裝置包括：業務模塊51、撥號控制模塊52、驅動模塊53和數據機54，其中：

所述業務模塊51，用於判斷是否有業務流量；

所述撥號控制模塊52，用於當沒有業務流量時，通過所述驅動模塊53將數據機從4G制式切換為3G制式；

所述數據機54，用於向運營商網絡設備發送註銷指令，以便於運營商網絡設備在接收到所述註銷指令後向VPDN網絡設備發起註銷請求，並在成功註銷後釋放已分配的VPDN網絡的IP位址。

本發明實施例提供一種IP位址分配裝置，通過判斷是否有業務流量，當沒有業務流量時，4G路由器由4G制式切換成3G制式，並發送註銷指令，以便於VPDN網絡設備能夠回收分配給該路由器的IP位址，被回收的IP位址能夠由VPDN網絡設備再次分配給後續發起認證請求的4G路由器，從而能夠提高IP位址的利用效率，解決在VPDN網絡中應用4G技術時IP位址短缺問題。

其中，所述業務模塊51，是上層業務應用程式，用於通過4G鏈路完成相關的業務傳輸。

所述撥號控制模塊52，用於響應業務模塊51需求，並對驅動模塊53進行控制操作。

所述驅動模塊53，是驅動數據機54的程序，用於響應撥號控制模塊52的需求，並完成與數據機54的硬體交互，同時實現業務模塊51的數據轉發流程。

所述數據機54，屬於硬體實體模塊，用於提供必要的與驅動模塊53間的交互接口，完成與網絡側的信令交互和數據傳輸。

所述驅動模塊53與所述數據機54間存在軟硬體交互通道，所述軟硬體件交互通道用於基於USB總線的控制指令、數據傳輸。

所述業務模塊51與所述驅動模塊53間存在數據通道，所述數據通道的通斷直接影響業務傳輸，數據通道的通斷取決於數據機54是否處於可用狀態、撥號控制模塊的操作等。

在該實施例的一種實現方式中，所述撥號控制模塊52，還用於當沒有業務流量且沒有業務流量的狀態的持續時間達到預設時間長度時，將數據機54從4G制式切換為3G制式。

在該實施例的一種實現方式中，所述撥號控制模塊52，具體用於通過驅動模塊53向數據機54發送配置指令，所述配置指令用於將數據機54配置為3G制式。

在該實施例的一種實現方式中，所述撥號控制模塊52，還用於當有業務流量時，將數據機54從3G制式切換至4G制式；

在該實施例的一種實現方式中，所述數據機54，用於在切換至4G制式後，向運營商網絡設備發起註冊請求，以便於所述運營商網絡設備在接收該註冊請求後向VPDN網絡設備發起認證請求，並在認證通過後分配VPDN網絡的IP位址。

在該實施例的一種實現方式中，所述撥號控制模塊52，具體用於通過驅動模塊53向數據機54發送配置指令，所述配置指令用於將數據機54配置為4G制式。

本發明實施例提供的一種IP位址分配裝置，通過判斷是否有業務流量，當沒有業務流量時，4G路由器由4G制式切換成3G制式，發送註銷指令，以便於VPDN網絡設備能夠回收分配給該路由器的IP位址，所述IP位址能夠由VPDN網絡設備再次分配給後續發起認證請求的4G路由器；在4G路由器切換成3G制式之後，判斷是否有業務流量，當有業務流量時，4G路由器由3G制式切換成4G制式，發送註冊請求，向VPDN網絡申請IP位址，以便於與VPDN網絡相連接。本發明實施例可以根據業務需求，使4G路由器在4G制式和3G制式間切換，動態的申請和釋放IP位址，從而提高了IP位址的利用效率，解決在VPDN網絡中應用4G技術時IP位址短缺問題。

本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對於設備實施例而言，由於其基本相似於方法實施例，所以描述得比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。

本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過電腦程式來指令相關的硬體來完成，所述的程序可存儲於計算機可讀取存儲介質中，該程序在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質可為磁碟、光碟、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機存儲記憶體(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。