具有自動地址配置的唯一前綴分配的製作方法

2023-05-23 04:20:11

專利名稱：具有自動地址配置的唯一前綴分配的製作方法
具有自動地址配置的唯一前綴分配技術領域
本發明通常涉及通信系統，並且更具體地，涉及網絡地址分配。
技術背景
已經引入網際網路協議版本6 (IPv6)來糾正網際網路協議版本4 (IPv4)中存在的尋 址問題。IPv4使用32比特IP位址，這提供大約43億(4. 3 X IO9)個IP位址的地址空間。 這個IP位址的數目不能滿足網際網路的預期增長。確實，可用IPv4地址的數目迅速萎縮。 相反，IPv6使用128比特IP位址，這提供了明顯更大的地址空間。具體地，IPv6允許大約 !MOundeci 1 lion(3. 4xl038)個IP位址，在可預見的未來綽綽有餘。
常規IPv6地址100的結構如圖1所示。IPv6地址100的第一部分表示前綴102， 前綴102用於將IP分組路由到特定通信網絡，並且最後的部分表示接口標識符104，接口標 識符104意在唯一地標識網絡中主機上的各個接口。前綴102的前η個比特通常表示網絡 標識符106，網絡標識符106與IPv4網絡標識符類似。前綴102的剩餘m個比特通常表示 子網標識符108，子網標識符108可以用於識別網絡內的子網。
由IPv6尋址架構提供的靈活性允許建立點對點鏈路模型和共享鏈路模型。在共 享鏈路模型中，在特定網絡中的多個設備當中共享前綴102，而每個設備被隨機分配其自身 的接口標識符104用於各個設備標識。通常，存在一定程度的共享共同前綴102的兩個或 多個設備還可能被分配相同的接口標識符104的風險。因此，通常需要重複地址檢測過程， 使得當檢測到重複接口標識符或者地址衝突時可以實現糾正動作。
在點對點鏈路模型中，分配給每個通信設備的前綴102是唯一的，以便模擬點對 點鏈路環境。特別地，每個通信設備被分配唯一的網絡標識符106，這確保將唯一的IP位址 分配給每個通信設備，而不考慮多個設備是否共享相同的接口標識符104。因此，在點對點 鏈路模型中不需要重複地址檢測，這減少了最初的網絡輸入和切換延遲。因此，現在許多實 現IPv6協議的通信標準要求將唯一前綴102分配給在通信系統中進行通信的每個通信設 備。這樣的通信標準的示例包括第四代通信系統(4G)、全球微波接入互操作性(WiMAX)、第 三代合作夥伴項目(3GPP)、3GPP2和數字訂戶線(DSL)。
由於使用分配給目標網絡的64比特前綴102通過網際網路路由IPv6分組，所以在 沒有實現數據路徑設備(例如，路由器)支持到每個通信設備的網絡隧道創建的特定功能 的情況下，用於將唯一前綴102分配給網絡內的各個設備的現有解決方案通常不可用，實 現這樣的功能可能非常昂貴。發明內容
本發明涉及實現點對點通信的方法。所述方法可以包括識別網絡地址的前綴的至 少第一部分，所述前綴與通信網絡的特定拓撲區域相對應。所述方法進一步可以包括通過 更新所述通信網絡的拓撲區域內具有唯一標識符的前綴來生成唯一前綴；以及將所述唯一 前綴分配給通信網絡的節點。
本發明還涉及一種包括接入點的通信系統，所述接入點識別網絡地址的前綴的至 少第一部分，所述前綴與通信網絡的特定拓撲區域相對應。所述接入點還可以通過更新所 述通信網絡的拓撲區域內具有唯一標識符的前綴來生成唯一前綴，並且將所述唯一前綴分 配給通信網絡的節點。
本發明還涉及一種包括網絡控制器的通信系統，所述網絡控制器識別網絡地址的 前綴的至少第一部分，所述前綴與通信網絡的特定拓撲區域相對應。所述網絡控制器還可 以通過更新所述通信網絡的拓撲區域內具有唯一標識符的前綴來生成唯一前綴，並且將所 述唯一前綴分配給通信網絡的節點。


下面將參照附圖更加詳細地描述本發明的各種實施例，在附圖中
圖1圖示了用於理解現有技術的IPv6地址結構；
圖2圖示了用於理解本發明的實施例的IP位址結構；
圖3圖示了用於理解本發明的實施例的通信系統；
圖4是對理解本發明的實施例有用的信號流程圖；以及
圖5是對理解本發明的實施例有用的流程圖。
具體實施方式
雖然說明書總結了定義被認為具有新穎性的本發明的特徵的權利要求，但是相信 根據結合附圖進行的描述的考慮將更好地理解本發明。根據需要，在此公開本發明的詳細 實施例；然而，應當理解，所公開可以以各種形式體現的本發明的實施例僅是示例性的。因 此，在此公開的具體結構和功能細節不應當被解釋為限制性的，而是僅作為權利要求的基 礎，並且作為用於教導本領域的技術人員以任何實際上適當的詳細結構不同地採用本發明 的代表基礎。此外，在此使用的術語和短語並不意在限制，而是提供對本發明可理解的描 述。
本發明涉及用於向通信網絡的各種節點自動生成和分配唯一網際網路(IP)前綴的 方法和系統。因此，可以實現動態點對點鏈路模型，以在不需要使用網絡隧道的情況下，在 網絡節點與通信網絡內部和/或外部的其它設備之間建立IP通信鏈路。此外，可以在不需 要使用重複地址檢測過程的情況下建立這樣的通信鏈路。因此，可以以極具成本效益的方 式實現IP通信。
圖2圖示了對理解本發明的實施例有用的IP位址200的結構。IP位址200可 以包括唯一前綴202和接口標識符204。如在此使用的，「唯一前綴」是在通信系統內唯一 的前綴。例如，唯一前綴可以是分配給網際網路的節點的所有前綴當中唯一的。相對於常規 的唯一前綴，可以生成包括第一部分的唯一前綴202，所述第一部分包括非唯一網絡標識符 206。如在此使用的，「非唯一網絡標識符」是對單個網絡節點不是獨有唯一的網絡標識符。 例如，非唯一網絡標識符206可以是分配給通信網絡或者通信網絡的拓撲區域的網絡標識 符，其中，在任何給定的時間，可能存在多個網絡節點。
為了將唯一前綴202與使用相同網絡標識符206的其它前綴區分開，唯一前綴202 可以包括第二部分，所述第二部分包括代替子網標識符的唯一標識符208。如在此使用的，4術語「唯一標識符」意指在特定通信網絡的至少一個拓撲區域內(例如，由網絡標識符203 識別的通信網絡的拓撲區域)唯一的標識符。在此將更加詳細地討論唯一標識符208的選擇。
圖3圖示了對理解本發明的實施例有用的通信系統300。通信系統300可以包括 通信網絡302，其中，可以生成具有唯一前綴的多個IP位址，並且將所述IP位址分配給相應 網絡節點304、306、308、310、312、314。例如，這樣的網絡節點可以是無線通信設備或有線通 信設備。網絡節點304-314的示例可以包括但不限於計算機、移動站(例如，移動電臺、移 動電話、移動計算機、個人數字助理等)、網絡裝置、機頂盒、遊戲設備等。
通信網絡302可以包括廣域網(WAN)、互連通信網絡(例如，蜂窩通信網絡)、公共 交換電話網(PSTN)等。通信網絡還可以包括區域網(LAN)、城域網(MAN)、WiFi網絡、WiMAX 網絡、網狀網絡和/或可以傳播通信信號的任何其它適當網絡或系統。在這方面中，通信網 絡302可以包括有線和/或無線通信鏈路。
通信網絡302可以被配置成經由IEEE 802無線通信(例如，802. 11和802. 16)、 3G、4G、EUTRAN、UMB、WPA、WPA2, GSM、TDMA, CDMA、WCDMA, OFDM、直接無線通信或任何其它通 信格式來傳送數據。確實，可以按照任何適當的通信標準、協議和/或架構或者這樣的標 準、協議和/或架構的適當組合，來實現通信網絡302。
此外，通信網絡302可以經由一個或多個通信鏈路318(例如，經由網際網路)通信 地連結到一個或多個其它通信網絡/設備316。通過這樣的通信鏈路318，通信網絡302可 以與通信網絡/設備316交換IP分組320。
通信網絡302可以包括一個或多個接入路由器和/或網關(在下文中，統稱為「路 由器」)322,324,它們經由通信鏈路318路由在通信網絡302與通信網絡/設備316之間交 換的IP分組320。路由器322、3M可以包括適合於實現路由功能的任何硬體、固件和/或 軟體。例如，路由器322、3M可以包括一個或多個網絡適配器、一個或多個處理器/控制器 和/或一個或多個存儲固件/軟體的數據儲存設備。在一種布置中，路由器322、324中的 每一個可以服務於通信網絡302的不同拓撲區域。例如，路由器322可以服務於第一拓撲 區域326，並且路由器3 可以服務於第二拓撲區域328。在這點上，應當注意到，可以由地 理區域來定義通信網絡的拓撲區域，但不是必須的。例如，第一拓撲區域3 可以包括經由 路由器322建立網絡存在的所有網絡組件，而不考慮它們相應的物理位置。
通信網絡302進一步可以包括網絡控制器330，網絡控制器330提供網絡安全管 理和/或其它網絡相關功能。這樣，網絡控制器330還可以包括用於實現網絡控制功能的 任何硬體、固件和/或軟體。例如，如果通信網絡302是無線電接入網絡，則在一種布置 中，網絡控制器330可以是載波接入點控制器(CAPC)。如果通信網絡302實現代理移動 IPv6(PMIPv6)通信協議，則網絡控制器330可以是本地移動錨。在其它布置中，網絡控制器 330可以是網絡伺服器。仍然，可以以任何其它適當的方式來實現網絡控制器330，並且本 發明不限於此方面。
還可以在通信網絡302中設置一個或多個接入點332、334、336、338、；340、；342。接 入點332-342可以將相應網絡節點304-314通信地連結到路由器322、324。例如，接入點 332-342可以包括無線接入點、交換機、路由器等。這樣的組件對於本領域技術人員是公知 的。
在操作中，路由器322、324中的每一個可以被分配包括網絡標識符348、350和子 網標識符352、354的相應前綴；344、；346。在通信系統300中實現IPv6的布置中，網絡標識 符348、350中的每一個的比特長度可以小於相應前綴344、346的比特長度，並且可以包括 可變長度前綴。然而，應當注意到，網絡標識符348、350不限於IPv6格式。確實，網絡標識 符348、350可以按照通信系統300中實現的(一個或多個)任何其它通信協議被格式化。
路由器322、3M可以通告它們的前綴；344、346用於網絡控制器330的檢測。然 後，網絡控制器330可以生成唯一標識符356、358，唯一標識符356、358可以用於更新前綴 344,346以生成可以分配給相應網絡節點304-308、310-314的相應唯一前綴360、362。在 一種布置中，網絡控制器330可以更新前綴；344、；346以生成唯一前綴360、362。在另一種 布置中，網絡控制器330可以將唯一標識符356、358傳送到一個或多個其它網絡組件，諸如 接入點332-342，並且這樣的網絡組件可以更新前綴344、346以生成唯一前綴360、362。這 樣的網絡組件可以從路由器322、3M接收前綴344、346作為通告，或者可以當在通信網絡 302上建立存在時從路由器322、3M接收前綴344、346。
為了生成唯一前綴360、362，可以從前綴；344、346解析出網絡標識符；348、350，並 且可以將唯一標識符356、358附加到網絡標識符348、350。值得注意地，用於每個連續唯 一前綴360的唯一標識符356將是不同的，而每個唯一前綴360可以共享同一網絡標識符 348。類似地，用於每個連續唯一前綴362的唯一標識符358將是不同的，而每個唯一前綴 362可以共享同一網絡標識符350。
當網絡節點304-314例如按照特定認證協議在通信網絡302上建立存在時，與其 通信地連結的接入點332-342可以向網絡控制器330傳送對可以向網絡節點304-314分配 相應唯一前綴360、362或唯一標識符356、358的請求。例如，如果網絡控制器330的任務 是生成唯一前綴360、362，則接入點332-342可以請求唯一前綴360、362。然而，如果接入 點332-342的任務是生成唯一前綴360、362，則接入點332-342可以請求唯一標識符356、 358。
例如，每個請求可以包括用於識別網絡節點304-314的接口的標識符(在下文 中稱為「接口標識符」)，對於該標識符生成請求。接口標識符可以是媒體訪問控制(MAC) 地址、哈希或任何其它適當的標識符。在網絡節點304-314的認證期間，可以從網絡節點 304-314接收接口標識符。作為響應，網絡控制器330可以向適當的接入點332-342傳送唯 一前綴360、362或唯一標識符；356、；358，接入點332-342可以將唯一前綴360、362分配給網 絡節點304-314。
通過示例的方式，假設分配給路由器322的網絡標識符；348是5f00 0000 cOOl，並 且分配給路由器324的網絡標識符350是5f00:0000:c002。在這樣的布置中，可以例如如 表1所示，將唯一前綴360、362分配給網絡節點。
表 權利要求
1.一種實現點對點通信的方法，所述方法包括以下步驟識別網絡地址的前綴的至少第一部分，所述前綴與通信網絡的特定拓撲區域相對應； 通過更新具有所述通信網絡中所述拓撲區域內唯一標識符的所述前綴來生成唯一前 綴；以及將所述唯一前綴分配給所述通信網絡的節點。
2.如權利要求1所述的方法，其中，更新具有所述唯一標識符的所述前綴的步驟包括 將所述唯一標識符附加到所述前綴的所述第一部分。
3.如權利要求1所述的方法，進一步包括從接入路由器或網關接收所述前綴的所述第一部分。
4.如權利要求1所述的方法，其中，將所述唯一前綴分配給所述通信網絡的節點的步 驟包括將所述唯一前綴分配給在所述通信網絡上建立存在的通信設備。
5.如權利要求1所述的方法，其中，將所述唯一前綴分配給所述通信網絡的節點的步 驟包括向所述網絡節點傳送所述唯一前綴。
6.如權利要求1所述的方法，其中，將所述唯一前綴分配給所述通信網絡的節點的步 驟包括發起所述唯一前綴到所述網絡節點的接口標識符的映射。
7.如權利要求6所述的方法，進一步包括向所述通信網絡中的至少一個組件傳送路 徑更新，所述路徑更新用信號通知所述組件，以更新其路徑分配。
8.如權利要求6所述的方法，進一步包括 監視所述通信網絡的所述節點的通信活動；以及響應於檢測到所述網絡節點的不活動時段或檢測到所述網絡節點已經退出所述通信 網絡，發起對所述唯一前綴到所述網絡節點所述接口標識符的所述映射的釋放。
9.如權利要求6所述的方法，進一步包括監視由所述通信網絡的接入路由器或網關生成的通告；以及響應於確定由所述接入路由器或網關生成的通告已經停止，發起對分配給由所述接入 路由器或網關服務的網絡拓撲區域的唯一前綴的所有映射的釋放。
10.一種實現點對點通信的通信系統，包括網絡實體，所述網絡實體識別網絡地址的前綴的至少第一部分，所述前綴與通信網絡 的特定拓撲區域相對應；通過更新具有所述通信網絡的所述拓撲區域內唯一標識符的所述 前綴來生成唯一前綴；以及將所述唯一前綴分配給所述通信網絡的節點。
全文摘要
一種用於實現點對點通信的方法(500)和系統(300)。該方法可以包括識別(504)網絡地址的前綴(344，346)的至少第一部分(348，350)，該前綴與通信網絡(302)的特定拓撲區域(326，328)相對應。該方法進一步可以包括通過更新通信網絡的拓撲區域內具有唯一標識符(356，358)的前綴來生成(506)唯一前綴(360，362)；以及將所述唯一前綴分配(508)給通信網絡的節點(304-314)。
文檔編號H04W80/04GK102037755SQ200980111367
公開日2011年4月27日 申請日期2009年3月16日 優先權日2008年3月28日
發明者保拉·錢德拉, 菲利普·R·羅伯茨, 阿喬伊·K·辛格, 阿南德·S·拜德卡 申請人:摩託羅拉移動公司