СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОГО КОНФИГУРИРОВАНИЯ IPV6 ДЛЯ ДОМАШНЕГО ШЛЮЗА
DYNAMIC IPV6 CONFIGURATION METHOD FOR HOME GATEWAY

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к области технологий домашних шлюзов и, в частности, относится к способу динамического конфигурирования IPv6 (Internet Protocol Version 6) для домашнего шлюза.
Уровень техники
Домашние шлюзы являются многоцелевыми, интегрированными устройствами доступа, ориентированными на домашние хозяйства и пользователей в виде небольших предприятий. За счет подсоединения домашнего шлюза к внешней сети образуется платформа для предоставления услуг, ориентированная на домашнее хозяйство. Основной функцией является осуществление преобразования интеллектуальной сети широкополосного доступа в информатизированную домашнюю сеть. В настоящее время происходит исчерпание пула адресов IPv4 в глобальной сети Интернет, и исследование домашнего шлюза, поддерживающего IPv6, становится обязательным.
Существуют три способа конфигурации IPv6 для домашнего шлюза.
Первый: путем статического конфигурирования конфигурируется вручную такая информация, как адрес IPv6 шлюза, маршрутного шлюза и сервера доменных имен IPv6 (DNS: доменная система именования).
Второй: путем конфигурирования DHCPv6 (DHCP для IPv6, протокол динамического конфигурирования хост-машины для IPv6, предназначенный для работы с IPv6) (протокол динамического конфигурирования хост-машины); см. "RFC 3315: Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6" для ознакомления с более подробной информацией.
Третий: путем конфигурирования IPv6 РРРоЕ (протокол соединения «точка-точка» для сетей Ethernet), при этом конфигурирование адресов на двух концах РРР (протокол соединения «точка-точка») канала передачи данных РРРоЕ-сервером согласно IPv4 отличается от конфигурирования адресов РРРоЕ-сервером согласно IPv6. Адреса на двух концах РРР-канала передачи данных согласно IPv4 конфигурируются в основном посредством IPCP (протокола управления IP) стадии сеанса РРР. Адреса на двух концах РРР-канала передачи данных согласно IPv6 согласовываются посредством IPv6CP (протокол управления IPv6). Согласно "RFC 2472: IP Version 6 over РРР" IPv6CP согласовывает 64-битовый идентификатор интерфейса (идентификатор интерфейса) на стадии согласования канала передачи данных и генерирует локальный адрес канала передачи данных, отличный от глобального индивидуального адреса, в сетевом интерфейсе рррх. Следовательно, только путем дополнительной, специальной обработки может осуществляться соединение пользователя домашнего шлюза с внешней сетью. Домашний шлюз является концентратором для соединения сети оператора с домашней сетью пользователя. То, как пользователь домашнего шлюза может обмениваться данными с использующей сетью IPv6 посредством домашнего шлюза, является задачей, требующей безотлагательного решения, в данной области.
СУТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является обеспечение улучшенного способа активного и динамического конфигурирования IPV6 для домашнего шлюза с расширенными функциональными возможностями. В случае способа кодового вызова по IPv6 РРРоЕ для домашнего шлюза, посредством операции выбора опции "получить адрес", домашний шлюз может получить глобальный индивидуальный адрес IPv6 сетевого интерфейса на стороне WAN и, кроме того, может получить доступ к ресурсам использующей IPv6 сети; и при одновременном выборе опций "получить адрес" и "получить префикс" терминальный пользователь домашнего шлюза может получить глобальный индивидуальный адрес IPv6 и, кроме того, может получить доступ к ресурсам использующей IPv6 сети.
Вышеуказанная цель достигается способом динамического конфигурирования IPv6 для домашнего шлюза, обеспечиваемым настоящим изобретением, который включает следующие этапы: А - установление соединения глобальной вычислительной сети в режиме маршрутизации интернет-атрибутов и определение способа конфигурирования IPv6 для домашнего шлюза с применением кодового вызова по протоколу соединения «точка-точка» для сетей Ethernet (РРРоЕ) и согласно динамической комбинации опций кодового вызова по РРРоЕ "получить адрес" и "получить префикс"; и В - запуск процесса кодового вызова, создание интерфейса для процесса кодового вызова, активизация, посредством процесса кодового вызова, исполняемого скрипта ipv6-up, запуск клиента DHCPv6-клиента протокола динамического конфигурирования хост-машины для IPv6 в шлюзе, генерирование различных действий по конфигурированию и комбинирование автоконфигурирования с запоминанием состояния и автоконфигурирования без запоминания состояния для осуществления динамического конфигурирования IPv6 для домашнего шлюза.
В вышеупомянутом техническом решении динамическое комбинирование опций кодового вызова по РРРоЕ "получить адрес" и "получить префикс" и их флагов на этапе А включает следующие четыре ситуации:
(1) не выбраны ни "получить адрес", ни "получить префикс", и значение флага равно 00; (2) выбрано только "получить префикс", и значение флага равно 01;
(3) выбрано только "получить адрес", и значение флага представляет собой 10; и
(4) выбрано как "получить адрес", так и "получить префикс", и значение флага равно 11.
В вышеупомянутом техническом решении, если значение флага равно 00, DHCPv6-клиент запрашивает услугу DHCPv6 без запоминания состояния, так что домашний шлюз получает адрес сервера доменных имен от DHCPv6-сервера на стороне WAN; и DHCPv6-клиент запускает сторону DHCPv6-сервера в шлюзе для обновления информации о конфигурации адреса сервера доменных имен.
В вышеупомянутом техническом решении, если значение флага равно 01, DHCPv6-клиент инициирует запрос ассоциации идентичности для делегации префиксов (IA_PD), запускает демона оповещения маршрутизатора, так что ПК на стороне LAN домашнего шлюза получает глобальный индивидуальный адрес IPv6 за счет автоконфигурирования без запоминания состояния; и запускает сторону DHCPv6-сервера, так что ПК на стороне LAN домашнего шлюза получает информацию об адресе сервера доменных имен с применением услуги DHCPv6 без запоминания состояния в автоконфигурировании с запоминанием состояния.
В вышеупомянутом техническом решении, если значение флага равно 10, DHCPv6-клиент инициирует запрос ассоциации идентичности для постоянных адресов (IA_NA), так что сторона WAN домашнего шлюза получает информацию о глобальном индивидуальном адресе IPv6 и адресе сервера доменных имен путем автоконфигурирования с запоминанием состояния; и запускает сторону DHCPv6-сервера в шлюзе для обновления информации о конфигурации адреса сервера доменных имен.
В вышеупомянутом техническом решении, если значение флага равно 11, DHCPv6-клиент одновременно инициирует запрос IA_NA и запрос IA_PD, так что сторона WAN домашнего шлюза получает глобальный индивидуальный адрес IPv6 и адрес сервера доменных имен путем автоконфигурирования с запоминанием состояния; запускает демона оповещения маршрутизатора, так что ПК на стороне LAN домашнего шлюза получает глобальный индивидуальный адрес IPv6 путем автоконфигурирования без запоминания состояния; и запускает сторону DHCPv6-сервера в шлюзе, так что ПК на стороне LAN домашнего шлюза получает информацию об адресе сервера доменных имен с применением услуги DHCPv6 без запоминания состояния в автоконфигурировании с запоминанием состояния.
В вышеупомянутом техническом решении автоконфигурирование с запоминанием состояния заключается в том, что соответствующий сетевой интерфейс домашнего шлюза получает глобальный индивидуальный адрес IPv6 из пула адресов DHCPv6-сервера на стороне WAN и получает адрес сервера доменных имен от DHCPv6-сервера на стороне WAN.
В вышеупомянутом техническом решении применение услуги DHCPv6 без запоминания состояния в автоконфигурировании с запоминанием состояния заключается в том, что DHCPv6-сервер не распределяет адрес IPv6, а только предоставляет информацию об адресе сервера доменных имен клиенту.
В вышеупомянутом техническом решении процесс автоконфигурирования без запоминания состояния заключается в том, что сетевой интерфейс получает глобальный индивидуальный адрес путем комбинирования префикса глобального адреса, сообщаемого путем маршрутизации, и идентификатора интерфейса.
По сравнению с уровнем техники преимущества настоящего изобретения являются следующими:
(1) за счет способа кодового вызова по IPv6 РРРоЕ для домашнего шлюза, адаптированного в настоящем изобретении, посредством операции выбора опции "получить адрес" домашний шлюз может получать глобальный индивидуальный адрес IPv6 сетевого интерфейса на стороне WAN и, кроме того, может получать доступ к ресурсам использующей IPv6 сети;
(2) путем одновременного выбора опции "получить адрес" и "получить префикс" терминальный пользователь домашнего шлюза может получать глобальный индивидуальный адрес IPv6 и, кроме того, может получать доступ к ресурсам использующей IPv6 сети.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Фиг. 1 представляет собой структурную блок-схему домашнего шлюза согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и
Фиг. 2 представляет собой схему последовательности процесса способа согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение подробно описано ниже со ссылками на сопутствующие графические материалы и варианты осуществления.
Как показано на фиг. 1, домашний шлюз соединен с ТОЛ (терминалом оптической линии). Порт для подключения медленных устройств к высокоскоростной магистрали ТОЛ соединен с сервером кодового вызова, поддерживающим IPv6, сервером динамического конфигурирования хост-машины и с сервером доменных имен. Дополнительно необходим WEB-сервер, поддерживающий IPv6.
Соединение WAN (глобальной вычислительной сети) в режиме маршрутизации интернет-атрибутов устанавливается в шлюзе. Соединение WAN может направлять данные на стороне LAN (локальной вычислительной сети) и данные на стороне WAN, чтобы осуществить обмен данными между стороной LAN и стороной WAN. Выбрано, что прием конфигурирования является приемом кодового вызова по РРРоЕ. Этот прием конфигурирования включает две опции "получить адрес" и "получить префикс" соответственно. Прием конфигурирования IPV6 домашнего шлюза определяется путем динамического комбинирования двух опций. Существует четыре ситуации комбинирования двух опций. Каждое комбинирование адаптирует различный прием динамического конфигурирования IPv6. Динамическое конфигурирование IPv6 для домашнего шлюза осуществляется путем комбинирования автоконфигурирования с запоминанием состояния и автоконфигурирования без запоминания состояния согласно различным приемам конфигурирования IPv6 для домашнего шлюза.
Как показано на фиг. 2, процесс для динамического конфигурирования IPv6 для домашнего шлюза является следующим:
Этап S1: запуск pppd процесса кодового вызова по РРРоЕ в домашнем шлюзе и создание интерфейса для процесса кодового вызова;
Этап S2: pppd процесса кодового вызова активизирует исполняемый скрипт ipv6-up;
Этап S3: исполняемый скрипт ipv6-up определяет, переносит ли соединение WAN интернет-атрибут, и, если да, переходит к этапу S4; в противном случае - осуществляет выход;
Этап S4: исполняемый скрипт ipv6-up определяет выбранный в данный момент прием конфигурирования.
Четыре ситуации комбинирования двух опций "получить адрес" и "получить префикс" соответственно являются следующими:
если не выбрано получение адреса и получение префикса, флаг определяется равным 00;
если не выбрано получение адреса, а выбрано получение префикса, значение флага определяется равным 01; если выбрано получение адреса и не выбрано получение префикса, значение флага определяется равным 10; и
если выбрано получение адреса и выбрано получение префикса, значение флага определяется равным 11.
Различие между четырьмя конфигурациями заключается в различии опций запросов, отправляемых в процессе DHCPv6-клиента. DHCPv6-клиент запрашивает постоянный адрес посредством опции IA_NA (ассоциации идентичности для постоянных адресов), запрашивает временный адрес посредством опции IA_TA (ассоциации идентичности для временных адресов) и осуществляет запрос для распределения префикса адреса посредством опции IA_PD (ассоциации идентичности для делегации префиксов).
Следующее подробно описывает четыре приема конфигурирования.
i. Если значение флага равно 00, выполняются этап S5a и этап S6b, показанные на фиг. 2.
Этап S5a: DHCPv6-клиент запрашивает услугу DHCPv6 без запоминания состояния, то есть сервер динамического конфигурирования хост-машины не распределяет адрес IPv6, а только предоставляет информацию о конфигурации адреса сервера доменных имен.
Этап S6b: запуск стороны DHCPv6-сервера в шлюзе для обновления информации конфигурации адреса сервера доменных имен.
ii. Если значение флага равно 01, домашний шлюз запрашивает префикс, и выполняются этап S5b, этап S6a и этап S6b, показанные на фиг. 2.
Этап S5b: DHCPv6 клиент инициирует запрос IA_PD, и префикс получают посредством сервера динамического конфигурирования хост-машины на стороне WAN, в случае если префикс, определенный домашнему шлюзу, меньше чем или равен 64 битам и, по умолчанию, требуемое число битов, равное 0, добавлено после полученного префикса адреса для завершение 64 битов.
Этап S6a: DHCPv6-клиент запускает radvd (демона оповещения маршрутизатора); DHCPv6-клиент обновляет полученный префикс для файла конфигурирования процесса radvd; процесс radvd отправляет префикс, посредством пакета RA (оповещения маршрутизатора), устройству на стороне LAN домашнего шлюза; и в это время домашний шлюз действует как маршрутизатор, и необходимо обновить конфигурацию radvd в домашнем шлюзе, так что он поддерживает конфигурацию адреса в приеме автоконфигурирования без запоминания состояния, и ПК на стороне LAN получает глобальный индивидуальный адрес IPv6 путем автоконфигурирования без запоминания состояния.
Этап S6b: запуск стороны DHCPv6-сервера в шлюзе для обновления информации о конфигурации адреса сервера доменных имен; и ПК на стороне LAN домашнего шлюза получает информацию об адресе сервера доменных имен в приеме с применением услуги DHCPv6 без запоминания состояния.
iii. Если значение флага равно 10, домашний шлюз запрашивает адрес, и выполняются этап S5c и этап S6b, показанные на фиг. 2.
Этап S5c: исполняемый скрипт ipv6-up запускает DHCPv6-клиент; в этом случае нет необходимости в запуске radvd; DHCPv6-клиент запрашивает прием IA_NA, так что сторона WAN домашнего шлюза получает информацию о глобальном индивидуальном адресе IPv6 и адресе сервера доменных имен путем автоконфигурирования с запоминанием состояния, где адрес на стороне WAN домашнего шлюза является адресом из пула адресов IPv6 сервера динамического конфигурирования хост-машины.
Этап S6b: запуск стороны DHCPv6-сервера в шлюзе для обновления информации о конфигурации адреса сервера доменных имен.
iii. Если значение флага равно 11, домашний шлюз одновременно запрашивает адрес и префикс, и выполняются этап S5d, этап S6a и этап S6b, показанные на фиг. 2.
Этап S5d: исполняемый скрипт ipv6-up запускает DHCPv6-клиент; DHCPv6 клиент одновременно запрашивает прием IA_NA и прием IA_PD, так что сторона WAN домашнего шлюза получает информацию о глобальном индивидуальном адресе IPv6 и адресе сервера доменных имен путем автоконфигурирования с запоминанием состояния, где адрес на стороне WAN домашнего шлюза является адресом из глобального индивидуального адреса, конфигурированного в пуле адресов IPv6 сервера динамического конфигурирования хост-машины.
Этап S6a: DHCPv6-клиент запускает radvd; DHCPv6-клиент обновляет полученный префикс для файла конфигурирования процесса radvd; процесс radvd отправляет префикс, посредством пакета RA, устройству на стороне LAN домашнего шлюза; и в это время домашний шлюз действует в качестве маршрутизатора, и необходимо обновить конфигурацию radvd в домашнем шлюзе, так что он поддерживает конфигурацию адреса в приеме с применением автоконфигурирования без запоминания состояния и ПК на стороне LAN получает глобальный индивидуальный адрес IPv6 путем автоконфигурирования без запоминания состояния.
Этап S6b: запуск стороны DHCPv6-сервера в шлюзе для обновления информации о конфигурации адреса сервера доменных имен; и ПК на стороне LAN домашнего шлюза получает информацию об адресе сервера доменных имен в приеме с применением услуги DHCPv6 без запоминания состояния в автоконфигурировании с запоминанием состояния.
Конкретные операции и эффекты вариантов осуществления настоящего изобретения описаны ниже.
Запускают сервер кодового вызова IPv6 и сервер динамического конфигурирования хост-машины. Интерфейсом сервера динамического конфигурирования хост-машины является рррх. Устройству маршрутизатора необходимо поддерживать конфигурирование адреса с применением автоконфигурирования без запоминания состояния. Терминалу необходимо получить другую информацию о конфигурации кроме адреса, использующего DHCPv6 без запоминания состояния. Помимо прочего, адрес сервера доменных имен также относится к информации о конфигурации. Соединение кодового вызова по IPv6 РРРоЕ в режиме интернет-маршрутизации устанавливается в домашнем шлюзе.
(1) Информация о конфигурации соединения кодового вызова по IPv6 РРРоЕ домашнего шлюза устанавливается следующим образом: не выбирается получение адреса, не выбирается получение префикса, и устройство перезагружается. Наблюдение показывает, что эффекты являются следующими.
После того как домашний шлюз запускает процесс pppd и успешно осуществлено создание интерфейс рррх, скрипт ipv6-up запускается. Скрипт ipv6-up запускает процесс DHCPv6-клиента домашнего шлюза. Домашний шлюз устанавливает два сетевых интерфейса, а именно сетевой интерфейс рррх и сетевой интерфейс DHCPv6. Информация об адресе сервера доменных имен получена в приеме с применением услуги DHCPv6 без запоминания состояния.
(2) Информация о конфигурации соединения кодового вызова по IPv6 РРРоЕ домашнего шлюза устанавливается следующим образом: не выбирается получение адреса, выбирается получение префикса, и устройство перезагружается. Наблюдение показывает, что эффекты являются следующими.
После того как домашний шлюз запускает процесс pppd и успешно осуществляется создание интерфейса рррх, скрипт ipv6-up запускается. Скрипт ipv6-up запускает процесс DHCPv6-клиента домашнего шлюза. После получения информации о префиксе процесс DHCPv6-клиента запускает radvd процесса прогона маршрутизатора для домашнего шлюза. См. фиг. 2 для ознакомления с подробным процессом. Процесс DHCPv6-клиента инициирует запрос IA_PD для получения информации о префиксе от серверной части и обновляет ее для файла конфигурирования radvd. Процесс radvd отправляет информацию о префиксе, посредством пакета RA, ПК на стороне LAN. ПК на стороне LAN получает глобальный индивидуальный адрес IPv6 посредством автоконфигурирования без запоминания состояния и получает информацию об адресе сервера доменных имен в приеме с применением услуги DHCPv6 без запоминания состояния.
(3) Информация о конфигурации кодового вызова по IPv6 РРРоЕ домашнего шлюза устанавливается следующим образом: выбирается получение адреса, не выбирается получение префикса, устройство перезагружается, и устройству маршрутизатора не нужно поддерживать автоконфигурирование без запоминания состояния. Наблюдение показывает, что эффекты являются следующими.
После того как домашний шлюз запускает процесс pppd и успешно осуществляется создание интерфейса рррх, скрипт ipv6-up запускается. Скрипт ipv6-up запускает процесс DHCPv6-клиента. Процесс DHCPv6-клиента инициирует запрос IA_NA для получения информации о глобальном индивидуальном адресе IPv6 и адресе сервера доменных имен из пула адресов сервера динамического конфигурирования хост-машины. В это время домашний шлюз может соединяться с внешней сетью посредством PING.
(4) Информация о конфигурации соединения кодового вызова по IPv6 РРРоЕ домашнего шлюза устанавливается следующим образом: выбирается получение адреса, выбирается получение префикса, и устройство шлюза перезагружается. Наблюдение показывает, что эффекты являются следующими.
После того как домашний шлюз запускает процесс pppd и успешно осуществляется создание интерфейса рррх, скрипт ipv6-up запускается. Скрипт ipv6-up запускает процесс DHCPv6-клиента. Процесс DHCPv6-клиента инициирует запросы, в том  числе опции IA_NA и IA_PD. Домашний шлюз одновременно запрашивает префикс и адрес. Домашний шлюз получает глобальный индивидуальный адрес IPv6 для интерфейса рррх на стороне WAN путем автоконфигурирования с запоминанием состояния. Процесс DHCPv6-клиента обновляет информацию о префиксе, полученную от сервера динамического конфигурирования хост-машины, для файла конфигурирования radvd шлюза и инициирует процесс radvd в домашнем шлюзе. Процесс radvd отправляет префикс, посредством пакета RA, ПК на стороне LAN домашнего шлюза. ПК на стороне LAN получает глобальный индивидуальный адрес IPv6 путем автоконфигурирования без запоминания состояния и получает информацию об адресе сервера доменных имен посредством DHCPv6-сервера шлюза. Шлюз может соединяться с внешней сетью посредством PING. Между тем, ПК на стороне LAN может соединяться с внешней сетью посредством PING.
Естественно, специалист в данной области техники сможет внести различные модификации или изменения в настоящее изобретение без отклонения от сути и объема настоящего изобретения. Таким образом, настоящее изобретение также задумано охватывать эти модификации и изменения, пока такие модификации и изменения находятся в пределах объема формулы изобретения и технологий, эквивалентных настоящему изобретению.
Содержания, которые не описаны подробно в описании, относятся к уровню техники, с которым хорошо знаком специалист в данной области техники.