專利名稱：路由器設(shè)備、路由信息發(fā)布方法、和通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在IPv6多穴(multihome)網(wǎng)絡(luò)中使用的路由器設(shè)備，通過(guò)該路由器設(shè)備實(shí)施的路由信息發(fā)布方法，以及包含該路由器設(shè)備的通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在IP網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)造了多穴環(huán)境。在IP多穴網(wǎng)絡(luò)中，諸如公司或大學(xué)的局域網(wǎng)的端站點(diǎn)與多個(gè)因特網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)相連。通過(guò)建立與多個(gè)上游資源的連接，確保了負(fù)載分布并提高了可靠性。在由因特網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF，一個(gè)促進(jìn)因特網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的民間組織)發(fā)表的RFC(請(qǐng)求注解)2260和RFC 3178中公開(kāi)了這種多穴技術(shù)的示例。
因特網(wǎng)協(xié)議第6版(IPv6)地址的位長(zhǎng)是傳統(tǒng)IPv4地址的四倍，可以將全局IP地址分配給大量機(jī)器和設(shè)備。在IPv6中，與IPv4不同，因特網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)將48位前綴分配給端站點(diǎn)，該端站點(diǎn)是與因特網(wǎng)服務(wù)提供商簽約的端用戶或訂戶的站點(diǎn)。該站點(diǎn)將64位前綴分配給設(shè)置在該站點(diǎn)內(nèi)的多個(gè)主機(jī)設(shè)備。
圖1是傳統(tǒng)IPv6多穴網(wǎng)絡(luò)的示例。站點(diǎn)100與兩個(gè)因特網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP_a和ISP_b)110和120相連。位于站點(diǎn)100中的主機(jī)設(shè)備50通過(guò)路由器(未示出)與因特網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP_a和ISP_b)110和120相連。
主機(jī)50具有由因特網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP_a和ISP_b)110和120分配的前綴。例如，這些前綴分別為ISP_a 200210001000/48和ISP_b200220002000/48，其中“/48”表示IPv6前綴長(zhǎng)度。將前綴按照每16位進(jìn)行分割，并使用冒號(hào)表示為十六進(jìn)制值。
圖2表示該站點(diǎn)中的IPv6地址結(jié)構(gòu)。IPv6地址包括由因特網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)分配的48位前綴151、分配給站點(diǎn)內(nèi)的LAN的16位子網(wǎng)ID 152、以及用于識(shí)別在LAN中使用的各個(gè)主機(jī)設(shè)備的64位主機(jī)地址153。
如圖1所示，站點(diǎn)100中的主機(jī)50具有帶有不同前綴的多個(gè)IP地址。在本示例中，主機(jī)50具有以下IP地址FEC01000100000010011223344556677，20021000100000010011223344556677，和20022000200000010011223344556677。
以“FEC0”開(kāi)始的IP地址是由站點(diǎn)管理員給定的站點(diǎn)本地地址，該地址在被定義為“站點(diǎn)”的特定區(qū)域內(nèi)是唯一的。
在IPv6多穴環(huán)境中，由因特網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)分配給站點(diǎn)的前綴的位數(shù)固定為48位，以使得在站點(diǎn)改變所連接的ISP時(shí)對(duì)地址的修改最少。
在許多站點(diǎn)中，各個(gè)路由器使用路由協(xié)議(例如，在RFC 2080中定義的RIPng(下一代路由信息協(xié)議)或者在RFC 2740中定義的OSPF(開(kāi)放最短路徑優(yōu)先)來(lái)創(chuàng)建路由表。使用被稱為“默認(rèn)路由”的位長(zhǎng)為零的路由(0.0.0.0/0)來(lái)集中發(fā)送尋址到站點(diǎn)外部的所有數(shù)據(jù)包，因?yàn)橹粚⑦@些數(shù)據(jù)包提供給網(wǎng)關(guān)(GW)路由器，該網(wǎng)關(guān)(GW)路由器是多穴站點(diǎn)和因特網(wǎng)服務(wù)提供商之間的連接節(jié)點(diǎn)。該默認(rèn)路由是當(dāng)沒(méi)有找到路由信息時(shí)所使用的通用路由。
常規(guī)的站內(nèi)路由是由該鏈接的相鄰路由器產(chǎn)生的，并在該站點(diǎn)內(nèi)傳送。相反地，默認(rèn)路由是由設(shè)置在站點(diǎn)和ISP之間的連接節(jié)點(diǎn)處的網(wǎng)關(guān)產(chǎn)生的，并使用路由協(xié)議將其傳送到位于站點(diǎn)內(nèi)的各個(gè)路由器。在接收數(shù)據(jù)包時(shí)，各個(gè)路由器檢查目標(biāo)地址。如果存在對(duì)應(yīng)的路由，即，如果目標(biāo)地址在該站點(diǎn)內(nèi)，則沿該方向發(fā)送該數(shù)據(jù)包。另一方面，如果沒(méi)有對(duì)應(yīng)的路由，即，如果目標(biāo)地址在該站點(diǎn)外部，則將該數(shù)據(jù)包輸出到默認(rèn)路由。
通過(guò)這種方式，與相關(guān)ISP相連的各個(gè)網(wǎng)關(guān)(GW)路由器創(chuàng)建用于站內(nèi)路由的默認(rèn)路由。使用當(dāng)前的IP路由協(xié)議，當(dāng)存在多個(gè)默認(rèn)路由時(shí)根據(jù)距離來(lái)確定合適的路由。由此，將尋址到站點(diǎn)外部的數(shù)據(jù)包提供給位于離發(fā)送方最近的網(wǎng)關(guān)路由器。
同時(shí)，RFC 2267提供了輸入過(guò)濾器(ingress filter)，該過(guò)濾器檢查從站點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包的源地址，并且如果該數(shù)據(jù)包沒(méi)有使用由ISP給定的地址前綴則拒絕該數(shù)據(jù)包。根據(jù)該策略，如果通過(guò)站內(nèi)默認(rèn)路由將數(shù)據(jù)包提供給與前綴不相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)關(guān)路由器，則在ISP處通過(guò)輸入過(guò)濾器丟棄該數(shù)據(jù)包。
圖3表示數(shù)據(jù)包過(guò)濾。在站點(diǎn)100中，設(shè)置了作為到ISP_a 110的連接節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)關(guān)路由器a(GWa)51、以及作為到ISP_b 120的連接節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)關(guān)路由器b(GWb)52。路由器Ra 53與網(wǎng)關(guān)路由器a(GWa)51相連。路由器Rb 54與路由器Ra 53和網(wǎng)關(guān)路由器b(GWb)52相連。主機(jī)50與路由器Rb 54相連。
主機(jī)50可以使用由ISP_a 110分配的前綴200210001000/48來(lái)生成源地址，將該源地址稱為地址A，并使用由IS_b 120分配的前綴200220002000/48生成另一源地址，將該源地址稱為地址B。當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，主機(jī)50可以將地址A和B中的一個(gè)設(shè)定為源地址。
當(dāng)從主機(jī)50向站點(diǎn)100的外部發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，首先在路由器Rb 54接收該數(shù)據(jù)包，并通過(guò)最短默認(rèn)路由(在本示例中具有距離1)提供給網(wǎng)關(guān)路由器b(GWb)52。在這種情況下，如果在源地址中使用了由ISP_a 110分配的前綴200210001000/48，則由ISP_b 120的輸入過(guò)濾器丟棄該數(shù)據(jù)包。
為了避免這種問(wèn)題，RFC 3178提供了一種用于防止輸入過(guò)濾器丟棄非期望的數(shù)據(jù)包的技術(shù)，如圖4所示。通過(guò)該技術(shù)，在多穴站點(diǎn)和ISP之間人工進(jìn)行協(xié)商，并且在網(wǎng)關(guān)路由器a(GWa)51和ISP_b 120之間以及網(wǎng)關(guān)路由器b(GWb)52和ISP_a 110之間提供多條靜態(tài)IP通道。網(wǎng)關(guān)路由器51和52檢查數(shù)據(jù)包的源地址以將該數(shù)據(jù)包發(fā)送到正確的ISP。
JP 2002-359638A公開(kāi)了一種路由器系統(tǒng)，當(dāng)激活路由器的時(shí)候該系統(tǒng)能夠在連接端口時(shí)自動(dòng)設(shè)定臨時(shí)默認(rèn)路由。該技術(shù)可以提高路由表的切換操作的可靠性。
在RFC 3178中定義的使用靜態(tài)IP通道的技術(shù)的問(wèn)題在于可能會(huì)產(chǎn)生冗余路由。圖5表示了這種冗余路由的示例。當(dāng)從主機(jī)“a”(50)向位于站點(diǎn)外部的主機(jī)“b”(60)發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，可以通過(guò)連接網(wǎng)關(guān)路由器b(GWb)52、ISP_b 120和ISP_a 110的IP通道來(lái)傳送數(shù)據(jù)包。
更確切地說(shuō)，如果主機(jī)a(50)使用由ISP_a 110分配的前綴作為源地址將數(shù)據(jù)包發(fā)送給主機(jī)b(60)，則首先將數(shù)據(jù)包發(fā)送給離目標(biāo)地址最近的網(wǎng)關(guān)路由器b(GWb)52。通過(guò)靜態(tài)通道經(jīng)由ISP_b 120將該數(shù)據(jù)包進(jìn)一步提供給ISP_a 110。
這意味著通過(guò)冗余路由發(fā)送數(shù)據(jù)包，而不是使用最優(yōu)(最短)路由(在本示例中通過(guò)ISP_b 120、ISP_c 130和因特網(wǎng)200延伸到主機(jī)b(60))。
在諸如多穴移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化環(huán)境中使用靜態(tài)通道也是不利的。無(wú)論到ISP的連接點(diǎn)何時(shí)發(fā)生變化，網(wǎng)關(guān)地址和多穴站點(diǎn)的地址前綴都要改變，這使得難于保持設(shè)置在ISP和網(wǎng)關(guān)之間的IP通道。目前還未提出用于將地址前綴的這種動(dòng)態(tài)變化自動(dòng)地提供給站點(diǎn)內(nèi)的路由器的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
構(gòu)造本發(fā)明來(lái)解決上述問(wèn)題，并且本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能夠提高數(shù)據(jù)包傳輸效率而不在IPv6多穴網(wǎng)絡(luò)中采用冗余路由的路由器設(shè)備。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于將路由信息發(fā)布到IPv6多穴網(wǎng)絡(luò)中的路由設(shè)備的路由信息發(fā)布方法，以及一種使用IPv6多穴網(wǎng)絡(luò)中的路由器的通信系統(tǒng)。
為了實(shí)現(xiàn)這些目的，在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種在IPv6多穴網(wǎng)絡(luò)中使用并且能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)前綴作為路由信息與相鄰路由器進(jìn)行交換的路由器設(shè)備。該路由器設(shè)備包括配對(duì)信息生成器，該配對(duì)信息生成器被構(gòu)造用來(lái)將由網(wǎng)絡(luò)分配的前綴與默認(rèn)路由相關(guān)聯(lián)以產(chǎn)生配對(duì)信息項(xiàng)；以及路由協(xié)議處理器，該路由協(xié)議處理器被構(gòu)造用來(lái)使用路由協(xié)議將該前綴與相關(guān)默認(rèn)路由的配對(duì)信息項(xiàng)發(fā)布給相鄰路由器。
在優(yōu)選示例中，路由器設(shè)備還可以包括路由表，該路由表被構(gòu)造用來(lái)為前綴設(shè)置地址生成可用性位和默認(rèn)路由可用性位，其中該路由協(xié)議處理器被構(gòu)造用來(lái)從該路由表中讀取地址生成可用性位和默認(rèn)路由可用性位，并根據(jù)讀取結(jié)果確定路由。
在這種情況下，如果默認(rèn)路由可用性位表示默認(rèn)路由可用，則路由協(xié)議處理器將默認(rèn)路由與前綴和數(shù)據(jù)包的下一跳(next hop)一起輸入到路由表中。
通過(guò)該路由器設(shè)備，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置與各個(gè)源地址的前綴相對(duì)應(yīng)的默認(rèn)路由。路由器設(shè)備可以確定在站點(diǎn)中使用的前綴，并將數(shù)據(jù)包正確地發(fā)送給分配該前綴的實(shí)體?？梢圆皇褂糜蒊P通道形成的冗余路由來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)包。結(jié)果，提高了數(shù)據(jù)包傳輸效率。
在本發(fā)明的另一方面，提供了一種位于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的路由器設(shè)備，該移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與核心網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)相連并且動(dòng)態(tài)地移動(dòng)，同時(shí)改變?cè)摴?jié)點(diǎn)。該路由器設(shè)備包括前綴改變裝置，該前綴改變裝置被構(gòu)造用來(lái)在任何時(shí)候節(jié)點(diǎn)隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)而改變時(shí)只更新分級(jí)地(hierarchically)分配給位于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)終端的前綴。
在優(yōu)選示例中，該路由器設(shè)備還包括發(fā)布裝置，該發(fā)布裝置被構(gòu)造用來(lái)使用路由協(xié)議將更新的前綴與相關(guān)默認(rèn)路由的配對(duì)信息項(xiàng)發(fā)布給移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的相鄰路由器。
在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種在IPv6多穴網(wǎng)絡(luò)中使用的發(fā)布路由信息的方法，該方法能夠?qū)⑶熬Y作為路由信息在相鄰路由器之間進(jìn)行交換。該方法包括以下步驟(a)將由網(wǎng)絡(luò)分配的前綴與默認(rèn)路由相關(guān)聯(lián)以產(chǎn)生配對(duì)信息項(xiàng)，和(b)使用路由協(xié)議將配對(duì)信息項(xiàng)發(fā)布給相鄰路由器。
在本發(fā)明的另一方面中，一種路由信息發(fā)布方法，包括以下步驟(a)將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與核心網(wǎng)絡(luò)中的連接節(jié)點(diǎn)相連；(b)無(wú)論何時(shí)該連接節(jié)點(diǎn)隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)而改變時(shí)，只更新分級(jí)地分配給位于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)終端的前綴；(c)將更新的前綴與默認(rèn)路由相關(guān)聯(lián)以產(chǎn)生配對(duì)；和
(d)使用路由協(xié)議將該配對(duì)發(fā)布給移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的相鄰路由器。


當(dāng)結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)說(shuō)明時(shí)，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更為明了，在附圖中圖1示意性地表示傳統(tǒng)IPv6多穴網(wǎng)絡(luò)的示例；圖2表示在站點(diǎn)中使用的IPv6地址結(jié)構(gòu)；圖3是用于說(shuō)明在ISP的輸入過(guò)濾器處的數(shù)據(jù)包過(guò)濾或數(shù)據(jù)包丟棄的示意圖；圖4示意性地表示了用于防止在輸入過(guò)濾器丟棄非期望數(shù)據(jù)包的靜態(tài)通道的示例；圖5是表示通過(guò)IPv6多穴網(wǎng)絡(luò)中的冗余路由進(jìn)行數(shù)據(jù)包傳輸?shù)膯?wèn)題的示意圖；圖6示意性地表示了采用根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的路由信息發(fā)布方法的通信系統(tǒng)；圖7是在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的通信系統(tǒng)中使用的網(wǎng)關(guān)路由器的方框圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例由網(wǎng)關(guān)路由器a(GWa)執(zhí)行的操作的流程圖；圖9表示RIPng路由協(xié)議的RTE(路由表?xiàng)l目)數(shù)據(jù)包格式中所表示的默認(rèn)路由可用性位和地址生成可用性位；圖10是由站內(nèi)路由器執(zhí)行的數(shù)據(jù)包傳輸操作的流程圖；以及圖11示意性地表示了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的通信系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
圖6是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖6中所示的通信系統(tǒng)包括IPv6多穴站點(diǎn)(下文中，簡(jiǎn)稱為“站點(diǎn)”)10以及因特網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP_a和ISP_b)20和30。
站點(diǎn)10包括作為到ISP_a 20的連接節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)關(guān)路由器a(GWa)11、以及作為到ISP_b 30的連接節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)關(guān)路由器b(GWb)12。站點(diǎn)10還包括與網(wǎng)關(guān)路由器(GWa)11相連的路由器Ra 13、與網(wǎng)關(guān)路由器(GWb)12相連的路由器Rb 14、以及主機(jī)Ha 15。主機(jī)15是具有IPv6地址的計(jì)算機(jī)。
ISP_a 20將48位地址前綴分配給站點(diǎn)10。類似地，ISP_b 30將48位地址前綴分配給站點(diǎn)10。在本示例中，由ISP_a 20分配的前綴為200210001000/48，而由ISP_b 30分配的前綴為200220002000/48。
位于站點(diǎn)10中的各個(gè)設(shè)備11-15將16位LAN ID和64位設(shè)備ID(或接口ID)添加到所分配的48位前綴，并自動(dòng)地生成128位全局IPv6地址。
在本實(shí)施例中，各個(gè)網(wǎng)關(guān)路由器(GWa和GWb)11和12將地址前綴與默認(rèn)路由相關(guān)聯(lián)以產(chǎn)生配對(duì)信息項(xiàng)，并使用路由協(xié)議將地址前綴/默認(rèn)路由對(duì)提供給站點(diǎn)10中的相鄰路由器。網(wǎng)關(guān)路由器(GWa)11和網(wǎng)關(guān)路由器(GWb)12具有基本相同的結(jié)構(gòu)和基本相同的功能，因此，下面只說(shuō)明網(wǎng)關(guān)路由器(GWa)11。
圖7是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的網(wǎng)關(guān)路由器(GWa)11的示意方框圖。網(wǎng)關(guān)路由器(GWa)11包括路由協(xié)議處理單元51、前綴/默認(rèn)路由對(duì)存儲(chǔ)單元52、和路由表53。
前綴/默認(rèn)路由對(duì)存儲(chǔ)單元52存儲(chǔ)與默認(rèn)路由相關(guān)的前綴，該前綴構(gòu)成前綴/默認(rèn)路由對(duì)。當(dāng)使用默認(rèn)路由時(shí)，路由協(xié)議處理單元51檢查數(shù)據(jù)包的源地址，并參照存儲(chǔ)在前綴/默認(rèn)路由對(duì)存儲(chǔ)單元52中的地址前綴和默認(rèn)路由的配對(duì)信息項(xiàng)選擇數(shù)據(jù)包的最優(yōu)默認(rèn)路由。路由協(xié)議處理單元51使用RFC 2461中定義的路由器廣播(advertisement)將前綴和對(duì)應(yīng)的默認(rèn)路由的配對(duì)信息項(xiàng)提供給站點(diǎn)10中的相鄰路由器。
路由表53描述了路由表?xiàng)l目(RTE)。在本實(shí)施例中，在各個(gè)RTE中設(shè)置了默認(rèn)路由可用性位和地址生成可用性位，下面參照?qǐng)D9對(duì)它們進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖8是網(wǎng)關(guān)路由器(GWa)11的操作的流程圖。首先，前綴/默認(rèn)路由對(duì)存儲(chǔ)單元52通過(guò)路由協(xié)議處理單元51從ISP_a 20接收48位地址前綴(步驟S1)。例如使用DHCP消息通過(guò)ISP_a 20將該地址前綴分配給網(wǎng)關(guān)路由器(GWa)11。
前綴/默認(rèn)路由對(duì)存儲(chǔ)單元52將地址前綴與對(duì)應(yīng)的默認(rèn)路由相關(guān)聯(lián)以產(chǎn)生配對(duì)信息項(xiàng)A，并將該配對(duì)信息項(xiàng)存儲(chǔ)在預(yù)定的存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)(步驟S2)。將地址前綴和相關(guān)默認(rèn)路由的配對(duì)信息項(xiàng)A提供給路由協(xié)議處理單元51。路由協(xié)議處理單元51將用于發(fā)布該配對(duì)信息項(xiàng)A的消息發(fā)送給站點(diǎn)10中的相鄰路由器(步驟S3)。
此時(shí)，優(yōu)選地，在路由表53的路由表?xiàng)l目(RTE)中設(shè)定默認(rèn)路由可用性位和地址生成可用性位。該設(shè)置使得能夠選擇性地和獨(dú)立地使用基于所發(fā)布的地址前綴的默認(rèn)路由功能或自動(dòng)地址設(shè)定功能。
圖9表示使用RIPng路由協(xié)議的RTE數(shù)據(jù)包格式表示的默認(rèn)路由可用性位和地址生成可用性位的示例。從RIPng協(xié)議的RTE度量(metric)字段或路由標(biāo)記字段中的未被占用的值中選擇一特定值，以表示該配對(duì)信息是否可用作為默認(rèn)路由。類似地，根據(jù)RIPng協(xié)議的RTE度量字段或路由標(biāo)記字段中的未被占用的值確定一個(gè)值來(lái)表示該地址前綴是否為生成全局地址的可用信息。通過(guò)設(shè)定該特定值，在消息數(shù)據(jù)包中表示出使用該地址前綴的默認(rèn)路由的可用性和地址生成的可用性。
此外，如圖9所示，還可以(分別通過(guò)32位的無(wú)符號(hào)整數(shù))設(shè)定地址的有效截止日期和期望截止日期，以與RFC 2461的路由器廣播相匹配。
已通過(guò)路由協(xié)議獲取信息的路由器參照RTE數(shù)據(jù)包格式的度量字段(在本示例中)。如果默認(rèn)路由可用性位表示該特定值，則說(shuō)明該信息可用作為默認(rèn)路由。在這種情況下，路由器將默認(rèn)路由、以及下一跳(通常為該信息的源節(jié)點(diǎn))和48位地址前綴輸入到路由表53中。通常，將默認(rèn)路由視為路由表53中的長(zhǎng)度為0的前綴?？梢詫⑴c48位地址前綴的數(shù)量一樣多的默認(rèn)路由輸入到路由表53中。如果在路由表53中已經(jīng)存在與同一48位地址前綴相對(duì)應(yīng)的另一默認(rèn)路由，則選擇具有較小度量或較低成本的一個(gè)默認(rèn)路由作為路由表53中的條目。
圖10是由站內(nèi)路由器執(zhí)行的數(shù)據(jù)包傳輸操作的流程圖。當(dāng)站點(diǎn)10中的相鄰路由器接收數(shù)據(jù)包(步驟S11)時(shí)，路由器從路由表中搜索與目標(biāo)地址最佳(最長(zhǎng))匹配的條目(步驟12)。由于默認(rèn)路由具有長(zhǎng)度為0的前綴，所以只有當(dāng)沒(méi)有與數(shù)據(jù)包的目標(biāo)地址相匹配的其它前綴時(shí)才將默認(rèn)路由檢索為具有最長(zhǎng)匹配的條目。
如果檢索到的條目不是默認(rèn)路由(S12中的否)，則通過(guò)常規(guī)路由傳輸數(shù)據(jù)包(步驟S13)。如果檢索到默認(rèn)路由(S12中的是)，則從記錄在路由表中的所有默認(rèn)路由中選擇與源地址的高48位相一致的默認(rèn)路由(步驟S14)。隨后，使用所選擇的默認(rèn)路由傳輸數(shù)據(jù)包(步驟S15)。通過(guò)這種方式，如果確定要使用默認(rèn)路由來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)所接收的數(shù)據(jù)包(到網(wǎng)關(guān))，則路由器將源地址的高48位與記錄在路由表中的默認(rèn)路由/地址前綴對(duì)進(jìn)行比較，并使用與源地址的高48位相匹配的默認(rèn)路由將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)關(guān)。
雖然在本實(shí)施例中使用了48位前綴，但是本發(fā)明適用于任何大小的前綴。即使由ISP分配了不同大小的前綴也可以通過(guò)上述方式來(lái)操作網(wǎng)關(guān)路由器和相鄰路由器。例如，與多個(gè)較高層ISP相連的ISP可以從各個(gè)較高層ISP獲取40位地址前綴，或者另選地，可以由各個(gè)站點(diǎn)的站點(diǎn)管理員向?qū)儆诙鄠€(gè)站點(diǎn)的部門提供52位前綴。在這些情況下，系統(tǒng)以與上述相同的方式進(jìn)行工作。
此外，如果包含在通過(guò)路由協(xié)議發(fā)布的配對(duì)信息項(xiàng)中的地址前綴是生成地址的可用信息，則已接收到該配對(duì)信息的路由器可以根據(jù)該地址前綴生成全局地址。該路由器也可以促使站點(diǎn)中的設(shè)備來(lái)生成全局地址。
下面說(shuō)明地址生成的示例。站點(diǎn)管理員將由RFC 3513定義的站點(diǎn)本地地址前綴分配給預(yù)先在站點(diǎn)內(nèi)建立的各個(gè)鏈接。本地地址前綴通常是64位前綴，并且高48位為以16進(jìn)制給出的FECO00000000。對(duì)剩余的16位進(jìn)行設(shè)置以使其在站點(diǎn)內(nèi)唯一。
然后，站點(diǎn)管理器在路由器的各個(gè)接口中設(shè)置要連接的目標(biāo)鏈接的站點(diǎn)本地地址前綴，并使用路由器廣播將該本地地址前綴提供給鏈接中的各個(gè)主機(jī)。
當(dāng)路由器通過(guò)路由協(xié)議接收配對(duì)信息項(xiàng)時(shí)，路由器替換各個(gè)接口的站點(diǎn)本地地址前綴的高48位以生成各個(gè)鏈接的64位地址前綴。然后，以加入站點(diǎn)本地地址前綴的方式，使用路由器廣播將所生成的地址前綴提供給位于該鏈接中的各個(gè)主機(jī)。
路由協(xié)議具有取消路由的手段。例如，RIPng協(xié)議通過(guò)在度量字段中設(shè)置大于16的值來(lái)取消路由。利用類似的手段，可以取消包括地址前綴和相關(guān)默認(rèn)路由的配對(duì)信息項(xiàng)。當(dāng)接收到表示信息取消的消息時(shí)，路由器和主機(jī)從路由表中取消所指定的條目或者取消對(duì)應(yīng)鏈接的所指定的前綴。
站點(diǎn)中的各個(gè)設(shè)備通過(guò)基于由RFC 2462或RFC 3041定義的路由器廣播的自動(dòng)地址生成來(lái)產(chǎn)生IPv6地址，并且可以通過(guò)所產(chǎn)生的地址進(jìn)行通信。當(dāng)接收到添加有新的地址前綴的路由器廣播時(shí)，該設(shè)備自動(dòng)地產(chǎn)生并添加一新地址。通過(guò)這種方式，每一個(gè)設(shè)備可以具有多個(gè)IPv6地址。對(duì)于該設(shè)備必須確定要使用哪一個(gè)地址與站外主機(jī)進(jìn)行通信。RFC 3484描述了一種用于從多個(gè)地址中選擇源地址的方法。當(dāng)然，可以采用其它適當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)選擇地址。
主機(jī)50可以通過(guò)以下多種方法來(lái)確定源地址的優(yōu)先級(jí)，這些方法不同于RFC 3484所公開(kāi)的技術(shù)。
(1)第一種方法，主機(jī)使用多個(gè)源地址進(jìn)行端對(duì)端延遲時(shí)間測(cè)量測(cè)試(ping)來(lái)測(cè)量到達(dá)對(duì)方主機(jī)并從對(duì)方主機(jī)返回所需的時(shí)間，并選擇最快的一個(gè)地址。
(2)第二種方法，主機(jī)檢查以前的通信記錄，并選擇一個(gè)具有較好傳輸記錄的地址。
如上所述，在第一實(shí)施例中，從網(wǎng)關(guān)路由器將包括地址前綴和相關(guān)默認(rèn)路由的配對(duì)信息項(xiàng)發(fā)布到相鄰(較低層)路由器。這些相鄰路由器可以從所發(fā)布的消息中確定前綴和默認(rèn)路由器之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及該站點(diǎn)中可用的前綴。
這些相鄰路由器可以通過(guò)參照數(shù)據(jù)包的源地址來(lái)選擇合適的默認(rèn)路由。如果源地址基于由因特網(wǎng)服務(wù)提供商ISP_a 20(參見(jiàn)圖6)分配的前綴，則通過(guò)ISP_a 20傳輸尋址到站點(diǎn)外部的數(shù)據(jù)包。類似地，如果源地址基于由因特網(wǎng)服務(wù)提供商ISP_b 30分配的前綴，則通過(guò)ISP_b 30傳輸尋址到站點(diǎn)外部的數(shù)據(jù)包。通過(guò)在主機(jī)處適當(dāng)?shù)剡x擇源地址，可以將數(shù)據(jù)包發(fā)送給與該前綴相對(duì)應(yīng)的所期望的因特網(wǎng)服務(wù)提供商，結(jié)果，可以提高數(shù)據(jù)包傳輸效率。
圖11表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的通信系統(tǒng)。該通信系統(tǒng)包括核心網(wǎng)絡(luò)300和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)200。在核心網(wǎng)絡(luò)300中，設(shè)置有移動(dòng)管理路由器AGR#a 340和接入節(jié)點(diǎn)(或接入路由器)ARa 310到ARc 330。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)200包括移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MNa 210和移動(dòng)路由器MRa 211到MRc 213。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)200正在從與接入路由器ARa 310的連接切換到與接入路由器ARb 320的連接(處于切換狀態(tài))。將數(shù)據(jù)包從移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MNa 210通過(guò)移動(dòng)管理路由器AGR#a 340發(fā)送到與核心網(wǎng)絡(luò)300相連的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)CN 400。
與通過(guò)具有固定位置的主機(jī)代理的數(shù)據(jù)包傳輸路由不同，在被確定為非冗余的數(shù)據(jù)包傳輸路由上設(shè)置移動(dòng)管理路由器AGR#a 340。
移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)200在多穴狀態(tài)下通過(guò)移動(dòng)路由器MRa 211和MRb 212與核心網(wǎng)絡(luò)300相連。在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)200中還存在另一移動(dòng)路由器MRc 213。通過(guò)路由協(xié)議和路由器廣播，將分配給位于網(wǎng)絡(luò)200中的各個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的前綴從移動(dòng)路由器MRa 211和MRb 212提供給站內(nèi)移動(dòng)路由器MRc 213。換言之，將兩個(gè)公共信息項(xiàng)IPra分配給各個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN。此時(shí)，還將相關(guān)默認(rèn)路由提供給各個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN。
核心網(wǎng)絡(luò)300、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)200、和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MNa 210中的每一個(gè)都具有地址轉(zhuǎn)換表(或路由表)，如圖11所示。圖11中所示的圓圈表示交換點(diǎn)，而由虛線描繪的矩形表示在切換操作中更新的公共信息IPra。
接下來(lái)，對(duì)當(dāng)從移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MNa 210發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)所執(zhí)行的操作以及在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MNa 210所屬的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)200的切換過(guò)程中所執(zhí)行的操作進(jìn)行說(shuō)明。
當(dāng)在圖11所示的示例中從移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MNa 210發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，源地址在移動(dòng)路由器MRc 213處變?yōu)镮Pra。如果該更新的地址是由移動(dòng)路由器MRa 211分配的地址，則通過(guò)移動(dòng)路由器MRa 211將數(shù)據(jù)包發(fā)送到核心網(wǎng)絡(luò)300。如果該更新的地址是由移動(dòng)路由器MRb 212分配的地址，則通過(guò)移動(dòng)路由器MRb 212將數(shù)據(jù)包發(fā)送到核心網(wǎng)絡(luò)300。這可以通過(guò)發(fā)布默認(rèn)路由和前綴來(lái)實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MNa 210當(dāng)前所在的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)200正在進(jìn)行切換時(shí)，在各個(gè)控制點(diǎn)更新最小公共部分。例如，IPraARa(MRa/MRc)#MNa表示根據(jù)分級(jí)地分配給移動(dòng)路由器MRa 213的前綴的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MNa 210的地址，該前綴來(lái)自從接入路由器ARa 310分配給移動(dòng)路由器MRa 211的前綴。當(dāng)發(fā)生從接入路由器ARa到接入路由器ARb的切換時(shí)，分配給移動(dòng)路由器MRa 211的前綴變?yōu)镮PraARb(MRa/MRc)#MNa。這意味著進(jìn)行尋址以使得只改變分配給MRa 211的前綴，而不改變其它分級(jí)部分。通過(guò)這種方式，以最小的變化實(shí)現(xiàn)了切換。
在每一次連接節(jié)點(diǎn)改變時(shí)重復(fù)地添加和取消前綴的同時(shí)，與移動(dòng)路由器MRa 211和MRb 212多路連接的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)200也移動(dòng)。在這種情況下，必須在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)200中控制前綴。在第二實(shí)施例中，移動(dòng)路由器MRc213在接收到來(lái)自移動(dòng)路由器MRa 211和MRb 212的前綴消息時(shí)管理路由表(或地址轉(zhuǎn)換表)上的前綴。由此，將前綴提供給位于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)200中的各個(gè)移動(dòng)路由器MR。通過(guò)該設(shè)置，無(wú)論何時(shí)通過(guò)切換來(lái)改變與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)200相連的節(jié)點(diǎn)，都可以快速并適當(dāng)?shù)馗淖冊(cè)谝苿?dòng)網(wǎng)絡(luò)200中使用的前綴。
由于圖11中所示的通信系統(tǒng)不需要移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)200和連接節(jié)點(diǎn)(點(diǎn))之間的IP通道，所以消除了切換過(guò)程中隨著連接點(diǎn)的改變而重新設(shè)置IP通道的工作量。
在上述示例中，將本發(fā)明應(yīng)用于IP2，該IP2是用于支持IEICE技術(shù)報(bào)告Vol.103，No.201，NS-2003-58中所描述的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。然而，本發(fā)明還可以應(yīng)用于移動(dòng)IP。
前綴/默認(rèn)路由對(duì)存儲(chǔ)單元52用作為配對(duì)信息生成器(或者配對(duì)信息生成裝置)。路由協(xié)議處理單元51用作為配對(duì)信息發(fā)布器(或配對(duì)信息發(fā)布裝置)。路由協(xié)議處理單元51和路由表53用作為路由設(shè)定裝置、路由表設(shè)定裝置、和下一跳設(shè)定裝置中的任意一個(gè)或者任意組合。
在第二實(shí)施例中，移動(dòng)路由器MRc 213具有前綴更新裝置，無(wú)論何時(shí)連接節(jié)點(diǎn)隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)而改變，該前綴更新裝置都只改變分級(jí)地分配給位于該移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)終端(節(jié)點(diǎn))的地址前綴。位于網(wǎng)關(guān)處的移動(dòng)路由器MRa 211和MRb 212通過(guò)路由協(xié)議將前綴和默認(rèn)路由的配對(duì)信息項(xiàng)發(fā)布到相鄰移動(dòng)路由器MRc 213。雖然圖11中未示出，但是移動(dòng)路由器MRc 213還可以具有發(fā)布裝置，該發(fā)布裝置通過(guò)路由協(xié)議將更新的前綴和默認(rèn)路由的配對(duì)信息項(xiàng)發(fā)布到相鄰路由器。
通過(guò)這種方式，路由器設(shè)備可以響應(yīng)于數(shù)據(jù)包的各個(gè)源地址中的前綴來(lái)設(shè)定適當(dāng)?shù)哪J(rèn)路由。將該數(shù)據(jù)包迅速地發(fā)送給由前綴指定的因特網(wǎng)服務(wù)提供商。因此，可以避免現(xiàn)有技術(shù)中存在的通過(guò)使用IP通道的冗余路由來(lái)傳輸非期望數(shù)據(jù)包的問(wèn)題，并且可以提高數(shù)據(jù)包傳輸效率。
分配前綴的實(shí)體不限于因特網(wǎng)服務(wù)提供商。任何擁有前綴的實(shí)體(協(xié)會(huì)、機(jī)構(gòu)、公司等)都可以向網(wǎng)關(guān)路由器提供前綴?？梢匀斯さ胤峙淝熬Y，或者另選地，可以使用服務(wù)器自動(dòng)地分配前綴。
權(quán)利要求
1.一種路由器設(shè)備，該路由器設(shè)備在IPv6多穴網(wǎng)絡(luò)中使用，并能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)前綴作為路由信息與相鄰路由器進(jìn)行交換，該路由器設(shè)備包括配對(duì)信息生成器，該配對(duì)信息生成器被構(gòu)造用來(lái)將由所述網(wǎng)絡(luò)分配的前綴與默認(rèn)路由相關(guān)聯(lián)，以生成配對(duì)信息項(xiàng)；以及路由協(xié)議處理器，該路由協(xié)議處理器被構(gòu)造用來(lái)使用路由協(xié)議將所述前綴和所述相關(guān)默認(rèn)路由的所述配對(duì)信息項(xiàng)發(fā)布給所述相鄰路由器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路由器設(shè)備，還包括路由表，該路由表被構(gòu)造用來(lái)為所述前綴設(shè)置地址生成可用性位和默認(rèn)路由可用性位，其中所述路由協(xié)議處理器被構(gòu)造用來(lái)從該路由表中讀取該地址生成可用性位和默認(rèn)路由可用性位，并根據(jù)讀取結(jié)果確定路由。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的路由器設(shè)備，其中當(dāng)所述默認(rèn)路由可用性位表示所述默認(rèn)路由可用時(shí)，所述路由協(xié)議處理器將所述默認(rèn)路由與所述前綴和數(shù)據(jù)包的下一跳一起輸入到所述路由表中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的路由器設(shè)備，其中所述路由協(xié)議處理器被構(gòu)造用來(lái)檢查所接收數(shù)據(jù)包的前綴，如果所接收數(shù)據(jù)包的前綴表示所述默認(rèn)路由，則將所接收數(shù)據(jù)包的源地址的預(yù)定多個(gè)高位與所述配對(duì)信息項(xiàng)進(jìn)行比較，并將所接收的數(shù)據(jù)包發(fā)送到與該預(yù)定多個(gè)高位相一致的默認(rèn)路由。
5.一種位于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的路由器設(shè)備，該移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與核心網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)相連，并且動(dòng)態(tài)地移動(dòng)，同時(shí)改變?cè)摴?jié)點(diǎn)，該路由器設(shè)備包括前綴改變裝置，該前綴改變裝置被構(gòu)造用來(lái)在無(wú)論何時(shí)所述節(jié)點(diǎn)隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)而改變時(shí)，只更新分級(jí)地分配給位于所述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)終端的前綴。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的路由器設(shè)備，還包括發(fā)布裝置，該發(fā)布裝置被構(gòu)造用來(lái)使用路由協(xié)議將所述更新的前綴和相關(guān)默認(rèn)路由的配對(duì)信息項(xiàng)發(fā)布到所述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的相鄰路由器。
7.一種在IPv6多穴網(wǎng)絡(luò)中使用的發(fā)布路由信息的方法，該方法能夠?qū)⑶熬Y作為路由信息在多個(gè)相鄰路由器之間進(jìn)行交換，該方法包括以下步驟將由所述網(wǎng)絡(luò)分配的所述前綴與默認(rèn)路由相關(guān)聯(lián)，以生成配對(duì)信息項(xiàng)；以及使用路由協(xié)議將所述配對(duì)信息項(xiàng)發(fā)布到所述多個(gè)相鄰路由器。
8.一種路由信息發(fā)布方法，包括以下步驟將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與核心網(wǎng)絡(luò)的連接節(jié)點(diǎn)相連；無(wú)論何時(shí)所述連接節(jié)點(diǎn)隨著所述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)而改變時(shí)，只更新分級(jí)地分配給位于所述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)終端的前綴；將所述更新的前綴與默認(rèn)路由相關(guān)聯(lián)，以產(chǎn)生配對(duì)；以及使用路由協(xié)議將所述配對(duì)發(fā)布到所述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的相鄰路由器。
9.一種包括IPv6多穴網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)路由器的通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括路由器設(shè)備，該路由器設(shè)備被構(gòu)造用來(lái)從所述網(wǎng)絡(luò)接收前綴，將該前綴與默認(rèn)路由相關(guān)聯(lián)以生成配對(duì)信息項(xiàng)，并將該配對(duì)信息項(xiàng)發(fā)布到相鄰路由器。
全文摘要
路由器設(shè)備、路由信息發(fā)布方法、和通信系統(tǒng)。公開(kāi)了一種在IPv6多穴網(wǎng)絡(luò)中使用的、能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)前綴作為路由信息與相鄰路由器進(jìn)行交換的路由器設(shè)備。該路由器設(shè)備包括配對(duì)信息生成器(52)，其被構(gòu)造用來(lái)將由網(wǎng)絡(luò)分配的前綴與默認(rèn)路由相關(guān)聯(lián)以生成配對(duì)信息項(xiàng)；以及路由協(xié)議處理器(51)，其被構(gòu)造用來(lái)使用路由協(xié)議將所述前綴和相關(guān)默認(rèn)路由的配對(duì)信息項(xiàng)發(fā)布到相鄰路由器。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1592260SQ200410057299
公開(kāi)日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2004年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月27日
發(fā)明者鈴木俊博, 石田創(chuàng) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ntt都科摩