通過路由器提供虛擬化的可見性的制作方法
【專利摘要】一種由網(wǎng)絡(luò)元件實現(xiàn)的跟蹤家庭網(wǎng)絡(luò)中裝置的IPv6地址的方法，其中網(wǎng)絡(luò)元件向家庭網(wǎng)絡(luò)提供DHCPv6服務(wù)，并且家庭網(wǎng)絡(luò)上的家庭網(wǎng)絡(luò)路由器使用由DHCPv6服務(wù)提供的前綴將IPv6地址分配給裝置，方法包括：接收來自家庭網(wǎng)絡(luò)路由器對前綴委托的DHCPv6請求；向家庭網(wǎng)絡(luò)路由器發(fā)送包括分配的前綴的DHCPv6消息，DHCPv6消息包括對配置的IPv6地址的通知的請求；接收來自家庭網(wǎng)絡(luò)路由器的包括用于配置的裝置的MAC地址和對應(yīng)的IPv6地址的第一ICMP消息；以及向家庭網(wǎng)絡(luò)路由器發(fā)送第二ICMP消息以確認記錄用于配置的裝置的IPv6地址，從而使得網(wǎng)絡(luò)元件能夠直接向配置的裝置提供服務(wù)和轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)。
【專利說明】通過路由器提供虛擬化的可見性
[0001]相關(guān)申請交叉引用
對與本申請在相同日期提交并且共同擁有的由Wassim Haddad等人的共同未決專利申請“用于虛擬化的家庭IP服務(wù)傳遞的體系結(jié)構(gòu)”(ARCHITECTURE FOR VIRTUALIZED HOME IPSERVICE DELIVERY)進行交叉引用。交叉引用的申請通過引用結(jié)合于本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明的實施例涉及因特網(wǎng)協(xié)議版本6 (IPv6)地址的分配。具體而言，本發(fā)明的實施例涉及由路由器分配IPv6地址到家庭網(wǎng)絡(luò)中的裝置，使得因特網(wǎng)服務(wù)提供商具有上游路由器的分配的IPv6地址的可見性。
【背景技術(shù)】
[0003]家庭網(wǎng)絡(luò)用于將家庭中的裝置相互連接和連接到因特網(wǎng)。這些家庭網(wǎng)絡(luò)經(jīng)稱為住宅網(wǎng)關(guān)(RGW)的裝置連接到住宅因特網(wǎng)服務(wù)提供商。此裝置在家庭網(wǎng)絡(luò)與接入網(wǎng)絡(luò)(即，因特網(wǎng)服務(wù)提供商的核心網(wǎng)絡(luò)，包括因特網(wǎng)服務(wù)提供商的接入控制裝置，如寬帶遠程接入服務(wù)器(BRAS)路由器或?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)(BNG))之間提供物理和協(xié)議連接性。
[0004]RGW能夠為家庭網(wǎng)絡(luò)提供橋接或路由選擇支持。它通常也提供另外的服務(wù)，如防火墻保護和網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換。RGW能夠使用有線和無線協(xié)議和連接與家庭中的裝置連接。RGW能夠提供以太網(wǎng)連接的集合及使用IEEE 802.1l (a/b/g/n)的無線局域網(wǎng)。RGW也能夠是用于諸如因特網(wǎng)協(xié)議話音(VOIP)等服務(wù)的服務(wù)傳遞點，或者對如共享電視傳遞的服務(wù)解復(fù)用點。
[0005]在一些情況下，家庭網(wǎng)絡(luò)能夠附接有不止一個路由器。這些另外的路由器形成分層結(jié)構(gòu)或樹，其中RGW形成基(base)或根。雖然優(yōu)選的體系結(jié)構(gòu)是避免此類路由器，但它對因特網(wǎng)服務(wù)提供商具有這樣的家庭網(wǎng)絡(luò)拓撲內(nèi)的裝置(當它們被使用時)的可見性是有幫助的。然而，由于路由器而不是RGW最靠近配置用于裝置的IP地址的裝置，連接到這些拓撲中的路由器的裝置的地址被隱藏。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]一種由因特網(wǎng)服務(wù)提供商的網(wǎng)絡(luò)元件實現(xiàn)的跟蹤家庭網(wǎng)絡(luò)中的裝置的因特網(wǎng)協(xié)議版本6 (IPv6)地址的方法，其中網(wǎng)絡(luò)元件向家庭網(wǎng)絡(luò)提供動態(tài)主機配置協(xié)議版本6(DHCPv6)服務(wù)，并且家庭網(wǎng)絡(luò)上的家庭網(wǎng)絡(luò)路由器使用由DHCPv6服務(wù)提供的前綴將IPv6地址分配給裝置，方法包括以下步驟:由網(wǎng)絡(luò)元件接收來自家庭網(wǎng)絡(luò)路由器對前綴委托的DHCPv6請求,包括對IPv6地址分配通知請求的支持的指示符；由網(wǎng)絡(luò)元件向家庭網(wǎng)絡(luò)路由器發(fā)送包括分配的前綴的DHCPv6消息，DHCP消息包括對配置用于家庭網(wǎng)絡(luò)中的裝置的IPv6地址的通知的請求；由網(wǎng)絡(luò)元件接收來自家庭網(wǎng)絡(luò)路由器的第一因特網(wǎng)控制消息協(xié)議(ICMP)消息，ICMP消息包括用于配置的裝置的媒體接入控制(MAC)地址和對應(yīng)的IPv6地址；以及由網(wǎng)絡(luò)元件向家庭網(wǎng)絡(luò)路由器發(fā)送第二 ICMP消息，ICMP消息確認記錄用于配置的裝置的IPv6地址，從而使得網(wǎng)絡(luò)元件能夠直接向配置的裝置提供服務(wù)和轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)。
[0007]一種跟蹤家庭網(wǎng)絡(luò)中裝置的因特網(wǎng)協(xié)議版本6 (IPv6)地址的因特網(wǎng)服務(wù)提供商的網(wǎng)絡(luò)元件，其中網(wǎng)絡(luò)元件向家庭網(wǎng)絡(luò)提供動態(tài)主機配置協(xié)議版本6 (DHCPv6)服務(wù)，并且家庭網(wǎng)絡(luò)上的家庭網(wǎng)絡(luò)路由器使用由DHCPv6服務(wù)提供的前綴將IPv6地址分配給裝置，網(wǎng)絡(luò)元件包括:存儲裝置，用于存儲主機IPv6地址表；網(wǎng)絡(luò)處理器，其耦合到存儲裝置，網(wǎng)絡(luò)處理器執(zhí)行因特網(wǎng)協(xié)議服務(wù)路由器來為因特網(wǎng)服務(wù)訂戶提供數(shù)據(jù)面板服務(wù)，IP服務(wù)路由器包括虛擬網(wǎng)關(guān)控制器以向家庭網(wǎng)絡(luò)中的家庭網(wǎng)絡(luò)路由器提供DHCPv6服務(wù)；DHCPv6服務(wù)響應(yīng)于接收來自第一家庭網(wǎng)絡(luò)路由器對前綴委托的DHCPv6請求(包括對IPv6地址分配通知請求的支持的指示符)而分配前綴給第一家庭網(wǎng)絡(luò)路由器，其中DHCPv6服務(wù)發(fā)送DHCPv6消息(包括分配的前綴和對配置用于家庭網(wǎng)絡(luò)中裝置的IPv6地址的通知的請求)，虛擬網(wǎng)關(guān)的DHCPv6服務(wù)接收來自第一家庭網(wǎng)絡(luò)路由器的第一因特網(wǎng)控制消息協(xié)議(ICMP)消息，ICMP消息包括用于配置的裝置的媒體接入控制(MAC)地址和對應(yīng)的IPv6地址，虛擬網(wǎng)關(guān)在主機IPv6地址表中記錄IPv6配置，并且向第一家庭網(wǎng)絡(luò)路由器發(fā)送第二 ICMP消息，第二 ICMP消息確認記錄用于配置的裝置的IPv6地址，從而使得IP服務(wù)路由器能夠提供數(shù)據(jù)面板服務(wù)到配置的裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]通過示例的方式而不是限制的方式在附圖中示出本發(fā)明，圖中相似的標號表示類似的元件。應(yīng)注意，在本公開中對“一”或“一個”實施例的不同引用不一定是指相同的實施例，并且這樣的引用意指至少一個。此外，結(jié)合實施例描述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性時，認為結(jié)合無論是否明確描述的其它實施例，影響這樣的特征、結(jié)構(gòu)或特性是在本領(lǐng)域技術(shù)人員的認知之內(nèi)。
[0009]圖1是通過路由器實現(xiàn)虛擬化的可見性的網(wǎng)絡(luò)的一個實施例的圖。
[0010]圖2是在家庭網(wǎng)絡(luò)路由器與虛擬網(wǎng)關(guān)控制器之間的消息傳遞的一個實施例的圖。
[0011]圖3是用于通過住宅路由器使能虛擬化的可見性的過程的一個實施例的流程圖。
[0012]圖4是用于接口連接(interfacing)虛擬網(wǎng)關(guān)控制器的機器到機器系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的一個實施例的圖。
【具體實施方式】
[0013]在下面的描述中，陳述了許多特定細節(jié)。然而，理解的是，可在沒有這些特定細節(jié)的情況下實踐本發(fā)明的實施例。在其它情況下，公知的電路、結(jié)構(gòu)和技術(shù)未詳細示出以免混淆對此描述的理解。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將領(lǐng)會到，可無需此類特定細節(jié)而實踐本發(fā)明。通過包括的描述，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將能夠在不進行不當實驗的情況下實現(xiàn)適當?shù)墓δ苄浴?br> [0014]將參照圖1和2的示范實施例描述流程圖的操作。然而，應(yīng)理解圖3中流程圖的操作能通過除了參照圖1和2討論的那些以外的本發(fā)明的實施例執(zhí)行，并且參照圖1和2討論的實施例能執(zhí)行與參照圖3的流程圖討論的那些不同的操作。
[0015]附圖中所示技術(shù)可使用一個或多個電子裝置(例如，終端站、網(wǎng)絡(luò)元件、服務(wù)器或類似電子裝置)上存儲和執(zhí)行的代碼和數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。此類電子裝置使用非暫時性機器可讀或計算機可讀媒體來存儲和傳遞(在內(nèi)部和/或通過網(wǎng)絡(luò)與其它電子裝置)代碼和數(shù)據(jù)，所述非暫時性機器可讀或計算機可讀媒體例如非暫時性機器可讀或計算機可讀存儲媒體(例如，磁盤、光盤、隨機存取存儲器、只讀存儲器、閃速存儲器裝置及相變存儲器)。另外，此類電子裝置通常包括耦合到諸如一個或多個存儲裝置、用戶輸入/輸出裝置(例如，鍵盤、觸摸屏和/或顯示器)和網(wǎng)絡(luò)連接的一個或多個其它組件的一個或多個處理器的集合。處理器的集合與其它組件的耦合通常是通過一個或更多個總線和橋接器(也稱為總線控制器)。存儲裝置表示一個或更多個非暫時性機器可讀或計算機可讀存儲媒體和非暫時性機器可讀或計算機可讀通信媒體。因此，給定電子裝置的存儲裝置通常存儲代碼和/或數(shù)據(jù)用于在該電子裝置的一個或多個處理器的集合上執(zhí)行。當然，本發(fā)明的實施例的一個或多個部分可使用軟件、固件和/或硬件的不同組合來實現(xiàn)。
[0016]如本文中使用的，網(wǎng)絡(luò)元件(例如，路由器、交換器、橋接器或類似連網(wǎng)裝置)是一件連網(wǎng)設(shè)備，包括在通信上與網(wǎng)絡(luò)上的其它設(shè)備(例如，其它網(wǎng)絡(luò)元件、終端站或類似連網(wǎng)裝置)互連的硬件和軟件。一些網(wǎng)絡(luò)元件是“多服務(wù)網(wǎng)絡(luò)元件”，其為多個連網(wǎng)功能(例如，路由選擇、橋接、交換、第2層聚合、會話邊界控制、多播和/或訂戶管理)提供支持和/或為多個應(yīng)用服務(wù)(例如，數(shù)據(jù)收集)提供支持。
[0017]本發(fā)明的實施例提供用于避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點的方法和系統(tǒng)。隨著家庭連網(wǎng)的需要已經(jīng)發(fā)展，對住宅網(wǎng)關(guān)的需求已增大。因此，住宅網(wǎng)關(guān)已變得更復(fù)雜、容易出錯和昂貴。而且，為了提供新特征給住宅網(wǎng)關(guān)購買者或因特網(wǎng)服務(wù)提供商的客戶，要求執(zhí)行對住宅網(wǎng)關(guān)的軟件升級，許多家庭用戶發(fā)覺這是個難題。這能夠阻止許多家庭用戶利用這些新服務(wù)。
[0018]適當配置住宅網(wǎng)關(guān)和其它家中連網(wǎng)裝置的復(fù)雜性已增大到許多用戶有嚴重的困難使他們的家庭網(wǎng)絡(luò)和附接裝置得到配置。這導(dǎo)致因特網(wǎng)服務(wù)提供商和住宅網(wǎng)關(guān)制造商的支持成本增大。
[0019]即使當住宅網(wǎng)關(guān)具有有限功能性時，如當住宅網(wǎng)關(guān)只是充當橋接器時，如果家庭網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有另外的路由器附接到住宅網(wǎng)關(guān)，則產(chǎn)生了兩個相當大的困難。第一個困難是這些另外的路由器需要因特網(wǎng)協(xié)議版本6地址前綴來與它們支持的子網(wǎng)(B卩，它們自己的局域網(wǎng)(LAN))一起使用。第二個困難是此類路由器對上游路由器和服務(wù)提供商完全隱藏它們支持的LAN上的任何裝置。這使得服務(wù)提供商難以對這些隱藏裝置提供或監(jiān)視某些服務(wù)。
[0020]本發(fā)明的實施例克服了現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點。本發(fā)明的實施例不使用帶有由家庭用戶配置的許多軟件功能的復(fù)雜住宅網(wǎng)關(guān)，而是在諸如寬帶遠程接入服務(wù)器(BRAS)或?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)(BNG)的上游裝置或其它上游服務(wù)傳遞平臺使用簡單的住宅網(wǎng)關(guān)裝置，該裝置將所有復(fù)雜的處理推遲到因特網(wǎng)服務(wù)提供商。本發(fā)明的實施例包含用于傳遞此服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)和組件。上游服務(wù)傳遞平臺執(zhí)行充當虛擬住宅網(wǎng)關(guān)的控制邏輯的集合，其提供訂戶希望從因特網(wǎng)服務(wù)提供商的網(wǎng)絡(luò)得到的服務(wù)，包括將因特網(wǎng)的剩余部分用于服務(wù)?？刂七壿嬁刂粕嫌畏?wù)傳遞平臺和住宅網(wǎng)關(guān)。
[0021]網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)允許對家庭網(wǎng)絡(luò)的充分的可見性，使得因特網(wǎng)服務(wù)提供商能夠透明地提供服務(wù)，好象它們由家庭中的裝置傳遞一樣。家庭用戶具有以自然和易于使用的方式提供對其網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的完全控制的web接口，而不是配置個別的裝置，這是因為它集成所有其設(shè)備并且提供對服務(wù)視圖的公共、結(jié)構(gòu)良好的接入，而無需擔心如何配置每個裝置。服務(wù)升級然后變成網(wǎng)頁上的請求問題；因特網(wǎng)服務(wù)提供商然后能夠修改應(yīng)用到該家庭網(wǎng)絡(luò)的配置。另外，通過已經(jīng)將住宅網(wǎng)關(guān)虛擬化，相同的服務(wù)集能夠提供到其它位置中的用戶。適當鑒權(quán)的對家庭網(wǎng)絡(luò)的遠程接入然后變成整個網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的自然部分。
[0022]家中路由器依賴對帶有前綴委托(prefix delegation)的動態(tài)主機配置協(xié)議版本6(DHCPv6)的使用時，通過虛擬網(wǎng)關(guān)控制器向網(wǎng)絡(luò)中的裝置提供服務(wù)受地址分配影響。帶有前綴委托的DHCPv6為家中路由器提供用于它們支持的LAN上的裝置的配置信息和前綴的集合。前綴委托是帶有共享前綴的IPv6地址范圍的分配(即，前導(dǎo)數(shù)字集合)，例如，2001: Odb8:85a3:0000:0000: 8a2e: 0370: xxxx，其中，xxxx 表不可分配的地址范圍。
[0023]為了向因特網(wǎng)服務(wù)提供商提供對家庭網(wǎng)絡(luò)上的最終裝置的可見性，存在合并到DHCPv6中的另外標志和另外行為。另外的行為是無論何時家庭網(wǎng)絡(luò)中的路由器檢測到新裝置出現(xiàn)在路由器的本地LAN上，該路由器將通知發(fā)送給在BNG或BRAS的虛擬住宅控制器。為了觸發(fā)此類通知，在DHCPv6地址委托消息中包括有標志，指示需要這些通知。為了一致，在DHCPv6前綴請求消息中也有標志，指示路由器能夠執(zhí)行此行為。
[0024]圖1是使用虛擬住宅網(wǎng)關(guān)和支持用于住宅路由器的虛擬化的可見性的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的一個實施例的圖。虛擬化的可見性的實現(xiàn)分割在三個主要組件與若干項目中。三個主要組件是住宅網(wǎng)關(guān)(RGW) 115、上游IP服務(wù)路由器105卿，在BNG 10UBRAS或等同物中)和虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107。
[0025]BNG 101是其中應(yīng)用帶寬和服務(wù)質(zhì)量(QoS)策略的IP邊緣路由器；由BRAS執(zhí)行的功能是BNG執(zhí)行的那些功能的超集。BRAS是BNG 101，并且是用于訂戶業(yè)務(wù)的聚合點。它在接入網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)服務(wù)提供商131的核心網(wǎng)絡(luò)111之間提供聚合能力(例如，IP、PPP、以太網(wǎng))。除了它的聚合功能外，BRAS也是用于接入網(wǎng)絡(luò)中策略管理和IP QoS的注入點(injection point)。為清晰起見,提供了使用BNG 101實現(xiàn)IP服務(wù)路由器105的網(wǎng)絡(luò)的示例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，也能夠使用BRAS或類似裝置。為清晰起見，也示出了帶有單個BNG 101和RGW 115的因特網(wǎng)服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)131。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，BNG 101能夠?qū)⑷魏螖?shù)量的家庭網(wǎng)絡(luò)121和RGW 115連接到核心網(wǎng)絡(luò)111及普通因特網(wǎng)113。此外，因特網(wǎng)服務(wù)提供商131能夠包括任何數(shù)量的BNG 101和BRAS或類似裝置以連接到家庭網(wǎng)絡(luò)121和RGW 115的集合。
[0026]虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107能夠以多種方式實現(xiàn)。虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107能夠是IP服務(wù)路由器103的控制面板的一部分，所述IP服務(wù)路由器由BNG或類似裝置的網(wǎng)絡(luò)處理器103執(zhí)行。虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107能夠在IP服務(wù)路由器105的機箱中的葉片上傳遞(例如，在BNG101中)，或者它能夠是經(jīng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(IP)連接到IP服務(wù)路由器107的單獨裝置109。此裝置負責維持訂戶的虛擬操作狀態(tài)。這包括確定所有數(shù)據(jù)面板功能的操作狀態(tài)。這意味著對狀態(tài)建模和配置諸如RGW 10和BNG 101等適當裝置以傳遞需要的行為。
[0027]因此，虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107負責在BNG 101上配置防火墻功能141。它負責為RGW115上的無線接入配置SSID 151及其策略。它負責管理在兩個裝置上的多播過濾器153以便在降低不必要的業(yè)務(wù)的同時提供所需的連接性。虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107也能夠提供諸如UPnP控制器157的房屋控制功能。它能夠提供支持服務(wù)，如創(chuàng)建DNS條目155。虛擬網(wǎng)關(guān)控制器的操作與因特網(wǎng)服務(wù)提供商使用的現(xiàn)有授權(quán)基礎(chǔ)設(shè)施117 (例如，RAIDUS和/或Diameter)捆綁在一起。這使能另外的授權(quán)操作,如用于固定移動聚合或用于支持基于SIM的住宅網(wǎng)關(guān)的需要的那些操作。[0028]IP服務(wù)路由器105是傳遞用于訂戶的數(shù)據(jù)面板服務(wù)的路由器。它處理所有訂戶數(shù)據(jù)面板分組。它執(zhí)行許多功能，如網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)和防火墻功能，這些功能是傳統(tǒng)上由RGW 115傳遞的功能。這些功能的操作由虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107控制。此裝置也執(zhí)行數(shù)據(jù)面板功能，如業(yè)務(wù)監(jiān)管和QoS傳遞，這些功能當前在此類平臺上傳遞。然而，在此實施例中，此類功能的操作是在虛擬網(wǎng)關(guān)控制器的控制下，但每訂戶基礎(chǔ)操作能夠委托到IP服務(wù)路由器105。IP服務(wù)路由器105或用于此裝置的適合的控制器參與運營商的IP網(wǎng)絡(luò)的IP路由選擇，并且能夠代表訂戶發(fā)送和接收業(yè)務(wù)。
[0029]住宅網(wǎng)關(guān)115提供家中的各種媒體(以太網(wǎng)、802.11 b/g/n Wifk Zigbee和類似媒體)之間的物理連接性，并且提供到服務(wù)提供商的連接性(DSL、電纜、無源光、LTE和類似技術(shù))。住宅網(wǎng)關(guān)115提供它能夠在家庭中的裝置與IP服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)之間提供分組通信的足夠的邏輯操作。此裝置能夠由訂戶或運營商擁有。然而，它由運營商管理的虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107控制。
[0030]家庭網(wǎng)絡(luò)121中的其它裝置能夠使用與虛擬網(wǎng)關(guān)控制器交互的協(xié)議。通常，此交互在家庭網(wǎng)絡(luò)裝置內(nèi)不改變；然而，該功能性從RGW到虛擬網(wǎng)關(guān)控制器的轉(zhuǎn)移改進了操作的管理性和有效性。例如，家庭網(wǎng)絡(luò)121上的裝置能夠使用通用即插即用協(xié)議(UPnP) 157以到達虛擬網(wǎng)關(guān)控制器，或者發(fā)現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)121上的存儲服務(wù)，這在以前完全在家庭網(wǎng)絡(luò)121內(nèi)實現(xiàn)。通過使用虛擬網(wǎng)關(guān)控制器，UPnP 157和包括域名服務(wù)155、DHCP 159、SSID配置151、多播配置153和類似服務(wù)的其它服務(wù)好像是在家庭網(wǎng)絡(luò)121中或在RGW實現(xiàn)，但實際上可由因特網(wǎng)服務(wù)運營商通過因特網(wǎng)服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)131中的虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107或類似裝置從BNG 101傳遞。虛擬網(wǎng)關(guān)控制器的控制面板和RGW的數(shù)據(jù)面板分離的分離式體系結(jié)構(gòu)的使用使得因特網(wǎng)服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)131的服務(wù)顯得對于用戶可易于發(fā)現(xiàn)并且可透明接入。此類服務(wù)能夠包括IP話音(VOIP)使能服務(wù)、存儲服務(wù)或應(yīng)用服務(wù)。類似地，當用戶使用諸如因特網(wǎng)服務(wù)提供商提供的鑒權(quán)服務(wù)器117等另外的軟件進行鑒權(quán)和關(guān)聯(lián)而從其它網(wǎng)絡(luò)訪問家庭網(wǎng)絡(luò)時，對家庭網(wǎng)絡(luò)121和基于家庭網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)的接入能夠更容易地提供給用戶。
[0031]在虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107的控制操作中涉及兩個主要概念。第一個概念是控制協(xié)議，虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107通過它控制BNG 101和RGW 115的功能。此第一控制協(xié)議能夠是諸如由國際工程任務(wù)組(IETF)標準化的ForCES協(xié)議的修改等協(xié)議。ForCES協(xié)議能夠被增強以表示所需功能。包括諸如簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)或NETConf或甚至基于web的交互的計算機使用等傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的其它協(xié)議能夠用于此控制。
[0032]虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107的控制操作中涉及的第二主要概念是控制協(xié)議，虛擬網(wǎng)關(guān)控制器通過它能夠成為用于諸如DHCP、IPv6鄰居發(fā)現(xiàn)和UPnP發(fā)現(xiàn)機制等網(wǎng)絡(luò)操作協(xié)議的控制兀件。
[0033]在一些家庭網(wǎng)絡(luò)121中，將存在與家庭網(wǎng)絡(luò)121內(nèi)的住宅網(wǎng)關(guān)分離的路由器181。這些路由器181能夠配置成使用DHCPv6接收IPv6前綴以用于它們正支持的主機(即，最終裝置183)。通過在發(fā)送到RGW 115并且然后轉(zhuǎn)發(fā)到BNG 101上的虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107的它們的DHCPv6請求中包括標志，支持虛擬化的可見性的另外家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181將指示此支持。虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107提供DHCPv6服務(wù)159。當響應(yīng)于已指示它們支持虛擬化的可見性的路由器時，虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107將設(shè)置標志，指示在分配到新主機183的地址被發(fā)現(xiàn)時，它們將被報告給虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107。
[0034]支持虛擬化可見性的家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181將監(jiān)視和維持有關(guān)附接到其LAN上的家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181的主機183的狀態(tài)。這些家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181提供的LAN能夠是有線和無線LAN的任何組合。每個路由器181將通過監(jiān)視它們中繼的IPv6鄰居發(fā)現(xiàn)請求和IPv6DHCPv6請求來支持虛擬化的可見性。當發(fā)現(xiàn)新主機183時，通知消息由路由器181發(fā)送到虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107。當認為主機183不再存在時，再次將通知發(fā)送到虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107。虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107通過確認消息響應(yīng)這些通知。在一個實施例中，重新發(fā)送通知直至收到確認為止。這些消息能夠使用ICMP或其它控制協(xié)議發(fā)送。在其它實施例中，能夠使用UDP或在到虛擬網(wǎng)關(guān)控制器的TCP連接上的協(xié)議。無論何時發(fā)送此類消息，消息中能夠包括所有未經(jīng)確認的信息以提高效率。
[0035]通過在家庭網(wǎng)絡(luò)路由器存儲的有關(guān)其主機的條目上具有重新驗證時間和使用期限，在使用無狀態(tài)的地址自動配置(SLAAC)時能夠檢測主機移除。此信息能夠存儲在主機IPv6表185或類似數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。在到達重新驗證時間時，家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181將發(fā)送IPv6鄰居請求消息以檢驗LAN上主機183的持續(xù)存在，并且然后將設(shè)置新的時間限制。在主機183未能做出響應(yīng)的情況下，家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181將重新發(fā)送消息。在若干次重新傳送消息之后，路由器181將宣布主機183已移除，并且將通知虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107。虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107能夠跟蹤主機IPv6表109中家庭網(wǎng)絡(luò)中的主機183。能夠為每個連接的家庭網(wǎng)絡(luò)或分配的前綴保持表的單獨實例。
[0036]如果家庭網(wǎng)絡(luò)路由器通過諸如6LowPan等其它主機通知協(xié)議支持通信的其它媒體，則來自那些媒體的過程能夠用于檢測主機183的存在，并且確定向虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107注冊所需的信息。主機183能夠是任何類型的已連網(wǎng)裝置，如個人計算機、電視、諸如平板計算機和蜂窩電話的手持式裝置、網(wǎng)絡(luò)存儲裝置、器具及類似裝置。在一個實施例中，家庭網(wǎng)絡(luò)121也能夠支持機器到機器通信。機器到機器通信能夠用于從連接到家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181的傳感器的集合收集數(shù)據(jù)。使用機器到機器通信與傳感器和裝置進行通信的中間件161通常由住宅網(wǎng)關(guān)執(zhí)行，但也能夠移動到虛擬網(wǎng)關(guān)控制器。
[0037]此網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)提供用于虛擬化的住宅網(wǎng)關(guān)和虛擬化的家庭服務(wù)傳遞的相干系統(tǒng)。配置、增強和一致的遠程服務(wù)及對家庭信息和資源的遠程接入全部變成相干體系結(jié)構(gòu)的自然部分。此體系結(jié)構(gòu)的重要優(yōu)點是為運營商提供對連接到家庭網(wǎng)絡(luò)121中的住宅網(wǎng)關(guān)的所有裝置的足夠可見性。這使得因特網(wǎng)服務(wù)提供商能夠提供不同(無縫)服務(wù)到家庭，例如，網(wǎng)絡(luò)管理、服務(wù)傳遞和類似服務(wù)。另一優(yōu)點是使得因特網(wǎng)服務(wù)提供商能夠幫助例如公用事業(yè)提供商或器具制造商等第三方通過家庭網(wǎng)絡(luò)121接入正確的裝置。例如，電力公用事業(yè)公司可需要接入家庭網(wǎng)絡(luò)121以配置恒溫器或者接通/斷開家庭的電力系統(tǒng)中的特定裝置。在一個實施例中，這能夠通過機器到機器中間件161或其實例進行。
[0038]圖2是家庭網(wǎng)絡(luò)路由器與虛擬網(wǎng)關(guān)控制器之間的消息傳遞的一個實施例的圖。在示例實施例中，家庭網(wǎng)絡(luò)121連接到提供虛擬網(wǎng)關(guān)控制器(VGC) 107的BNG 101。在其它實施例中，虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107能夠位于因特網(wǎng)服務(wù)提供商131內(nèi)的BNG 101的外部。家庭網(wǎng)絡(luò)121包括住宅網(wǎng)關(guān)(RGW) 115和家庭網(wǎng)絡(luò)路由器的集合181A-C。家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181A和181C在嵌套或級聯(lián)配置中。這在提供用于家庭網(wǎng)絡(luò)121的DHCP服務(wù)的VGS 107與諸如主機183A等主機(B卩，最終裝置)之間創(chuàng)建多個級別的間接。附圖提供由家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181C發(fā)現(xiàn)的主機183A的示例。
[0039]在此示例中，已經(jīng)間接通過發(fā)送到中間家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181A的DHCPv6前綴請求，由VGC 107的DHCP服務(wù)為家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181C提供了前綴。DHCPv6前綴請求包括對虛擬化的可見性的支持的標志或類似指示符。MDHCPv6前綴請求由中間路由器181A轉(zhuǎn)發(fā)，該路由器然后通過在如上所述的這個體系結(jié)構(gòu)中充當橋接器的RGW，將它轉(zhuǎn)發(fā)到VGC。VGC然后使用DHCPv6消息，通過分配的前綴或分配到中間家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181A的前綴的子集做出響應(yīng)，所述DHCPv6消息指示對于發(fā)現(xiàn)的主機要求通知。中間家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181A然后記錄此地址范圍或前綴，并且將消息轉(zhuǎn)發(fā)到請求家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181C。
[0040]主機183A能夠使用任何類型的鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議來發(fā)現(xiàn)。一旦發(fā)現(xiàn)，家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181C基于由VGC 107的DHCPv6服務(wù)分配到路由器181C的前綴，為主機183A提供IPv6地址。然而，除了 VGC 107已要求新主機發(fā)現(xiàn)的通知外，此新分配的IPv6地址將對VGC 107將是未知的。通知能夠采用ICMP消息或類似類型的控制協(xié)議消息的形式。在一個實施例中，家庭網(wǎng)絡(luò)路由器生成稱為ICMP_NTY消息201A的通知消息。ICMP_NTY消息201A能夠包括主機183A的分配的IPv6地址、主機183A的MAC地址、使用期限或許可到期數(shù)據(jù)以及類似信息以使得VGC 107能夠跟蹤主機183A。中間家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181A和VGC 107在主機IPv6表中記錄此信息。
[0041]VGC 107然后生成確認消息。確認消息能夠是ICMP消息。ICMP消息能夠是在本文中稱為ICMP_NTA消息203A的通知確認消息。ICMP_NTA消息203A被發(fā)送到中間家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181A，在這里它被轉(zhuǎn)發(fā)到家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181C。家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181C將繼續(xù)重新發(fā)送ICMP_NTY消息201A，直至作為回答收到ICMP_NTA消息203A為止。
[0042]類似地，提供了更簡單的情形，其中第三家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181B發(fā)現(xiàn)主機183B。在此情況下，由家庭網(wǎng)絡(luò)路由器181B和VGC 107交換相同類型的ICMP_NTY 201B和ICMP_NTA203B消息而無需任何中間路由器的參與。通知的過程因此能夠涉及任何布置中任何數(shù)量的家庭網(wǎng)絡(luò)路由器，包括級聯(lián)路由器的任何分層深度。
[0043]圖3是用于通過住宅路由器使能虛擬化的可見性的過程的一個實施例的流程圖。所示過程陳述由虛擬網(wǎng)關(guān)控制器為實現(xiàn)虛擬化的可見性系統(tǒng)而采取的動作。在一個實施例中，響應(yīng)于接收來自家庭網(wǎng)絡(luò)路由器對前綴委托的DHCPv6請求，啟動過程(框301 )。請求能夠包括諸如標志或集字段(set field)等表示對虛擬化的可見性系統(tǒng)的支持的指示符。
[0044]VGC通過將包括分配的前綴的DHCPv6消息發(fā)送到家庭網(wǎng)絡(luò)路由器來響應(yīng)收到的請求(框303)。響應(yīng)消息能夠包括采用標志或集字段的形式的指示符，指示符指示要求向VGC報告主機發(fā)現(xiàn)或IPv6地址配置的通知。此消息能夠通過住宅網(wǎng)關(guān)和任何數(shù)量的中間家庭網(wǎng)絡(luò)路由器發(fā)送到請求家庭網(wǎng)絡(luò)路由器。
[0045]過程還能夠響應(yīng)于家庭網(wǎng)絡(luò)路由器發(fā)現(xiàn)主機和配置用于主機的IPv6地址而隨時接收來自家庭網(wǎng)絡(luò)路由器的ICMP_NTY通知消息(框305)。ICMP_NTY消息能夠包括主機的IPv6地址、主機的MAC地址、使用期限或許可到期及有關(guān)主機IPv6配置的類似信息。此信息能夠記錄在主機IPv6表中以促進到主機的數(shù)據(jù)面板轉(zhuǎn)發(fā)和服務(wù)提供。然后，VGC生成并且發(fā)送ICMP_NTA消息到家庭網(wǎng)絡(luò)路由器(框307)。ICMP_NTA消息確認對來自ICMP_NTA消息的數(shù)據(jù)的接收和記錄，包括主機的IPv6地址和MAC地址。
[0046]圖4是用于接口連接虛擬網(wǎng)關(guān)控制器的機器到機器系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的一個實施例的圖。在一個實施例中，虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107包括或支持中間件403，其使用機器到機器通信或機器到機器通信網(wǎng)絡(luò)使能通信或從家庭內(nèi)的傳感器401收集數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)上由住宅網(wǎng)關(guān)405執(zhí)行的中間件403已移動到虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107。也能夠應(yīng)用如上所述用于可見性的過程和網(wǎng)絡(luò)的一般功能，以通過取代這些系統(tǒng)中RGW的功能的虛擬網(wǎng)關(guān)控制器支持這些機器到機器網(wǎng)絡(luò)。
[0047]中間件405能夠繼續(xù)與第三方實體413進行通信。通過虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107，此功能在安全性和靈活性方面得以增強。虛擬網(wǎng)關(guān)控制器107能夠提供到中間件405及因此到家庭中的傳感器網(wǎng)絡(luò)的接入，而不賦予第三方實體到家庭網(wǎng)絡(luò)或RGW的實際接入。中間件405的單獨實例能夠提供用于單獨的第三方接入。
[0048]要理解的是，上述描述旨在是說明性而不是限制性的。在閱讀和理解上述描述后，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，許多其它實施例將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)參照所附權(quán)利要求連同這樣的權(quán)利要求被授權(quán)的等同物的完整范圍來確定。
【權(quán)利要求】
1.一種由因特網(wǎng)服務(wù)提供商的網(wǎng)絡(luò)元件實現(xiàn)的跟蹤家庭網(wǎng)絡(luò)中裝置的因特網(wǎng)協(xié)議版本6 (IPv6)地址的方法，其中所述網(wǎng)絡(luò)元件向所述家庭網(wǎng)絡(luò)提供動態(tài)主機配置協(xié)議版本6(DHCPv6)服務(wù)，并且所述家庭網(wǎng)絡(luò)上的家庭網(wǎng)絡(luò)路由器使用由所述DHCPv6服務(wù)提供的前綴將IPv6地址分配給所述裝置，所述方法包括以下步驟: 由所述網(wǎng)絡(luò)元件接收來自家庭網(wǎng)絡(luò)路由器對前綴委托的DHCPv6請求，所述DHCPv6請求包括對IPv6地址分配通知請求的支持的指示符； 由所述網(wǎng)絡(luò)元件向所述家庭網(wǎng)絡(luò)路由器發(fā)送包括分配的前綴的DHCPv6消息，所述DHCP消息包括對配置用于所述家庭網(wǎng)絡(luò)中所述裝置的IPv6地址的通知的請求； 由所述網(wǎng)絡(luò)元件接收來自所述家庭網(wǎng)絡(luò)路由器的第一因特網(wǎng)控制消息協(xié)議(ICMP)消息，所述ICMP消息包括用于配置的裝置的媒體接入控制(MAC)地址和對應(yīng)的IPv6地址；以及 由所述網(wǎng)絡(luò)元件向所述家庭網(wǎng)絡(luò)路由器發(fā)送第二 ICMP消息，所述ICMP消息用于確認記錄用于所述配置的裝置的所述IPv6地址，從而使得所述網(wǎng)絡(luò)元件能夠直接向所述配置的裝置提供服務(wù)和轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一ICMP消息由所述網(wǎng)絡(luò)元件從充當所述因特網(wǎng)服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)與所述家庭網(wǎng)絡(luò)之間的橋接器的住宅網(wǎng)關(guān)接收。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一ICMP消息在由所述家庭網(wǎng)絡(luò)路由器與所述網(wǎng)絡(luò)元件之間的另一家庭網(wǎng)絡(luò)路由器轉(zhuǎn)發(fā)后由所述網(wǎng)絡(luò)元件接收。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中從所述家庭網(wǎng)絡(luò)路由器接收的所述MAC地址由所述家庭網(wǎng)絡(luò)路由器使用重復(fù)地址檢測過程確定。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一ICMP消息包括所述配置的裝置的使用期限或重新驗證時間，以使能由所述網(wǎng)絡(luò)元件檢測所述配置的裝置從所述家庭網(wǎng)絡(luò)的斷開。
6.一種跟蹤家庭網(wǎng)絡(luò)中裝置的因特網(wǎng)協(xié)議版本6 (IPv6)地址的因特網(wǎng)服務(wù)提供商的網(wǎng)絡(luò)元件，其中所述網(wǎng)絡(luò)元件向所述家庭網(wǎng)絡(luò)提供動態(tài)主機配置協(xié)議版本6 (DHCPv6)服務(wù)，并且所述家庭網(wǎng)絡(luò)上的家庭網(wǎng)絡(luò)路由器使用由所述DHCPv6服務(wù)提供的前綴將IPv6地址分配給所述裝置，所述網(wǎng)絡(luò)元件包括: 存儲裝置，用于存儲主機IPv6地址表； 網(wǎng)絡(luò)處理器，其耦合到所述存儲裝置，所述網(wǎng)絡(luò)處理器用于執(zhí)行因特網(wǎng)協(xié)議服務(wù)路由器以為因特網(wǎng)服務(wù)訂戶提供數(shù)據(jù)面板服務(wù)，所述IP服務(wù)路由器包括虛擬網(wǎng)關(guān)控制器以向所述家庭網(wǎng)絡(luò)中的家庭網(wǎng)絡(luò)路由器提供所述DHCPv6服務(wù)， 響應(yīng)于接收來自所述第一家庭網(wǎng)絡(luò)路由器對前綴委托的DHCPv6請求，所述DHCPv6請求包括對IPv6地址分配通知請求的支持的指示符，所述DHCPv6服務(wù)將前綴分配到第一家庭網(wǎng)絡(luò)路由器，其中所述DHCPv6服務(wù)發(fā)送DHCPv6消息，所述DHCPv6消息包括分配的前綴和對配置用于所述家庭網(wǎng)絡(luò)中所述裝置的IPv6地址的通知的請求，所述虛擬網(wǎng)關(guān)的所述DHCPv6服務(wù)接收來自所述第一家庭網(wǎng)絡(luò)路由器的第一因特網(wǎng)控制消息協(xié)議(ICMP)消息，所述ICMP消息包括用于配置的裝置的媒體接入控制(MAC)地址和對應(yīng)的IPv6地址，所述虛擬網(wǎng)關(guān)在所述主機IPv6地址表中記錄所述IPv6配置并且向所述第一家庭網(wǎng)絡(luò)路由器發(fā)送第二 ICMP消息，所述第二 ICMP消息確認記錄用于所述配置的裝置的所述IPv6地址，從而使得所述IP服務(wù)路由器能夠提供數(shù)據(jù)面板服務(wù)到所述配置的裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的網(wǎng)絡(luò)元件，其中所述第一ICMP消息由所述虛擬網(wǎng)關(guān)從充當所述因特網(wǎng)服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)與所述家庭網(wǎng)絡(luò)之間的橋接器的住宅網(wǎng)關(guān)接收。
8.如權(quán)利要求6所述的網(wǎng)絡(luò)元件，其中所述第一ICMP消息在由所述家庭網(wǎng)絡(luò)路由器與所述網(wǎng)絡(luò)元件之間的另一家庭網(wǎng)絡(luò)路由器轉(zhuǎn)發(fā)后由所述虛擬網(wǎng)關(guān)接收。
9.如權(quán)利要求6所述的網(wǎng)絡(luò)元件，其中從所述家庭網(wǎng)絡(luò)路由器接收的所述MAC地址由所述家庭網(wǎng)絡(luò)路由器使用重復(fù)地址檢測過程確定。
10.如權(quán)利要求6所述的網(wǎng)絡(luò)元件，其中所述第一ICMP消息包括用于所述配置的裝置的使用 期限或重新驗證時間，以使能由所述網(wǎng)絡(luò)元件檢測所述配置的裝置從所述家庭網(wǎng)絡(luò)的斷開。
【文檔編號】H04L29/12GK103999427SQ201280050163
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月11日
【發(fā)明者】W.哈達, J.哈爾佩恩 申請人:瑞典愛立信有限公司