专利名称：具有自动地址配置的唯一前缀分配的制作方法
具有自动地址配置的唯一前缀分配技术领域
本发明通常涉及通信系统，并且更具体地，涉及网络地址分配。
技术背景
已经引入互联网协议版本6 (IPv6)来纠正互联网协议版本4 (IPv4)中存在的寻 址问题。IPv4使用32比特IP地址，这提供大约43亿(4. 3 X IO9)个IP地址的地址空间。 这个IP地址的数目不能满足互联网的预期增长。确实，可用IPv4地址的数目迅速萎缩。 相反，IPv6使用128比特IP地址，这提供了明显更大的地址空间。具体地，IPv6允许大约 !MOundeci 1 lion(3. 4xl038)个IP地址，在可预见的未来绰绰有余。
常规IPv6地址100的结构如图1所示。IPv6地址100的第一部分表示前缀102， 前缀102用于将IP分组路由到特定通信网络，并且最后的部分表示接口标识符104，接口标 识符104意在唯一地标识网络中主机上的各个接口。前缀102的前η个比特通常表示网络 标识符106，网络标识符106与IPv4网络标识符类似。前缀102的剩余m个比特通常表示 子网标识符108，子网标识符108可以用于识别网络内的子网。
由IPv6寻址架构提供的灵活性允许建立点对点链路模型和共享链路模型。在共 享链路模型中，在特定网络中的多个设备当中共享前缀102，而每个设备被随机分配其自身 的接口标识符104用于各个设备标识。通常，存在一定程度的共享共同前缀102的两个或 多个设备还可能被分配相同的接口标识符104的风险。因此，通常需要重复地址检测过程， 使得当检测到重复接口标识符或者地址冲突时可以实现纠正动作。
在点对点链路模型中，分配给每个通信设备的前缀102是唯一的，以便模拟点对 点链路环境。特别地，每个通信设备被分配唯一的网络标识符106，这确保将唯一的IP地址 分配给每个通信设备，而不考虑多个设备是否共享相同的接口标识符104。因此，在点对点 链路模型中不需要重复地址检测，这减少了最初的网络输入和切换延迟。因此，现在许多实 现IPv6协议的通信标准要求将唯一前缀102分配给在通信系统中进行通信的每个通信设 备。这样的通信标准的示例包括第四代通信系统(4G)、全球微波接入互操作性(WiMAX)、第 三代合作伙伴项目(3GPP)、3GPP2和数字订户线(DSL)。
由于使用分配给目标网络的64比特前缀102通过互联网路由IPv6分组，所以在 没有实现数据路径设备(例如，路由器)支持到每个通信设备的网络隧道创建的特定功能 的情况下，用于将唯一前缀102分配给网络内的各个设备的现有解决方案通常不可用，实 现这样的功能可能非常昂贵。发明内容
本发明涉及实现点对点通信的方法。所述方法可以包括识别网络地址的前缀的至 少第一部分，所述前缀与通信网络的特定拓扑区域相对应。所述方法进一步可以包括通过 更新所述通信网络的拓扑区域内具有唯一标识符的前缀来生成唯一前缀；以及将所述唯一 前缀分配给通信网络的节点。
本发明还涉及一种包括接入点的通信系统，所述接入点识别网络地址的前缀的至 少第一部分，所述前缀与通信网络的特定拓扑区域相对应。所述接入点还可以通过更新所 述通信网络的拓扑区域内具有唯一标识符的前缀来生成唯一前缀，并且将所述唯一前缀分 配给通信网络的节点。
本发明还涉及一种包括网络控制器的通信系统，所述网络控制器识别网络地址的 前缀的至少第一部分，所述前缀与通信网络的特定拓扑区域相对应。所述网络控制器还可 以通过更新所述通信网络的拓扑区域内具有唯一标识符的前缀来生成唯一前缀，并且将所 述唯一前缀分配给通信网络的节点。
下面将参照附图更加详细地描述本发明的各种实施例，在附图中
图1图示了用于理解现有技术的IPv6地址结构；
图2图示了用于理解本发明的实施例的IP地址结构；
图3图示了用于理解本发明的实施例的通信系统；
图4是对理解本发明的实施例有用的信号流程图；以及
图5是对理解本发明的实施例有用的流程图。
具体实施方式
虽然说明书总结了定义被认为具有新颖性的本发明的特征的权利要求，但是相信 根据结合附图进行的描述的考虑将更好地理解本发明。根据需要，在此公开本发明的详细 实施例；然而，应当理解，所公开可以以各种形式体现的本发明的实施例仅是示例性的。因 此，在此公开的具体结构和功能细节不应当被解释为限制性的，而是仅作为权利要求的基 础，并且作为用于教导本领域的技术人员以任何实际上适当的详细结构不同地采用本发明 的代表基础。此外，在此使用的术语和短语并不意在限制，而是提供对本发明可理解的描 述。
本发明涉及用于向通信网络的各种节点自动生成和分配唯一互联网(IP)前缀的 方法和系统。因此，可以实现动态点对点链路模型，以在不需要使用网络隧道的情况下，在 网络节点与通信网络内部和/或外部的其它设备之间建立IP通信链路。此外，可以在不需 要使用重复地址检测过程的情况下建立这样的通信链路。因此，可以以极具成本效益的方 式实现IP通信。
图2图示了对理解本发明的实施例有用的IP地址200的结构。IP地址200可 以包括唯一前缀202和接口标识符204。如在此使用的，“唯一前缀”是在通信系统内唯一 的前缀。例如，唯一前缀可以是分配给互联网的节点的所有前缀当中唯一的。相对于常规 的唯一前缀，可以生成包括第一部分的唯一前缀202，所述第一部分包括非唯一网络标识符 206。如在此使用的，“非唯一网络标识符”是对单个网络节点不是独有唯一的网络标识符。 例如，非唯一网络标识符206可以是分配给通信网络或者通信网络的拓扑区域的网络标识 符，其中，在任何给定的时间，可能存在多个网络节点。
为了将唯一前缀202与使用相同网络标识符206的其它前缀区分开，唯一前缀202 可以包括第二部分，所述第二部分包括代替子网标识符的唯一标识符208。如在此使用的，4术语“唯一标识符”意指在特定通信网络的至少一个拓扑区域内(例如，由网络标识符203 识别的通信网络的拓扑区域)唯一的标识符。在此将更加详细地讨论唯一标识符208的选择。
图3图示了对理解本发明的实施例有用的通信系统300。通信系统300可以包括 通信网络302，其中，可以生成具有唯一前缀的多个IP地址，并且将所述IP地址分配给相应 网络节点304、306、308、310、312、314。例如，这样的网络节点可以是无线通信设备或有线通 信设备。网络节点304-314的示例可以包括但不限于计算机、移动站(例如，移动电台、移 动电话、移动计算机、个人数字助理等)、网络装置、机顶盒、游戏设备等。
通信网络302可以包括广域网(WAN)、互连通信网络(例如，蜂窝通信网络)、公共 交换电话网(PSTN)等。通信网络还可以包括局域网(LAN)、城域网(MAN)、WiFi网络、WiMAX 网络、网状网络和/或可以传播通信信号的任何其它适当网络或系统。在这方面中，通信网 络302可以包括有线和/或无线通信链路。
通信网络302可以被配置成经由IEEE 802无线通信(例如，802. 11和802. 16)、 3G、4G、EUTRAN、UMB、WPA、WPA2, GSM、TDMA, CDMA、WCDMA, OFDM、直接无线通信或任何其它通 信格式来传送数据。确实，可以按照任何适当的通信标准、协议和/或架构或者这样的标 准、协议和/或架构的适当组合，来实现通信网络302。
此外，通信网络302可以经由一个或多个通信链路318(例如，经由互联网)通信 地链接到一个或多个其它通信网络/设备316。通过这样的通信链路318，通信网络302可 以与通信网络/设备316交换IP分组320。
通信网络302可以包括一个或多个接入路由器和/或网关(在下文中，统称为“路 由器”)322,324,它们经由通信链路318路由在通信网络302与通信网络/设备316之间交 换的IP分组320。路由器322、3M可以包括适合于实现路由功能的任何硬件、固件和/或 软件。例如，路由器322、3M可以包括一个或多个网络适配器、一个或多个处理器/控制器 和/或一个或多个存储固件/软件的数据储存设备。在一种布置中，路由器322、324中的 每一个可以服务于通信网络302的不同拓扑区域。例如，路由器322可以服务于第一拓扑 区域326，并且路由器3 可以服务于第二拓扑区域328。在这点上，应当注意到，可以由地 理区域来定义通信网络的拓扑区域，但不是必须的。例如，第一拓扑区域3 可以包括经由 路由器322建立网络存在的所有网络组件，而不考虑它们相应的物理位置。
通信网络302进一步可以包括网络控制器330，网络控制器330提供网络安全管 理和/或其它网络相关功能。这样，网络控制器330还可以包括用于实现网络控制功能的 任何硬件、固件和/或软件。例如，如果通信网络302是无线电接入网络，则在一种布置 中，网络控制器330可以是载波接入点控制器(CAPC)。如果通信网络302实现代理移动 IPv6(PMIPv6)通信协议，则网络控制器330可以是本地移动锚。在其它布置中，网络控制器 330可以是网络服务器。仍然，可以以任何其它适当的方式来实现网络控制器330，并且本 发明不限于此方面。
还可以在通信网络302中设置一个或多个接入点332、334、336、338、；340、；342。接 入点332-342可以将相应网络节点304-314通信地链接到路由器322、324。例如，接入点 332-342可以包括无线接入点、交换机、路由器等。这样的组件对于本领域技术人员是公知 的。
在操作中，路由器322、324中的每一个可以被分配包括网络标识符348、350和子 网标识符352、354的相应前缀；344、；346。在通信系统300中实现IPv6的布置中，网络标识 符348、350中的每一个的比特长度可以小于相应前缀344、346的比特长度，并且可以包括 可变长度前缀。然而，应当注意到，网络标识符348、350不限于IPv6格式。确实，网络标识 符348、350可以按照通信系统300中实现的(一个或多个)任何其它通信协议被格式化。
路由器322、3M可以通告它们的前缀；344、346用于网络控制器330的检测。然 后，网络控制器330可以生成唯一标识符356、358，唯一标识符356、358可以用于更新前缀 344,346以生成可以分配给相应网络节点304-308、310-314的相应唯一前缀360、362。在 一种布置中，网络控制器330可以更新前缀；344、；346以生成唯一前缀360、362。在另一种 布置中，网络控制器330可以将唯一标识符356、358传送到一个或多个其它网络组件，诸如 接入点332-342，并且这样的网络组件可以更新前缀344、346以生成唯一前缀360、362。这 样的网络组件可以从路由器322、3M接收前缀344、346作为通告，或者可以当在通信网络 302上建立存在时从路由器322、3M接收前缀344、346。
为了生成唯一前缀360、362，可以从前缀；344、346解析出网络标识符；348、350，并 且可以将唯一标识符356、358附加到网络标识符348、350。值得注意地，用于每个连续唯 一前缀360的唯一标识符356将是不同的，而每个唯一前缀360可以共享同一网络标识符 348。类似地，用于每个连续唯一前缀362的唯一标识符358将是不同的，而每个唯一前缀 362可以共享同一网络标识符350。
当网络节点304-314例如按照特定认证协议在通信网络302上建立存在时，与其 通信地链接的接入点332-342可以向网络控制器330传送对可以向网络节点304-314分配 相应唯一前缀360、362或唯一标识符356、358的请求。例如，如果网络控制器330的任务 是生成唯一前缀360、362，则接入点332-342可以请求唯一前缀360、362。然而，如果接入 点332-342的任务是生成唯一前缀360、362，则接入点332-342可以请求唯一标识符356、 358。
例如，每个请求可以包括用于识别网络节点304-314的接口的标识符(在下文 中称为“接口标识符”)，对于该标识符生成请求。接口标识符可以是媒体访问控制(MAC) 地址、哈希或任何其它适当的标识符。在网络节点304-314的认证期间，可以从网络节点 304-314接收接口标识符。作为响应，网络控制器330可以向适当的接入点332-342传送唯 一前缀360、362或唯一标识符；356、；358，接入点332-342可以将唯一前缀360、362分配给网 络节点304-314。
通过示例的方式，假设分配给路由器322的网络标识符；348是5f00 0000 cOOl，并 且分配给路由器324的网络标识符350是5f00:0000:c002。在这样的布置中，可以例如如 表1所示，将唯一前缀360、362分配给网络节点。
表 权利要求
1.一种实现点对点通信的方法，所述方法包括以下步骤识别网络地址的前缀的至少第一部分，所述前缀与通信网络的特定拓扑区域相对应； 通过更新具有所述通信网络中所述拓扑区域内唯一标识符的所述前缀来生成唯一前 缀；以及将所述唯一前缀分配给所述通信网络的节点。
2.如权利要求1所述的方法，其中，更新具有所述唯一标识符的所述前缀的步骤包括 将所述唯一标识符附加到所述前缀的所述第一部分。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括从接入路由器或网关接收所述前缀的所述第一部分。
4.如权利要求1所述的方法，其中，将所述唯一前缀分配给所述通信网络的节点的步 骤包括将所述唯一前缀分配给在所述通信网络上建立存在的通信设备。
5.如权利要求1所述的方法，其中，将所述唯一前缀分配给所述通信网络的节点的步 骤包括向所述网络节点传送所述唯一前缀。
6.如权利要求1所述的方法，其中，将所述唯一前缀分配给所述通信网络的节点的步 骤包括发起所述唯一前缀到所述网络节点的接口标识符的映射。
7.如权利要求6所述的方法，进一步包括向所述通信网络中的至少一个组件传送路 径更新，所述路径更新用信号通知所述组件，以更新其路径分配。
8.如权利要求6所述的方法，进一步包括 监视所述通信网络的所述节点的通信活动；以及响应于检测到所述网络节点的不活动时段或检测到所述网络节点已经退出所述通信 网络，发起对所述唯一前缀到所述网络节点所述接口标识符的所述映射的释放。
9.如权利要求6所述的方法，进一步包括监视由所述通信网络的接入路由器或网关生成的通告；以及响应于确定由所述接入路由器或网关生成的通告已经停止，发起对分配给由所述接入 路由器或网关服务的网络拓扑区域的唯一前缀的所有映射的释放。
10.一种实现点对点通信的通信系统，包括网络实体，所述网络实体识别网络地址的前缀的至少第一部分，所述前缀与通信网络 的特定拓扑区域相对应；通过更新具有所述通信网络的所述拓扑区域内唯一标识符的所述 前缀来生成唯一前缀；以及将所述唯一前缀分配给所述通信网络的节点。
全文摘要
一种用于实现点对点通信的方法(500)和系统(300)。该方法可以包括识别(504)网络地址的前缀(344，346)的至少第一部分(348，350)，该前缀与通信网络(302)的特定拓扑区域(326，328)相对应。该方法进一步可以包括通过更新通信网络的拓扑区域内具有唯一标识符(356，358)的前缀来生成(506)唯一前缀(360，362)；以及将所述唯一前缀分配(508)给通信网络的节点(304-314)。
文档编号H04W80/04GK102037755SQ200980111367
公开日2011年4月27日 申请日期2009年3月16日 优先权日2008年3月28日
发明者保拉·钱德拉, 菲利普·R·罗伯茨, 阿乔伊·K·辛格, 阿南德·S·拜德卡 申请人:摩托罗拉移动公司