CN100407683C - 基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法。该方法是在运营商边缘设备PE设备上配置该PE设备与本端用户侧边缘设备CE间的接口地址为对端CE设备的IPv6地址；并根据PE设备配置的IPv6地址在所述的本端CE设备建立生成邻居发现ND表项；之后，本端CE设备与对端CE设备间基于异种介质PE设备根据所述的ND表项，以及与PE设备配置的IPv6地址进行IPv6报文的交互。本发明实现了针对CE设备中的ND模块不需要做任何修改，便能够完成IPv6邻居发现的功能，而且对PE设备的要求也大大降低。因此，本发明既可以实现基于异种介质的IPv6报文的传递，又不需要增加网络中PE设备的负担。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种实现异种介质互联传递IPv6报文的方法。
背景技术
目前，互联网使用的是Internet(互联网)协议第4版本，即IPv4。随着Internet的不断发展，IPv4地址短缺等问题已经逐渐显现出来。为此，IETF(互联网工程任务组)决定采用新的IP协议-IPv6(互联网协议第6版)来解决现有网络中出现的地址短缺问题。在IPv6网络部署初期，必然存在许多局部的纯IPv6网络，当然，这些IPv6网络不可能独立运营，而必需通过现有的IPv4网络进行互通，以开展更为灵活的网络业务。这样，在IPv4网络逐渐向IPv6网络过渡的过程中，IPv6网络如何通过现有IPV4网络实现互通便成为了IPV6技术发展过程中需要解决的问题之一。
基于上述问题，目前已经出现了一些由IPV4网络到IPV6网络过渡的技术方案可以实现IPV6设备的互通。
其中，一种技术方案为IPv6 over MPLS(基于多协议标签交换路径的IPv6)技术，该技术是利用MPLS(多协议标签交换)建立的LSP(标签交换路径)实现基于MPLS/IPv4网络的IPv6网络孤岛之间的互通。因此，IPv6over MPLS适合于已经开展了MPLS业务，或者计划开展MPLS业务的运营商。所述的IPv6 over MPLS技术可以充分利用已有MPLS网络，使运营商暂时无需将现有核心网络升级为IPv6网络就可以实现对外提供IPv6业务。
IPv6 over MPLS目前主要存在两种实现方式：
一种是采用MPLS L2 VPN(MPLS二层虚拟专用网)技术将IPv6网络互联，MPLS L2 VPN是在MPLS网络上透明传递用户的二层数据，从用户的角度来看，这个MPLS网络就是一个二层的交换网络，可以在不同节点之间建立二层连接；MPLS L2 VPN承载IPv6报文在同种介质互联情况和普通的IPv4的MPLS L2 VPN情况相同，即为建立L2 VPN连接后，由PE设备(业务提供商边缘设备)直接在MPLS网络上透明传输用户的二层报文。MPLS L2 VPN同种介质互联在实际网络中存在很大的局限性，即无法实现异种介质互连情况下的二层链路互通。
另一种是采用BGP/MPLS(BGP，边界网关协议)网络技术，将IPV6网络看成是基于MPLS骨干网络的一个特殊的VPN(虚拟专用网)，直接利用骨干网的BGP/MPLS网络实现IPv6网络岛屿互连；
所述的BGP/MPLS的IPv6实现，也就是通常提及的6PE(ipv6 on theProvider Edge Routers，基于IPv6技术的业务提供端边缘路由器)技术，具体为利用MPLS标签交换路径(即LSP)实现基于MPLS/IPV4网络的IPV6孤岛之间的互通。6PE技术主要依赖于BGP扩展协议实现6PE设备之间带标签的IPV6路由信息的交换。同时为了实现IPV6数据在MPLS网络内部的透明传送，需要在入口PE实现多层次的标签封装，顶层标签利用LDP(标记分发协议)或TDP(标记分发协议)标签(标记)发布协议实现MPLS骨干网内的互联，底层标签在出口PE上实现IPV6的转发，底层标签通过BGP扩展协议实现标签的分发扩散。
BGP/MPLS VPN的IPv6实现，虽然可以解决异种介质互联的问题，但由于在PE设备上需要引入和管理用户侧的路由信息，在路由量不断增加或者路由振荡的情况下大大增加了PE设备和整个SP(运营商)网络的负担，同时无法保证用户路由的可靠性、私有性。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，以实现在不增加PE设备的负担的情况下，可以基于异种介质进行IPv6报文的传递。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，包括：
A、在运营商边缘设备PE上，将该PE设备与本端用户侧边缘设备CE间的接口地址配置为对端CE设备的IPv6地址；
B、根据PE设备配置的IPv6地址在所述的本端CE设备建立生成邻居发现ND表项；
C、本端CE设备与对端CE设备间基于异种介质PE设备根据所述的ND表项，以及与PE设备配置的IPv6地址进行IPv6报文的交互。
所述的步骤A还包括：
在PE设备与本端CE设备间的接口上使能二层虚拟专用网功能。
所述的步骤B包括：
在本端CE设备上静态配置ND表项。
所述的步骤B包括：
在本端CE设备上基于ND机制建立生成ND表项。
所述的步骤B进一步包括：
B1、本端CE设备发出ND请求报文，本端PE设备收到所述ND请求报文后向本端CE设备返回响应报文，所述响应报文中携带着远端CE设备的IPv6地址；
B2、本端CE设备收到所述的响应报文后，建立生成本端CE设备与对端CE设备间的IPv6地址对应关系的ND表项。
所述的步骤B1包括：
本端PE设备收到所述ND请求报文，且本端PE设备接口配置的IPv6地址与本端CE设备的IPv6地址处于同一网段，则将本端PE设备配置的远端CE设备的IPv6地址，及其对应的本端PE设备与本端CE设备间的媒体接入控制MAC地址通过响应报文返回本端CE设备。
所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法还包括：
D、在PE设备中保存与其连接的CE设备的IPv6地址与MAC地址的对应关系。
所述的步骤D包括：
D1、在PE设备中静态配置与其连接的CE设备的IPv6地址与MAC地址的对应关系；
或者，
D2、PE设备通过和与其连接的CE设备间的ND机制动态生成ND表项，ND表项中记录着所述CE设备的IPv6地址与MAC地址的对应关系。
本发明中，当本端CE设备向对端CE设备发送IPv6报文时，所述的步骤C进一步包括：
C1、在本端CE设备将待发送的报文根据所述ND表项封装上远端CE设备的IPv6地址，及本端PE设备的二层MAC地址，并发送；
C2、本端PE设备收到所述报文后去掉二层MAC地址，并基于多协议标签交换MPLS进行封装，发送给远端PE设备；
C3、远端PE设备收到所述报文后进行解MPLS封装处理，获得报文承载的目的IPv6地址；
C4、远端PE设备根据所述的目的IPv6地址确定对应的远端CE设备的MAC地址信息，并将所述报文发送给远端CE设备。
本发明中，当对端CE设备向本端CE设备返回响应IPv6报文时，所述的步骤C进一步包括：
C5、在对端CE设备将响应IPv6报文根据所述ND表项封装上本端CE设备的IPv6地址，及对端PE设备的二层MAC地址，并发送；
C6、对端PE设备收到所述报文后去掉二层MAC地址，并基于多协议标签交换MPLS进行封装，发送给本端PE设备；
C7、本端PE设备收到所述报文后进行解MPLS封装处理，获得报文承载的目的IPv6地址；
C8、本端PE设备根据所述的目的IPv6地址确定对应的本端CE设备的MAC地址信息，并将所述报文发送给本端CE设备。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实现了针对CE设备中的ND模块不需要做任何修改，便能够完成IPv6邻居发现的所有功能，而且对PE设备的要求也大大降低。因此，本发明既可以实现基于异种介质的IPv6报文的传递，又不需要增加网络中PE设备的负担。
附图说明
图1为本发明应用的网络组网结构示意图；
图2为本发明所述的方法的流程图。
具体实施方式
本发明的目的是解决采用基于MPLS L2 VPN承载异种介质的IPv6报文进行转发的问题。为此，本发明是通过为PE与CE相连的接口配置远端CE的IPv6地址，以保证CE设备中的IPv6协议中的ND(Neighbor Discovery，邻居发现)发现机制能够正确执行，这样，便可以在CE设备上保存由本端CE设备到远端(即对端)CE设备的路由信息，从而可以实现了IPv6报文在异种介质间的正常交互。
为保证ND发现功能的实现，本发明在实现过程中要求传递IPv6报文的两CE设备处于相同的IPv6地址网段，如图1所示，CE-A(用户侧边缘设备A)与CE-B(用户侧边缘设备B)必须处于相同的网段。
同时，仍参见图1，CE-A与PE-A(运营商提供的边缘设备A)间可以采用以太网或者VLAN(虚拟局域网)连接，CE-B与PE-B(运营商提供的边缘设备B)间可以采用PPP(点对点协议)或者ATM(异步传输模式)连接。
本发明所述的方法的具体实现方式如图1和图2所示，具体包括：
步骤21：在PE-A设备上配置远端CE-B的IPv6地址，以便于CE-A和PE-A间可以实现ND机制，从而使得CE-A和PE-A上均可以生成相应的ND表项，为CE-A与CE-B间的IPv6报文的互通提供基础；
步骤22：在CE设备中建立本端CE设备到对端CE设备的ND表项；
如图1所示，假设CE-A与PE-A为本端设备，CE-B与PE-B为对端设备或远端设备；
建立相应的ND表项的方法有两种，可以为静态配置，也可以为动态生成；如果采用在CE设备上配置静态ND表项的方式，则对PE设备没有任何要求，如果采用动态生成的方式，则需要CE设备与PE设备间配合从而动态生成相应的ND表项；
在CE设备上动态生成ND表项过程中，对CE设备来说也没有特殊的要求，只要可以正常的发送ND请求报文即可；对PE来说，则需要将PE设备与CE设备直连的接口配置为远端CE的IPv6地址，如图1所示，将CE-A与PE-A间的接口配置为CE-B的IPv6地址；由于本接口同时使能了L2 VPN功能，故配置的IPv6地址不会导致生成网段路由；但是IPv6的ND机制处理可以正常的工作与普通接口配置IPv6地址后的ND处理没有任何区别，即可以处理本端CE-A侧发来的ND请求报文，并向CE-A返回相应的ND响应报文，同时在PE-A设备上产生去往CE-A设备的动态ND表项，在CE-A上生成去往CE-B的ND表项；
在CE-A上动态生成ND表项的具体处理过程如下：
CE-A发出ND请求报文，PE-A收到该ND请求报文后，由于和该CE直连的接口使能了L2 VPN的异种介质互联，对ND报文并不透传到远端的CE-B而是上送本机的ND模块；
在PE-A的ND模块上，由于该接口配置了远端CE-B的IPv6地址，并且同CE-A为同一个网段，所以可以正确处理这个ND报文，给出相应的应答报文；如图1所示，应答的内容包括IPv6地址2000::2/64对应的MAC地址，该MAC地址为PE-A与CE-A直连接口的MAC地址；
CE-A收到应答的ND响应报文，生成去往地址2000::2/64的动态ND表项。
所述的CE-B和PE-B之间的ND发现机制的实现过程与CE-A与PE-A间的ND发现机制相同，且需要保证IPv6报文在本端PE-B终结即可。
步骤23：在PE-A到CE-A的打二层封装时需要知道CE-A的MAC地址信息，因此，需要在PE-A上配置有与PE-A连接的CE-A的IPv6地址与MAC地址对应关系信息；
所述的对应关系信息可以为静态配置，也可以基于ND机制动态生成ND表项，在ND表项中记录该对应关系信息；
所述的静态配置过程包括：启用L2 VPN异种介质互连的接口，静态配置直连的CE-A的接口的MAC地址，所有PE-A到CE-A的IPv6报文的打封装均采用此MAC地址；
当采用基于ND机制动态生成ND表项的方法记录对应关系信息时，具体的处理过程包括：
在PE-A与CE-A的直连接口上静态指定CE-A接口的IPv6地址；此IPv6地址作为PE往CE的下一跳地址；
当远端CE-B经由MPLS网络(PE-B和PE-A)传送来的IPv6报文发现是去往CE-A，首先根据接口上的下一跳和出接口来查找ND表，如果找到对应的表项，则获取相应的MAC地址将所述IPv6报文打二层封装发往CE-A；如果没有找到对应的表项，则上报ND MISS(ND错过)消息，以启动ND发现功能，发送ND请求报文，ND请求报文的内容为下一跳IPv6地址(即接口静态指定的直连CE的IPv6地址)；
ND请求报文发给CE-A，CE-A给出ND应答，应答的内容为CE-A的IPv6地址所对应的MAC地址；
应答报文到达PE-A，PE-A不透传该ND报文而是上送给本机的ND模块，使PE-A学到去往CE-A的动态ND，此时在PE-A上建立生成了CE-A的ND表项。
在CE设备和PE设备上分别建立了相应的ND表项后，CE设备之间便可以基于所述的ND表项基于异种介质进行IPv6报文的交互。参见图1和图2所示，以由CE-A向CE-B发送报文为例，具体的IPv6报文的传递处理过程如下：
步骤24：在CE-A将待发送的报文根据所述ND表项封装上CE-B的IPv6地址，及PE-A的二层MAC地址，并发送给PE-A；
步骤25：PE-A收到所述报文后去掉报文中的二层MAC地址，并基于多协议标签交换MPLS进行封装，然后发送给PE-B，即在PE-A和PE-B间不再基于MAC地址进行报文的传送，而是基于MPLS协议进行报文的传递，也正是因为这个原因，所述的CE设备与PE设备才称为异种介质；
步骤26：远端的PE-B收到所述IPv6报文后进行解MPLS封装处理，获得报文承载的目的IPv6地址，即CE-B的IPv6地址；
步骤27：PE-B根据所述的目的IPv6地址确定对应的CE-B的MAC地址信息，并将所述报文根据确定的CE-B的MAC地址信息发送给CE-B。
上述步骤24到步骤27给出了图1中由CE-A向CE-B发送IPv6报文的整个处理过程，对于由CE-B向CE-A发送IPv6报文(如返回响应报文等)的处理过程与上述处理过程基本相同；即当由CE-B向CE-A发送IPv6报文时，仍需要CE-B和PE-B上设置保存相应的ND表项，设置的过程如前面所述的步骤21到步骤23类似，相应的ND表项建立完成后，相应的报文的发送过程，可以看作是步骤24至步骤27所述处理过程的逆过程。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，包括：
A、在运营商边缘设备PE上，将该PE设备与本端用户侧边缘设备CE间的接口地址配置为对端CE设备的IPv6地址；
B、根据PE设备配置的IPv6地址在所述的本端CE设备建立生成邻居发现ND表项；
C、本端CE设备与对端CE设备间基于异种介质PE设备根据所述的ND表项，以及与PE设备配置的IPv6地址进行IPv6报文的交互。
2.根据权利要求1所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，所述的步骤A还包括：
在PE设备与本端CE设备间的接口上使能二层虚拟专用网功能。
3.根据权利要求1或2所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，所述的步骤B包括：
在本端CE设备上静态配置ND表项。
4.根据权利要求1所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，所述的步骤B包括：
在本端CE设备上基于ND机制建立生成ND表项。
5.根据权利要求1、2或4所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，所述的步骤B进一步包括：
B1、本端CE设备发出ND请求报文，本端PE设备收到所述ND请求报文后向本端CE设备返回响应报文，所述响应报文中携带着远端CE设备的IPv6地址；
B2、本端CE设备收到所述的响应报文后，建立生成本端CE设备与对端CE设备间的IPv6地址对应关系的ND表项。
6.根据权利要求5所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，所述的步骤B1包括：
本端PE设备收到所述ND请求报文，且本端PE设备接口配置的IPv6地址与本端CE设备的IPv6地址处于同一网段，则将本端PE设备配置的远端CE设备的IPv6地址，及其对应的本端PE设备与本端CE设备间的媒体接入控制MAC地址通过响应报文返回本端CE设备。
7.根据权利要求1、2或4所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，该方法还包括：
D、在PE设备中保存与其连接的CE设备的IPv6地址与MAC地址的对应关系。
8.根据权利要求7所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，所述的步骤D包括：
D1、在PE设备中静态配置与其连接的CE设备的IPv6地址与MAC地址的对应关系；
或者，
D2、PE设备通过和与其连接的CE设备间的ND机制动态生成ND表项，ND表项中记录着所述CE设备的IPv6地址与MAC地址的对应关系。
9.根据权利要求7所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，当本端CE设备向对端CE设备发送IPv6报文时，所述的步骤C进一步包括：
C1、在本端CE设备将待发送的报文根据所述ND表项封装上远端CE设备的IPv6地址，及本端PE设备的二层MAC地址，并发送；
C2、本端PE设备收到所述报文后去掉二层MAC地址，并基于多协议标签交换MPLS进行封装，发送给远端PE设备；
C3、远端PE设备收到所述报文后进行解MPLS封装处理，获得报文承载的目的IPv6地址；
C4、远端PE设备根据所述的目的IPv6地址确定对应的远端CE设备的MAC地址信息，并将所述报文发送给远端CE设备。
10.根据权利要求7所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，当对端CE设备向本端CE设备返回响应IPv6报文时，所述的步骤C进一步包括：
C5、在对端CE设备将响应IPv6报文根据所述ND表项封装上本端CE设备的IPv6地址，及对端PE设备的二层MAC地址，并发送；
C6、对端PE设备收到所述报文后去掉二层MAC地址，并基于多协议标签交换MPLS进行封装，发送给本端PE设备；
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20080730 |