CN100433674C - 因特网协议和设置主机地址并选择源地址的方法 - Google Patents

因特网协议和设置主机地址并选择源地址的方法 Download PDF

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Abstract

一种在基于通信系统的因特网协议中设置主机地址的方法，包括步骤：允许主机创建比网络前缀短的标签，标签代表网络前缀；允许路由器把替代网络前缀的标签并入RA(路由器通告)消息中并且把RA消息发送到主机；允许主机接收RA消息以读标签和确定所读标签是否与在主机的前缀信息表中的标签匹配；如果所读标签与在前缀信息表中的标签匹配，允许主机选择和激活对应于前缀信息表的标签的接口标识符并且获取对应于所激活的接口标识符的全局IPv6(因特网地址，版本6)地址作为主机地址。

Description

因特网协议和设置主机地址并选择源地址的方法
技术领域
本发明涉及一种通信系统，更明确地说是基于通信系统的IPv6(互联网协议，版本6)和当基于IPv6的主机(节点)在主机网络之间移动时设置地址和有效地选择源地址的方法。
背景技术
在请求注解(RFC)2460(废弃：1883)标准中，IPv6(互联网协议，版本6)支持自身的移动性。在IPv6规范中，通过ND(相邻发现)、AAC(地址自动配置)和DAD(复制地址检测)机制能够直接地创建全局地址。换句话说，IPV6容纳与本地网相关联的移动互联网协议、HA(本地代理)、CoA(地址维护)等概念。所有的主机应该支持AAC和ND机制。以下描述这些机制的轮廓。
ND机制
ND机制指向IPv4(互联网协议，版本4)中的ARP(地址解析协议)，它是识别网络拓扑变化和测量链路状态的协议。ND机制保留链接到正被激活的相邻节点的路径上的可到达信息和识别周围的路由器和前缀信息。存在5种ND相关消息，包括用于识别是否存在附属于与路由器链接相同的链接的另一个路由器、用于执行与IPv4中的ARP相同功能的NS(相邻请求)消息、NA(相邻通告)消息、在路由器认定更好的路径的情况下使用的改变方向消息。路由器通过RA消息把它自己的前缀信息传递到它周围的主机。
AAC机制
AAC机制自动创建可路由的地址并自动由IPv6中的即插即用功能设定默认路由器，IPv6不需要给主机分配地址。AAC机制是使用以上描述的ND机制的可选机制。由于它通过识别前缀、默认路由器和地址副本配置和管理网络，AAC机制能够提供许多优点。
如图1所示配置IPv6地址。参考图1，IPv6地址由128位中n位的网络前缀和具有(128-n)位的接口标识符组成。
图2是说明地址自动配置工程的视图。现在参照图2在下面描述创建全局IPv6地址的过程。首先，使用128位中48位的MAC(媒体访问控制)地址配置全局IPv6地址中较低的64位。在因特网上的IPv6中，接口标识符表示基于接口标识符的EUI-64。更明确的是，通过在48位的MAC“00:90:27:17:fc:0f”地址的中间加上2字节的“ff:fe”和设置来自位于最高字节“00”到“1”中的高位的第7比特b1获得全局IPv6地址中较低的64位接口标识符“02:90:27:ff:fe:17:fc:0f”。来自位于最高字节“00”中的高位的第7比特b1表示用于指示唯一地址的U/L(全体/局部)位。以上描述的较低的64位接口标识符“02:90:27:ff:fe:17:fc:0f”与图3所示的接口标识符和图1所示用于IPv6地址的接口标识符相同。
现在参考图4，AAC机制的例子描述如下。在图4中，主机40的因特网标识符是“250:daff:fe93:af5e”，从路由器42接收到的并由ND的RA消息携带的网络前缀是“3ffe:2e01:2:1::/48”。换句话说，主机40通过AAC机制配置它自己的IPv6地址，配置的IPv6地址是“3ffe:2e01:2:1:250:daff:fe93:af5e”。
如图5所示，当基于IPv6的主机50从包括路由器A 52的网络A 54向包括路由器B 58的网络B 56移动时，它使用ND机制识别链路的运行状态和接收来自包含于网络B 56中的路由器B58的RA消息。这里，网络可以是能由一个路由器管理的小规模的子网或者大规模的子网。换句话说，网络意味着一个路由器能够通告网络前缀的范围。此外，主机50通过网络前缀信息和AAC机制配置它自己的IPv6地址。此时，主机50能够在接收到RA消息之前把RS消息发送到路由器B 58。
如上所述，为了配置全局IPv6地址，基于IPv6的主机在从一个网络移动到另一个网络之后，立即等待一个预定的时间间隔以获取RA消息。如果，基于IPv6的主机在时间间隔后未能收到RA消息，它发送RS消息并接收RA消息。此后，基于IPv6的主机使用AAC机制配置它自己的地址。
然而，基于IPv6的主机按常规需要各种机制和大量的时间来配置地址。在考虑移动IPv6时，主机引起由于地址配置产生的开销。此外，当基于IPv6的主机按常规选择源地址时存在着问题，即，作为IPv6的特点，当为接口设置几个IPv6地址时，由于基于IPv6的主机在识别哪个地址应该被选作源地址上有困难，这样会发生重大的问题。
发明内容
因此，考虑到以上的问题已开发了本发明，本发明的目的是提出基于通信系统的IPv6(互联网协议，版本6)和当基于IPv6的主机在主机网络之间移动时设置地址和有效地选择源地址的方法。
本发明的另一目的是提出通过最小化配置全局IPv6地址所需要的时间能够减小地址设置的开销的地址选择方法。
本发明的另一目的是提出在为虚拟接口设置几个地址之后，用于只激活优化的接口的地址选择方法。
本发明还有一个目的是提供减小由于在网络上周期性的包传输产生的开销的方法。
依照本发明的一个方面，提出了一种在基于因特网协议的通信系统中设置主机地址的方法，包含步骤：
a)路由器创建比网络前缀短的标签，该标签表示网络前缀；
b)路由器把RA路由器通告消息发送到主机，该消息中并入替代网络的标签；
c)收到RA消息的主机读标签以确定所读标签是否与主机前缀信息表中的标签匹配；
d)如果所读标签与前缀信息表中的标签匹配，主机激活对应于前缀信息表的标签的接口标识符；
e)如果不存在与前缀信息表中的标签匹配的标签，则从所述路由器中请求网络前缀并从路由器中接收所述网络前缀以创建其自身地址；
f)如果不存在匹配的标签，通过地址自动配置机制由RA消息的扩展头的分析配置全局IPv6地址以读取网络前缀信息；和
g)新注册与在前缀信息表中的已配置的全局IPv6地址相关联的记录。
根据本发明的另一方面，还提出了一种包括路由器和主机的基于因特网协议的通信系统，包括：
多个路由器，用于创建比网络前缀更短的标签，所述标签代表网络前缀，以及通告所创建的标签之一和对应网络的网络前缀；和
主机，在接收到来自网络的各个路由器的网络前缀时，创建每一个均对应于网络前缀的接口标识符ID，设置与所创建的接口ID相对应的全局IPv6地址，从而将所设置的全局IPv6地址存储在前缀信息表中，并且在接收到来自路由器的标签的情况下，选择并激活与前缀信息表中的标签相匹配的标签相对应的接口ID，且注册与所激活的接口ID相对应的全局IPv6。
附图说明
根据结合附图的以下详细描述可以较清楚地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点，其中：
图1是显示IPv6地址配置的视图；
图2是说明地址自动配置过程的视图；
图3是显示较低的64位全局IPv6地址配置的视图；
图4是显示基于IPv6的地址自动配置过程的典型视图；
图5是说明基于IPv6的全局地址获取的视图；
图6是说明本发明实施例的用于有效路由的多穴主机的概念的视图；
图7是说明本发明实施例的把主机附近的区域指定为虚拟小区(VC)以定义多穴功能的应用范围的过程的视图；
图8是说明当主机H的移动超出位于它自己周围的虚拟小区的边界的情况的视图；
图9是显示对应于虚拟小区的主机H中创建的6个虚拟接口L1到L6的视图；
图10是显示设置到为应于主机的6个虚拟接口的6个全局地址的典型视图；
图11是显示本发明实施例的由主机创建和管理的前缀信息表的格式的视图；
图12是说明图11所示的前缀信息表的字段的视图；
图13是显示主机创建和管理的前缀信息表的典型视图；
图14是显示本发明实施例的主机中的全局IPv6地址配置的控制流程图；
图15是显示本发明实施例的主机和路由器之间的通信协议的视图；
图16是显示本发明实施例的全局IPv6地址的配置的控制流程图；和
图17是显示与RA消息相关联的IPv6包的格式的视图。
具体实施方式
现在，参照附图详细描述本发明的优选实施例。在以下的描述中，当不要求阐明本发明的主题时，忽略包含在内的已知功能和配置的详细描述。
本发明实施例的装置包括基于IPv6的主机和用于支持IPv6和通告用于配置全局IPv6地址的网络前缀的路由器。依照本发明的这个实施例，作为多穴主机来实现的已修改的IPv6堆栈安装在主机中，该多穴主机能够创建虚拟接口和为虚拟接口设置地址。
如上所述，本发明的实施例采用了多穴主机的概念。多穴主机表示具有多于一个的网络前缀的任意主机。换句话说，多穴主机表示使用虚拟接口与几个网络连接，然后选择合适(虚拟)接口的主机。这基于各种因特网服务提供商(ISP)在将来能够分配足够的IPv6地址的假定。要注意接口是虚拟接口而不是与网络连接的节点的物理接口。
图6是说明本发明实施例的用于有效路由的多穴主机的概念的视图。在该实施例中，多穴主机能够选择若干虚拟接口之一以用于更有效的路由。例如，图6中显示的与网络60和62连接的主机64从网络中接收到网络前缀“2001:c00”和“2001:d00”，创建两个虚拟接口，并把指向对应于虚拟接口的网络60和62的地址设置为“2001:c00::1234”和“2001:d00:1234”。此外，主机64比较对应于目的地址的前缀和对应于虚接口的前缀。然后，主机64选择对应于具有最长匹配的前缀的接口地址作为基本地址。在该实施例中，主机采用已修改的IPv6堆栈，通过该堆栈实现多穴功能。
图7是说明本发明实施例的把主机附近的区域指定为虚拟小区(VC)以定义多穴功能的应用范围的过程的视图；在该实例中，通过把主机H附近的区域指定为如图7所示的几个虚拟小区VC1到VC6定义多穴功能的应用范围。在各个虚拟小区VC1到VC6中存在路由器R1到R6，这些路由器能够对应于小区区域分别发送和管理网络信息。换句话说，一个网络对应于在各个虚拟小区VC1到VC6中的一个网络前缀。主机H通过为各个虚拟小区VC1到VC6标注网络前缀配置表格。无论何时当主机H从一个小区移动到另一个小区时，它接收来自安放于另一小区的路由器的RA消息。
现在参考图8，当主机的移动超出位于它自己周围的虚拟小区的边界时，例如，当主机在小区位置1→2→3→4→5之间移动时，主机分别接收来自安放在虚拟小区VC2、VC3、VC4和VC1中的路由器的包含网络前缀的RA消息。然而，主机移动到小区位置4和5的情况表示主机重新访问它先前已访问过的虚拟小区VC1的情况。因此，在该情况中，如果主机保留由对应于它自己的周围小区的网络前缀配置的全局IPv6地址信息，主机不必重新配置全局IPv6地址。在该实施例中，主机对应于不同的网络前缀，把全局IPv6地址设置为下面参考图9所述的几个虚拟接口L1、L2、L3、L4、L5和L6。此后，主机只选择具有相对于先前已访问过网络的小区VC1的对应的IPv6地址的接口。
参考图9描述为主机设置的6个虚拟接口。主机把虚拟接口L1到L6分配给虚拟小区VC1到VC6。此时，主机收到来自属于虚拟小区VC1到VC6的各个路由器的6个网络前缀。此后，主机使用AAC(地址自动配置)机制配置对应于各个网络前缀的6个全局IPv6地址，并把它们设置为各个虚拟接口L1到L6。换句话说，如果对应于主机的低64位是“02:90:27:ff:fe:17:fc:0f”，为对应于主机的虚拟接口L1到L6设置的全局IPv6地址如图10所示。
图10是显示对应于主机为6个虚拟接口设置的6个全局地址的典型视图。
现在参考图10，具有网络前缀“3ffe:2e01:2:1::/64”虚拟接口L1对应于全局IPv6地址“3ffe:2e01:2:1:02:90:27:ff:fe:17:fc:0f”。具有网络前缀“3ffe:2e01:2:2::/64”虚拟接口L2对应于全局IPv6地址“3ffe:2e01:2:2:02:90:27:ff:fe:17:fc:0f”。具有网络前缀“3ffe:2e01:2:3::/64”虚拟接口L3对应于全局IPv6地址“3ffe:2e01:2:3:02:90:27:ff:fe:17:fc:0f”。具有网络前缀“3ffe:2e01:2:4::/64”虚拟接口L4对应于全局IPv6地址“3ffe:2e01:2:4:02:90:27:ff:fe:17:fc:0f”。具有网络前缀“3ffe:2e01:2:5::/64”虚拟接口L5对应于全局IPv6地址“3ffe:2e01:2:5:02:90:27:ff:fe:17:fc:0f”。具有网络前缀“3ffe:2e01:2:6::/64”虚拟接口L6对应于全局IPv6地址“3ffe:2e01:2:6:02:90:27:ff:fe:17:fc:0f”。
本发明采用提供多穴主机的已修改的IPv6堆栈以有效地选择源地址和采用标签以有效地处理由于128位地址长度产生的扩展包头。此外，为了减小由于包含64位网络的RA消息的周期性传输产生的网络负载，定义新的选项和当主机请求到路由器的RS消息时路由器只通告网络前缀。在其它情况下，路由器通过携带表示在RA消息内的网络前缀的短标签并且把包含标签的RA消息发送给主机来减小包的尺寸，条件是主机已经知道了网络前缀信息。在本发明的实施例中，标签在IPv6的包头中定义并采用20位的流标签字段。
为了适应以上描述的本发明的特征，主机创建和管理如图11所示的前缀信息表。标签(router_label)、接口标识符(interface_id)和生命周期信息存储在图11中所图解的前缀信息表中。从路由器接收标签(router_label)。标识符(interface_id)具有由对应标签的网络前缀配置的全局IPv6地址。生命周期信息指示标签的生命周期。在前缀信息表中定义的标识符(interface_id)指示对应于由IPv6主机(节点)而非物理接口配置的全局IPv6地址的输出链路。在路由器使用新创建的随机数定义标签以后，它把该标签并入到IPv6包的流标签字段，并把标签发送到与路由器网络连接的主机。
如果主机收到来自路由器的RA消息，它执行如图14所示的控制操作。图14显示本发明实施例的主机中的全局IPv6地址配置的控制流程。
参考图14，如果主机在图14的步骤100接收到来自路由器的RA消息，它在步骤102分析包含RA消息的IPv6包的基本头。主机在步骤104通过读包含于基本头中的流标签段获取标签。此后，主机在图14的步骤106确定在包含于主机中的前缀信息表中是否存在与已获取标签匹配的标签。如果在主机的前缀信息表中存在与已获取标签匹配的标签，主机进行图14的步骤108。主机选择和激活对应于前缀信息表中的匹配标签的接口标识符。然后，主机获取对应于已激活的接口标识符的全局IPv6地址作为源地址，该源地址是它自己的全局IPv6地址。在这个情况下，主机通过只读包含在包中的头信息和忽略RA消息能够提高包处理的效率。
如果在图14的步骤106，在主机的前缀信息表中不存在与已获取标签匹配的标签，主机进行图14的步骤112。主机通过读包含在包中的RA选项获取网络前缀信息。此后，主机进行图14的步骤114。主机使用AAC机制配置它自己的全局IPv6地址，通过该机制存在的移动IPv6配置全局IPv6地址。最后，在图14的步骤116，主机创建与新的全局IPv6地址相关联的记录并在主机的前缀信息表中插入(注册)已创建的记录。
图17是显示与结合图14描述的RA消息包相关联的IPv6包的格式的典型视图。如图17所示，RA消息使用类型“134”的ICMP(互联网控制消息协议)消息。换句话说，ICMP消息中的类型“134”的ICMP消息具有IPv6包中的类型“58”的下一个包头，该消息指示RA消息。在RA消息的选项之中，于“前缀消息选项(选项3)”中插入网络前缀信息并发送该信息。
依照本发明的实施例，以下详细描述标签创建、加标签、标签传送和前缀信息表。
1.标签创建和加标签
在采用标签转换策略如MPLS(多协议标签转换)方面，为了创建和管理未复制的标签而保留的信息量增加。在预先识别所有路径情况之后，标签转换策略采用硬件包传输策略，因为应该为要被使用的标签在整个网络上保留相同的信息。在本发明的实施例中，在只使用存在的IPv6而不使用额外设备和额外协议的软件中创建和管理标签。特别地，为了增加本发明实施例中的标签创建和管理的效率，路由器使用随机数生成器创建标签。IPv6具有流标签创建。然而，流标签创建功能通过详细的处理创建流标签。因此，在IPv6中的流标签创建功能不适合实现本发明用于最小化开销的目的。此外，其中标签的长度较短，标签复制的概率较高。在本发明的实施例中，优先采用10位长度的标签。
2.标签发送
标签由路由器插入IPv6头的流标签字段中并且传送到主机。流标签字段定义为用于QoS(服务质量)的20位。流标签字段是实验的字段，目前没有使用。目前正在研究使用流标签字段的方法。在发明的实施例中，使用具有占用空间的已定义的流标签字段。因此，不必为包含标签的包定义额外的格式和不必在存在的头格式中定义包含标签的额外选项信息。
3.前缀信息表的配置
在图11中显示存储在主机中的前缀信息表。前缀信息表由具有从路由器接收到的标签(router_label)的标签字段、具有由网络前缀(前缀或者router_profix)和接收信息组成的全局IPv6地址的接口标识符字段，和存储对应信息的生命周期的生命周期字段组成。
现在参考图12和13描述在前缀信息表中每个字段的创建和管理。由主机把前缀信息表的生命周期字段的值初始化为包含在RA消息中的路由器生命周期。此外，从前缀信息表中删除对应于为0的生命周期字段值的记录。此情况意味着对于预定的时间周期网络的重新访问的概率低。网络的重新访问的概率低的原因是因为如果用于先前已访问网络的记录存在于前缀信息表中并且在预定的时间周期内重新访问网络，生命周期字段值更新为包含在最近接收到的RA消息中的路由器生命周期值。此后，当主机搜索前缀信息表时，长的生命周期记录具有高优先级。因此，主机按照优先级搜索前缀信息表以检查标签匹配。
现在，参照图9详细描述前缀信息表的创建和管理。主机接收包含于来自它周围的6个路由器的RA消息中的路由器标签、接口标识符和生命周期信息。例如，图13显示了存储在前缀信息表中的路由器标签、接口标识符和生命周期信息。预定的记录的最大数量限制了本发明实施例的记录数量以至于不会因前缀信息表的尺寸的无限制地增加而产生搜索开销。此外，当搜索前缀信息表时，可能使用硬件实现高速搜索。需要硬件支持前缀信息表的高速搜索的原因如下。当由软件实现时，由于对开销的考虑限制了在前缀信息表中许多记录的管理和搜索。换句话说，因为当由软件搜索前缀信息表时能够引发系统资源的浪费，在本发明的实例中由高速内存支持前缀信息表的高速搜索。由硬件对前缀信息表的高速搜索所能够容纳的记录的最大数量依赖于实现硬件。
依照本发明的实施例，现在描述记录的创建和删除和在主机中已实现的前缀信息表中的生命周期字段的值的获取。
记录的创建和删除
主机读取从路由器接收到的包的标签并确定在主机的前缀信息表内是否存在与接收到的标签匹配的标签(router_label)。
创建：如果在主机的前缀信息表中不存在与接收到的标签匹配的标签(router_label)，主机创建对应于接收到的标签的记录并且把已创建的记录插入到前缀信息表中。
删除：主机在以下描述的两种情况下删除来自前缀信息表的记录。一种情况是当生命周期字段值为“0”时。另一种情况是当记录的数量已经达到记录的最大数量并且主机那时尝试插入新的记录。在这两种情况下，主机删除对应于最低生命周期值的记录。
记录的生命周期的获取
包含于IPv6路由器RA消息中的路由器生命周期以秒为单位表示。能够指定的路由周期的最大值为18.2小时。路由器生命周期“0”表示对应的网络前缀不再有效。主机通过拷贝在前缀信息表的生命周期字段中的路由器RA消息的路由器生命周期值获取生命周期值。
4.全局IPv6地址设置
在上面已经参考图14描述了全局IPv6地址设置过程。除此以外，全局IPv6地址的设置过程现在描述如下。在本发明的实施例中，主机需要完成以下描述的3个步骤以设置IPv6地址。第一步，主机获取来自由路由器发送的RA消息的标签。第二步，主机搜索它的前缀信息表的“router_label”字段，如果在“router_label”字段中存在与已获取标签匹配的标签，返回对应记录的“interface_id”字段值。第三步，主机激活对应于已返回的“interface_id”字段值的接口。现在，在下面详细地描述这些步骤。
前缀信息表搜索
由主机进行的前缀信息表搜索通过识别从路由器接收到的标签是否与在前缀信息表中的“router-label”字段的标签匹配来简单实现。如果在前缀信息表中不存在与接收到的标签匹配的标签，主机从RA消息中读取前缀信息并且以存在的方式配置新的全局IPv6地址。在配置新的全局IPv6地址之后，主机为节点接口设置该地址并且把新的地址信息加到前缀信息表中。
接口选择
在把来自前缀信息表搜索的接口标识符与当前为主机设置的接口标识符比较之后，如果存在匹配的接口标识符，主机选择对应的接口。
接口激活
在选择对应的接口之后，主机激活对应的接口并且使其它接口无效。
5.已修改的RA和RS消息
在目前的IPv6中，路由器周期性地把RA消息发送到它自己的网络。主机等待直到接收到RA消息并能够第一次发送RS消息。因为扩展头增加了IPv6包的尺寸和RA消息包括64位的网络前缀选项数据，它可能增加网络负载。因此，在本发明的实施例中，把标签选项信息的一位加到RA和RS消息中。当RS消息的标签选项位为“1”时，路由器只发送标签。此外，当RS消息的标签选项位指示“0”时，路由器自己发送网络前缀。换句话说，在主机把RS消息的标签选择位设置为“1”并把它发送到路由器的地方，路由器把标签选择位设置为“1”并且通告只具有标签而非网络前缀的包何时发送RA消息。此外，在主机把RS消息的标签选择位设置为“0”并把它发送到路由器的地方，路由器把标签选择位设置为“0”并且通告具有网络前缀的包何时发送RA消息。这样，减小了对应于周期性发送的RA消息的包的尺寸。
图15是显示本发明另一实施例的主机和路由器之间的已修改的通信协议的视图，该实施例只涉及对RA和RS消息的修改。
图16是显示本发明实施例的全局IPv6地址的配置的控制流程图；和首先，讨论图15的通信协议。
在图15的步骤200，路由器周期性地把包含网络前缀和标签选项位“0”的RA消息发送到与路由器网络连接的主机。此时，如果假定主机长时间驻留在对应的网络上，主机不必从RA消息中接收已经被使用的网络前缀信息。因此，在图15的步骤202，主机通过把标签选项位设置为“1”并发送RS消息请求只包含标签而不包含网络前缀信息的RA消息。在图15的步骤204，响应该请求，路由器周期性地把包含标签选项位“1”而非网络前缀信息的RA消息发送到主机。图15的步骤206对应于主机所属网络的前缀信息已经被删除或者主机第一次访问网络的情况。此外，以上的步骤206对应于主机在驻留在另一个网络上之后重新访问网络和同时已经从前缀信息表中删除与生命周期“0”相关联的记录的情况。此时，因为主机需要主机所属网络的前缀信息，它通过发送包含标签选择位“0”的RS消息请求来自路由器的包含网络前缀信息的RA消息。结果，路由器把包含网络前缀信息的RA消息和标签选择位“0”发送到主机。
接下来，参考图16，从主机的观点描述结合图15已描述的由主机执行的全局IPv6地址配置。
路由器把标签选项位设置为“1”并周期性地把RA消息发送到它自己的网络。此时，RA消息包含在流标签字段中的标签并且在扩展头中不包含网络前缀信息。因此，如果在图16的步骤300中主机接收到包含标签选项位“1”的RA消息，它首先在图16的步骤302中分析包含RA消息的IPv6包的基本头。主机在步骤304通过读流标签字段和包含在基本头中的标签选项位获取标签。此后，主机在图16的步骤306确定已获取的标签是否存在于主机的前缀信息表中。如果已获取的标签存在于主机的前缀信息表中，主机进行图16的步骤308。主机在步骤308选择和激活对应于已获取标签的接口标识符。主机在图16的步骤310获取对应于接口标识符的全局IPv6地址作为等于主机的全局IPv6地址的源地址。在该情况下，主机只读IPv6包的基本头并忽略RA消息的下一个头，从而提高了包处理的效率。
在图16的步骤306，如果所获取的标签不存在于包含在主机中的前缀信息表中，主机进入图16的步骤312。为了请求包含网络前缀信息的RA消息，主机向路由器发送RS消息。此时，标签选项位设置为“0”。在图16的步骤314主机响应RS消息接收RA消息。接收到的RA消息包括设置为“0”的标签选项位和所请求的网络前缀信息。此后，主机进行图16的步骤318。主机使用AAC机制配置它自己的全局IPv6地址，存在的移动IPv6使用该机制配置全局IPv6地址。最后，在图16的步骤320，主机创建与新的全局IPv6地址相关联的记录并且把所创建的记录插入(注册)到前缀信息表中。
应当认识到已提出的修改了的RA和RS消息能够可替换地应用于本发明的实施例。在本发明的实施例中，其意图为已提出的修改了的RA和RS消息减少在网络上周期性地传送的包的数量。换句话说，如果假定主机总是依据相似的方式在相邻的网络上移动，主机能够只使用RA消息的标签获取全局IPv6地址，因为重新访问先前已访问的网络的概率较高。因此，周期性发送的RA消息只包含标签并略去扩展头的前缀信息，从而极大地减小了包的尺寸。只有当第一次访问网络时，主机首次把标签选项位指定为“0”以请求网络前缀和把RS消息发送到路由器，从而获取网络前缀。
以下为本发明的效果。因为支持移动性而按常规不考虑主机的移动性，会存在主机或者网络开销增加的问题。据此，当主机一旦访问网络时它在表中存储网络信息并且当它重新访问网络时从表中获取需要的信息，以至于在本发明中能够最大地支持主机的移动性。换句话说，在本发明中引入多穴主机的概念能够使设置全局IPv6地址所需的时间最少。此外，在本发明中额外引入的标签概念能够防止额外的包的创建。当收到包时，只读标签并且忽略扩展头的RA选项部分，从而提高包处理的效率。在通过别名按常规为一个物理接口分配几个全局IPv6地址的情况下，存在当不同的主机相互通信时源地址选择混淆的问题。据此，激活单一的接口，为该接口设置由网络前缀组成的地址，从而解决了与本发明的源地址选择相关的问题。因此，由于主机地址设置和源地址选择产生的开销能够被最小化，同时本发明的RA和RS消息的新选项能够使网络负载最小。
虽然出于说明的目的已经揭示了本发明的优选实施例，本领域的技术人员应该认识到在不偏离本发明范围的情况下，可以进行各种修改、增加和替换。因此本发明不限于以上描述的实例，但是本发明由所附的权利要求和它们的等效物定义。

Claims (7)

1.一种在基于因特网协议的通信系统中设置主机地址的方法，包含步骤：
a)路由器创建比网络前缀短的标签，该标签表示网络前缀；
b)路由器把RA路由器通告消息发送到主机，该消息中并入替代网络的标签；
c)收到RA消息的主机读标签以确定所读标签是否与主机前缀信息表中的标签匹配；
d)如果所读标签与前缀信息表中的标签匹配，主机激活对应于前缀信息表的标签的接口标识符；
e)如果不存在与前缀信息表中的标签匹配的标签，则从所述路由器中请求网络前缀并从路由器中接收所述网络前缀以创建其自身地址；
f)如果不存在匹配的标签，通过地址自动配置机制由RA消息的扩展头的分析配置全局IPv6地址以读取网络前缀信息；和
g)新注册与在前缀信息表中的已配置的全局IPv6地址相关联的记录。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于使用随机数生成器由路由器创建标签。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于标签在IPv6包头中定义但包含于未使用的20位流标签字段中。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于标签是10位长度的。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于前缀信息表包括从路由器接收到的标签、设置为由相应标签的网络前缀组成的全局IPv6地址的接口标识符和指示标签的生命周期的生命周期信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在权利要求1所述的步骤(a)之前，还包括步骤：
路由器周期性地向通过网络连接到路由器的主机发送包含网络前缀信息的RA路由器通告消息；
所述主机向路由器发送用于请求其传送仅包含标签而不包含网络前缀信息的RA消息的请求。
7.一种包括路由器和主机的基于因特网协议的通信系统，包括：
多个路由器，用于创建比网络前缀更短的标签，所述标签代表网络前缀，以及通告所创建的标签之一和对应网络的网络前缀；和
主机，在接收到来自网络的各个路由器的网络前缀时，创建每一个均对应于网络前缀的接口标识符ID，设置与所创建的接口ID相对应的全局IPv6地址，从而将所设置的全局IPv6地址存储在前缀信息表中，并且在接收到来自路由器的标签的情况下，选择并激活与前缀信息表中的标签相匹配的标签相对应的接口ID，且注册与所激活的接口ID相对应的全局IPv6。
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