CN101449529A - 将dhcpv6和aaa用于移动台前缀委派和增强的邻居发现 - Google Patents

Abstract

一种网络组件，包括处理器，用于实现包括如下步骤的方法：促进将地址前缀请求传送给前缀发放方；标识答复，该答复包括来自所述前缀发放方的地址前缀；以及促进将包括所述地址前缀的路由器通告传送给移动台。还公开了一种方法，包括：接收因特网协议第6版(IPv6)前缀请求；分配所述IPv6前缀给MS；以及发送所述IPv6地址给所述MS，其中所述方法是在动态主机配置协议(DHCP)服务器或者认证、授权和记帐(AAA)服务器处实现的。

Description

将DHCPV6和AAA用于移动台前缀委派和增强的邻居发现

技术领域

本发明涉及将DHCPv6和AAA用于移动台前缀委派(prefix delegation)和增强的邻居发现(neighbor discovery)的技术。

背景技术

在现代无线接入网中，移动台(MS)可以是分配了网络地址，支持客户和服务提供商之间进行通信的任意类型的便携式通信或计算机设备。需要网络地址来确保将数据输送和投递给特定客户。在因特网协议第6版(IPv6)网络层协议中，网络地址有128比特长，其中前64比特被称为前缀，剩余的64比特被称为接口标识符。前缀通常由MS所连接的接入路由器(AR)分配，接口标识符则由MS产生。可以用重复地址检测(DAD，Duplicate Address Detection)过程来防止重复地将地址分配给网络中的多个MS。一旦验证了地址的唯一性，MS就可以使用这个地址来与其它网络或MS通信。当MS移动到新的AR时，分配新的前缀，并重复DAD过程。

尽管现有的地址分配方法适合于低服务质量(QoS)应用，例如网络浏览，但是对于更高服务质量应用，例如IP话音(VoIP)，它们可能就不够了。具体地说，分配和管理地址前缀的任务增加了AR的处理负荷。当多个MS连接到这个AR时，带宽的减小会降低对MS的服务的质量。另外，重复地址检测方案会带来通信延迟，这种通信延迟对于对时间敏感的某些移动应用例如VoIP而言是无法容忍的。因此，需要改进无线网络中的地址分配方案。

发明内容

在第一实施例中，本发明包括一种网络组件，该网络组件包括处理器，用于实现包括如下步骤的方法：将地址前缀请求传送给前缀发放方；识别答复，该答复包括来自所述前缀发放方的地址前缀；以及将包括所述地址前缀的路由器通告传送给移动台。

在第二实施例中，本发明包括一种方法，该方法包括接收因特网协议第6版(IPv6)前缀请求；分配IPv6前缀给移动台；以及发送IPv6地址给所述移动台，其中所述方法是在动态主机配置协议(DHCP)服务器或者认证、授权和记帐(AAA)服务器处实现的。

在第三实施例中，本发明包括一种通信系统，该通信系统包括与多个移动台通信的多个基站；以及与所述基站和前缀发放方通信的接入路由器；其中所述接入路由器和所述前缀发放方之间的通信是通过家乡代理路由的，其中所述前缀发放方用于发放地址前缀给所述移动台中的至少一些；其中所述移动台中的至少一些用于利用所述地址前缀来产生因特网协议第6版(IPv6)地址。

通过以下详细说明，同时结合附图和权利要求，能够更好地理解这些特征和其它特征。

附图说明

为了更全面地理解本发明，下面给出简要描述，结合附图和详细说明，其中相似的标号代表相似的部件。

图1A说明无线接入网的一个实施例；

图1B说明无线接入网的另一个实施例；

图2说明地址格式的一个实施例；

图3A说明前缀分配过程的一个实施例；

图3B说明前缀分配过程的另一个实施例；

图3C说明前缀分配过程的另一个实施例；

图3D说明前缀分配过程的另一个实施例；

图3E说明前缀分配过程的另一个实施例；

图3F说明前缀分配过程的另一个实施例；

图3G说明前缀分配过程的另一个实施例；

图3H说明前缀分配过程的另一个实施例；

图4A说明前缀释放过程的一个实施例；

图4B说明前缀释放过程的另一个实施例；

图4C说明前缀释放过程的另一个实施例；

图5是DAD方法一个实施例的流程图；

图6说明DAD方法的另一个实施例；

图7说明网络请求(solicitation)消息格式的一个实施例；

图8说明路由器通告消息格式的一个实施例；

图9说明路由器通告消息格式的另一个实施例；

图10说明路由器通告消息格式的另一个实施例；

图11说明无线系统的一个实施例；以及

图12说明适合于实现本发明几个实施例的示例性通用计算机系统。

具体实施方式

一开始就应该明白，尽管下面提供了一个或多个实施例的说明性实现方式，但是所公开的系统和/或方法可以用任意数量的技术实现，不管是现在已知的还是存在的技术。这一公开不限于下面给出的说明性的实现方式、附图和技术，包括下面说明和描述的示例性的设计和实现方式，而是可以在权利要求及其整个等效范围内进行改进。

这里公开的是无线接入网中用于MS的改进的地址分配方法。具体地说，前缀发放方分配前缀给每个MS，这会减小AR的工作负担。如果需要，所述前缀可以是家乡网络前缀。在这种情况下，前缀分配过程可以由家乡代理利用代理移动IPv6来进行。一旦将前缀分配给MS，MS就可以通过将前缀与其接口标识符合并来产生地址。地址的唯一性可以用增强的DAD方法来验证。简而言之，增强的DAD方法将地址与地址缓存进行比较，关于地址是否唯一作出肯定判断，发送路由器通告(advertisement)给MS，表明地址的唯一性。与以前的地址分配方法相比，改进的地址分配方法可以更快，占用资源更少，和/或不那么繁琐。

图1A说明在无线接入网中分配地址的系统100的一个实施例。系统100包括多个MS 102A、102B、102C、102D(统称为102)，多个基站(BS)104A、104B(统称为104)，AR 106、网络108、前缀发放方(PIP，PrefixIssuing Party)110、地址缓存112和家乡代理114。MS 102可以通过无线链路与基站104通信，而BS 104、AR 106、网络108、PIP 110和家乡代理114则可以通过固定链路互相通信。要认识到尽管图1A说明系统100具有四个MS 102、两个BS 104和一个AR 106，但是系统100可以有任意数量的MS102、BS 104和AR 106。

在一个实施例中，MS 102可以是利用AR 104访问网络108和/或第三方的任意移动设备、组件或者网络。具体地说，MS 102可以是通过BS 104与AR 104通信的面向移动用户的设备。例如，MS 102可以是蜂窝电话、笔记本计算机、个人数字助理(PDA)或者任何其它无线设备。MS 102也可以是将数据从网络108传递给外部网络(例如无线路由器(没有画出))的移动节点。

在一个实施例中，BS 104可以是将MS 102连接到AR 106的任意设备、组件或网络。例如，BS 104可以是通过以太网链路连接到AR 106并且通过无线链路连接到MS 102的固定设备。BS 104还可以管理连接性并在MS 102和AR 106之间输送数据。具体地说，BS 104可以将邻居请求(NS，NeighborSolicitation)消息从MS 102中继给AR 106，可以将路由器通告(RA)消息从AR 106中继给MS 102。BS 104还可以在MS 102和AR 106之间中继其它类型的消息。

在一个实施例中，AR 106是允许MS 102与网络108和/或第三方网络通信的设备、组件或网络。具体地说，AR 106可以是MS 102碰到的第一个因特网协议(IP)路由器，例如宽带远程接入服务(BRAS)、媒体接入网关(MAG)或接入服务网络网关(ASN-GW)。AR可以是3GPP2网络中的分组数据服务节点(PDSN)，或者是3GPP网络中的网关GPRS支持节点(GGSN)。在另一个实施例中，AR 106可以是这样一个节点，它转发没有明确是给AR 106的IPv6数据包。AR 106还可以是给MS 102提供无线接入网覆盖的任意固定点。AR 106可以通过到BS 104的固定链路与MS 102通信，也可以通过无线链路直接与MS 102通信。AR 106还可以利用固定链路与网络108和/或第三方网络通信。具体地说，AR 106可以从希望加入网络的MS 102之一接收前缀请求，并且可以将前缀请求中继给PIP 110。AR 106还可以从PIP 110接收前缀，并将前缀转发给MS 102。

在一个实施例中，网络108可以是在AR 106、家乡代理114和PIP 110之间交换数据的各种类型的网络中的任意网络。例如，网络108可以是分组交换网(PSN)、内部网、因特网、局域网(LAN)、公共交换电话网(PSTN)或者任何其它网络。网络108还可以是以太网输送网、主干网、接入网、光网、有线网、IEEE 802网、无线网，例如蜂窝网。本领域技术人员知道网络108还有其它实施例。

在一个实施例中，PIP 110可以是有权委派IP地址前缀给MS 102的任意设备、组件或网络。PIP 110可以全局性地分配前缀给MS 102，或者PIP110可以限于在特定网络中分配前缀给MS 102。在一个具体实施例中，PIP110可以是利用DHCP协议(例如DHCPv6或者任何其它DHCP协议)与AR 106通信的动态主机配置协议(DHCP)服务器。在这种情况下，PIP 110可以使用DHCPv6从AR 106接收前缀请求，分配地址前缀给MS 102，发送地址前缀给AR 106。PIP 110也可以是利用AAA协议(例如RADIUS、DIAMETER或者任何其它AAA协议)与AR 106通信的认证、授权和记帐(AAA)服务器。在这种情况下，PIP 110可以使用AAA协议从AR 106接收AAA接入请求(AA-请求)消息，分配地址前缀给MS，并利用接入-接受(AA-应答(Answer))消息发送地址前缀给AR 106。

系统100还可以包括地址缓存112。地址缓存112可以是包含MS 102以及与AR 106通信的任何其它IP节点的IP地址信息的数据库、缓存或者存储器。地址信息可以包括所有全局IP地址，可以限于一个网络内的IP地址，也可以限于与AR有关的IP地址。地址缓存112可以由AR 106或邻居发现(ND，Neighbor Discovery)节点管理。在一个实施例中，地址缓存112中的条目可以利用通过接入节点106或ND节点的信息(例如DAD NS或RA消息)进行维护。具体地说，给MS 102分配唯一地址时可以产生地址缓存112中的条目。类似地，MS 102不再与AR 106有关时可以删除地址缓存中的条目，例如当AR 106从MS 102之一或者从被授权撤销MS 102的注册的另一个实体收到撤销注册消息时。可选地，地址缓存112中的条目也可以按照本领域技术人员都知道的任何其它方法来产生和修改。

在一个实施例中，家乡代理114可以是能够管理AR的职责的至少一些的任意IPv6设备、组件或网络。具体而言，家乡代理114可以是代理(proxy)移动IPv6的本地移动性锚(LMA)，3GPP网络中的PDSN，或者3GPP2网络中的GGSN。家乡代理114可以取代AR 106充当DHCP客户机或AAA客户机。家乡代理114还可以包含地址缓存112。另外，家乡代理114可以为可能漫游到外地网络的MS 102处理IP路由。在一个实施例中，家乡代理114可以通过网络108建立与AR 106的直接连接或间接连接。

上面描述的组件可以利用各种技术通过固定和/或无线链路互相通信。当MS 102之一直接或通过BS 104连接到AR 106时，可以动态地建立无线链路。无线链路技术的实例包括全世界微波接入互作性(WiMAX)、无线保真(WiFi)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、正交频分多址(OFDMA)、时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)、GSM进化的增强型数据(EDGE)、通用移动通信系统(UMTS)、第三代伙伴计划(3GPP)、第三代伙伴计划2(3GPP2)、高级移动电话服务(AMPS)、电气和电子工程师协会(IEEE)802无线网络(例如802.16d/e)之一，或者任何其它无线网络。剩余组件可以通过固定链路，例如电气链路或光链路，连接在一起。固定链路技术的实例包括以太网、异步传输模式(ATM)、同步光网(SONET)和同步数字分层结构(SDH，Synchronous DigitalHierarchy)。固定链路和无线链路可以具有固定带宽，使得在链路上输送固定量的数据，也可以具有大小可变的带宽。

图1B说明代理(proxy)移动IPv6系统的一个具体实施例。代理(proxy)移动IPv6给移动节点提供基于网络的移动性支持，并且包括MAG和LMA。MAG是代表MS处理移动信令的AR。LMA是具有某些扩展的移动IPv6家乡代理。在代理(proxy)移动IPv6中，MS不知道任何移动信令。MS可能利用DHCP请求发出地址请求。网络从LMA所在的MS的家乡链路提供每MS的前缀给MS。从这个家乡网络前缀分配家乡地址给MS，在MAG和LMA之间建立起隧道。如图1B所示，MS的业务被通过隧道来回传送给LMA，因此MAG确保MS实际上在它的家乡链路上。

图2是可以分配给MS或任何其它IP网络节点的地址格式200的一个实施例。地址可以包括64比特前缀202和64比特接口标识符204。前缀202可以由PIP发放，可以是全局唯一的，对于PIP唯一，对于AR唯一，但也可以不是唯一的。接口标识符204通常由MS产生或者与MS相关联，尽管可能有多个接口标识符204与单个MS相关联。前缀202和/或接口标识符204可以是静态或动态的，并且可以类似于媒体接入控制(MAC)地址。

PIP可以用点到点模型或共享前缀模型委派前缀202。在点到点模型中，将每个前缀202只分配给一个MS；但是每个MS可能分配多个前缀202。在共享前缀模型中，可以由与单个AR相关的所有MS共享单个前缀202。在这两种情况下，PIP都可以管理进入MS的前缀分配，刷新已有MS的前缀，并且释放离开MS的前缀。此外，AR或家乡代理可以充当PIP和MS之间的中继。

另外或者可以替换地，可以用无状态或有状态(stateful)地址配置模型给MS分配地址200。无状态配置可能不需要MS的手工配置，需要AR的配置最少，并且不需要任何其它服务器。无状态机制允许MS利用本地能够获得的信息和AR通告的信息的组合来产生它自己的地址。AR通告前缀，该前缀用来标识与链路有关的子网，而MS则产生接口标识符，该接口标识符唯一地标识子网上的接口。地址可以通过组合上述前缀和接口标识符来形成。在有状态配置模型中，MS从服务器(例如PIP)获得接口地址和/或配置信息以及参数。服务器维护缓存或数据库，缓存或数据库跟踪将哪些前缀和/或地址分配给了哪些MS。有状态配置协议允许MS从服务器获得地址和/或其它配置信息。在这两个地址配置模型中，AR充当中继，在MS和PIP之间中继前缀请求和响应。另外，可以用DAD程序来验证无状态或有状态寻址方案中MS地址的唯一性。

图3A说明前缀分配过程的一个实施例。不是AR分配前缀给MS，而是PIP分配前缀给MS，并且通过AR将前缀发送给MS。在一个实施例中，前缀分配过程可以在MS进入网络时开始，例如当MS进行初始网络进入和和AR对MS进行认证过程时。可选地，前缀分配过程也可以在MS向AR发送前缀请求(例如NS消息)时开始。在MS进入网络以后或者在AR收到NS消息时，AR可以利用PIP的协议(例如DHCPv6、RADIUS、DIAMETER)，或者另一种合适的协议，从PIP获得MS的前缀。具体地说，当PIP是DHCP服务器时，AR和PIP可以进行图3A所示的请求、通告、请求和中继等四部分过程。如果PIP是AAA服务器，AR可以发送AA-请求消息给AAA服务器，AAA服务器可以发送AA-应答消息给AR。在这两种情况下，给AR的最后消息，例如DHCP答复或AA-应答，将包含PIP所分配的前缀。

在一些实施例中，可以给每个AR分配一个/32或/48前缀，给每个MS分配一个/64前缀，其中/64前缀是/48前缀的扩展。例如，当AR的/48前缀是3FFE:FFFF:0::/48时，给MS分配前缀3FFE:FFFF:0:2::/64。于是AR可以只向因特网广播它的/48前缀信息。在这些情形中，发送给PIP的消息可以包括AR更加喜欢某种前缀(例如/48前缀)的提示。在这些情形中，PIP可以委派一个/64前缀，它是/48前缀的扩展。

于是可以在AR和MS之间建立输送连接。于是AR可以利用ND(例如RA消息)或者PIP的协议(例如DHCP、RADIUS或DIAMETER)将前缀转发给MS。如果PIP是DHCP服务器，那么可以利用前缀委派的DHCP身份关联(IA_AD)前缀选项和RA前缀信息选项将前缀投递给MS。可以给AR分配多个IA_PD，它们中的每一个都具有身份关联标识符(IAID)。通过将复杂的前缀管理移交给专门的网络实体，例如PIP，利用这两种协议能够提高网络效率。AR还可以用前缀来更新其地址缓存。于是MS可以为对应的本地链路地址构建被请求节点多播地址，并且为被请求节点多播地址发送多播监听方发现(MLD，Multicast Listener Discovery)联合请求。最后，MS可以利用DAD NS消息验证地址唯一性，如同下面将更加详细地描述的一样。如果前缀具有预定失效时间，MS就可以周期性地发送刷新消息给PIP或者另一方，以便这个预定的失效时间周期能够延长或者一个新的前缀能够被发放给MS。

在可替换的实施例中，MS可以通过家乡代理发送前缀请求。在这种情况下，MS和家乡代理之间的通信通过AR并且可以选择也通过BS来进行中继。于是家乡代理可以实现图3所示的AR功能。具体地说，家乡代理与PIP通信来获得MS的前缀。然后，家乡代理通过AR并且可以选择也通过BS发送前缀给MS。家乡代理还可以通过添加前缀给地址缓存来更新其地址缓存。下面说明这一过程的几个具体实施例。

图3B说明利用家乡代理的无状态代理(proxy)移动IPv6家乡网络前缀分配过程的一个具体实施例。在本实施例中，AR是MAG，家乡代理是LMA，PIP是DHCP服务器。不象下面讨论的一些实施例，本实施例不利用策略简档或策略存储。当MS请求RA时可以开始前缀分配过程。于是MAG可以发送代理绑定更新(PBU，Proxy Binding Update)消息给LMA，所述代理绑定更新消息中包括设置成零的家乡网络前缀(HNP)。于是LMA可以通过产生和发送DHCP请求消息给DHCP服务器来为MS请求前缀。LMA可以在请求消息中包括IA_PD或IAID。

于是DHCP服务器可以发送DHCP通告消息给LMA。LMA可以随后利用这些消息来从DHCP服务器获得前缀或对其进行更新。具体地说，LMA和DHCP服务器可以使用IA_PD前缀选项来交换关于前缀的信息，交换方式与IA地址选项被用于已分配地址的方式相同，例如利用请求和答复消息。LMA可以储存它在答复消息中收到的前缀信息。然后LMA可以用代理绑定确认(PBA，Proxy Binding Acknowledgement)消息来答复PBU消息，其中这个PBA的HNP字段中包含有所述MS的前缀。于是MAG可以用RA将前缀通告给MS。如果需要，MAG可以更新地址缓存。最后，MS通过发送DAD NS来验证地址唯一性。在本实施例中，LMA可以具有DHCP客户机，DHCP服务器可以直接连接到LMA。如果LMA和DHCP服务器不直接连接，DHCP消息也可以用LMA中的DHCP中继功能进行中继。

图3C说明利用家乡代理的无状态代理(proxy)移动IPv6家乡网络前缀分配过程的另一个实施例。在本实施例中，AR是MAG，家乡代理是LMA，PIP是AAA服务器。本实施例不利用策略简档或策略存储。当MS请求RA时可以开始前缀分配过程。于是MAG可以发送PBU给LMA，其中HNP被设置成零。于是作为AAA协议客户机，LMA可以发送AA-请求消息给AAA服务器，其中的AA-请求消息具有MS的信息。如果MS通过这一认证，AAA服务器就可以发送具有前缀信息的AA-应答消息给LMA。被委派的IPv6前缀属性可以出现在AA-请求数据包中，以作为LMA所希望获得的特定类型前缀(例如/48前缀)的一个提示。AAA服务器可以委派一个/64前缀，它是包含被委派IPv6前缀属性的AA-请求消息中/48前缀的扩展。当AAA服务器分配多个前缀给MS时，这一属性可能出现多次。其余步骤和前面描述的一样。

图3D说明利用家乡代理的无状态代理(proxy)移动IPv6家乡网络前缀分配过程的另一个实施例。在本实施例中，AR是MAG，家乡代理是LMA，PIP是DHCP服务器。本实施例也利用策略简档或策略存储。当MS在网络中自举并进行可扩展认证协议(EAP)交换时可以开始前缀分配过程。在网络进入程序中可以不涉及DHCP服务器。然后网络可以向家乡代理/LMA询问MS的家乡网络前缀。然后LMA和DHCP服务器可以进行上面描述的DHCP请求、通告、请求和答复过程。然后LMA可以用MS的前缀进行答复，在此时成功的网络进入可以终止，MAG能够得到HNP。如果需要，MAG可以更新地址缓存。然后MAG可以用RA将前缀通告给MS。然后MS可以通过发送DAD NS来验证地址唯一性。然后MAG可以发送具有所分配HNP的PBU给LMA。最后，LMA可以用PBA进行答复，并建立MAG-LMA隧道。

图3E说明利用家乡代理的无状态代理(proxy)移动IPv6家乡网络前缀分配过程的另一个实施例。在本实施例中，AR是MAG，家乡代理是LMA，PIP是AAA服务器。本实施例也利用策略简档或策略存储。当MS在网络中自举并进行EAP交换时可以开始这一前缀分配过程。然后网络可以向家乡代理/LMA询问MS的家乡网络前缀提示。然后LMA和AAA服务器可以执行上面描述的AA-请求和AA-应答过程。然后LMA可以确认MS的前缀，在这个时候，成功的网络进入就可以终止，MAG可以得到HNP。如果需要，MAG可以更新地址缓存。然后MAG可以用RA将前缀通告给MS。如果使用有状态地址配置模型，那么MAG可以发送DHCP答复，这个DHCP答复具有从家乡网络前缀分配给MS的家乡地址。然后MS可以通过发送DAD NS来验证地址唯一性。然后MAG可以发送具有所分配HNP的PBU。最后，LMA可以用PBA进行答复并建立MAG-LMA隧道。

图3F说明利用家乡代理的有状态代理(proxy)移动IPv6家乡网络前缀分配过程的一个具体实施例。在本实施例中，AR是MAG，家乡代理是LMA，PIP是DHCP服务器。这一过程可以按照上面图3D所描述的方式开始，也就是说，MS可以进入网络，LMA可以用DHCPv6分配它的HNP。如果需要，MAG可以更新地址缓存。然后MS可以从本地DHCP代理(proxy)/服务器请求地址，其中本地DHCP代理(proxy)/服务器一起在MAG中。MAG可以随后发送PBU给LMA，其中的HNP被设置成零。LMA可以用PBA进行答复，设置其HNP参数。最后，DHCP代理(proxy)可以从这个前缀分配MS-家乡地址(HoA)，并将所述MS的家乡地址携带在DHCP答复中发送给MS。

图3G说明利用家乡代理的有状态代理(proxy)移动IPv6家乡网络前缀分配过程的另一个实施例。在本实施例中，AR是MAG，家乡代理是LMA，PIP是DHCP服务器。这一过程可以按照上面图3E所描述的方式开始，也就是说，MS可以进入网络，LMA可以用AAA协议分配它的HNP。如果需要，MAG可以更新地址缓存。然后MS可以从本地DHCP代理(proxy)/服务器请求地址，其中本地DHCP代理(proxy)/服务器一起在MAG中。MAG可以随后发送PBU给LMA，其中的HNP被设置成零。LMA可以用PBA进行答复，设置其HNP参数。然后DHCP代理(proxy)可以从这个前缀分配MS-HoA，并将所述MS-HoA携带在DHCP答复中发送给MS。

图3H说明利用家乡代理和IP安全性的前缀移动IPv6每MS分配过程的一个具体实施例。家乡代理可以利用每MS家乡网络前缀来避免多链路子网发放，例如，当前缀管理成为家乡代理的事情时。基于DHCPv6或者AAA的前缀委派可以被用于这一目的。当MS利用因特网密钥交换(IKE)v2请求建立安全性联系时，这一分配过程开始。于是家乡代理可以得到配置请求消息。LMA和DHCP服务器可以随后进行上面描述的DHCP请求、通告、请求和答复过程。然后家乡代理可以将配置请求的答复发送回来，其中，所述答复中包含有HoA。然后MS可以利用HoA来发送绑定更新(BU)消息来注册其转交地址。如果需要，MAG可以更新地址缓存。然后AR可以利用转交地址配置向MS发送RA。最后，MS可以利用转交地址配置将DAD NS发送给AR。在这一过程中，可以在自举过程中分配家乡地址，并将它下载到AR作为策略存储的一部分。家乡代理可以由家乡AAA(HAAA)-家乡代理协议来触发，家乡代理可以利用DHCP请求、通告、请求和答复过程从DHCP服务器得到每MS前缀。家乡代理可以从这个前缀分配HoA。MS可以通过发送DHCP信息请求消息并接受DHCP信息答复消息来接收自举参数。利用AAA的MIPv6每MS前缀委派程序类似于上面描述的过程，只有DHCP请求、通告、请求和答复过程被AA-请求和AA-应答过程替换。

图4A说明前缀释放过程。一般而言，当前缀的使用时间超过预定量的时间或者当前缀被释放时，可以释放前缀。在一个实施例中，PIP给前缀分配一个预定有效期，在那以后MS不再使用前缀，释放前缀供其它MS使用。在另一个实施例中，当MS利用分离信号(例如关机或切换)触发前缀释放程序时启动前缀释放过程。可选地，当MS，网络组件之一或者任何被授权方请求撤销注册时也可以启动前缀释放过程。于是PIP可以利用表明已经释放前缀的答复消息响应AR。答复消息可以是PIP协议的。然后AR可以通过删除前缀信息来更新其地址缓存。

在一个替换实施例中，前缀释放可以通过家乡代理路由。在这种情况下，MS和家乡代理之间的通信通过AR并且也可以选择利用MS的或者另一个合适的协议通过BS中继。然后，家乡代理可以实现图4A所示的AR的前缀管理功能。具体而言，家乡代理可以按照PIP的协议与PIP通信，释放分配给MS的前缀。家乡代理还可以通过删除前缀信息更新其地址缓存。下面给出这个过程的几个具体实施例。

图4B说明利用家乡代理的前缀释放过程的一个具体实施例。在本实施例中，AR是MAG，家乡代理是LMA，PIP是DHCP服务器。具体而言，当没有直接连接到LMA时，LMA可以释放前缀给DHCP服务器。被MS的分离信令(例如关机或切换)触发时，这一过程开始。于是MAG可以发送寿命被设置成零的PBU给LMA。LMA可以随后用PBA答复MAG，启动释放消息，将前缀交回DHCP服务器。DHCP服务器可以随后用答复消息响应，在这以后，前缀可以被另一个MS重复使用。最后，如果需要，MAG可以更新地址缓存。

图4C说明将家乡代理和DHCP服务器用作PIP的前缀释放过程的另一个实施例。在本实施例中，当MS回到家乡地并且发送将寿命设置成零的BU消息时家乡代理可以释放MS的家乡链路前缀。家乡代理可以用绑定确认(BA)消息来作出响应，然后这一过程按照上面描述的进行。当PIP是AAA服务器时，当MS退出网络时LMA可以利用记账停止消息或者利用记账请求消息释放MS的前缀。MAG可以在RA消息中将前缀通告给MS。最后，如果需要，MAG可以更新地址缓存。

在MS收到前缀以后，MS将前缀与其接口标识符合并来制作地址。如果前缀和/或接口标识符是全局唯一的，那么地址也将是唯一的，根本不需要例如利用DAD方法验证地址唯一性。但是，如果前缀或接口标识符不是全局唯一的，那么可以将地址称为临时地址(TA)，并且可以应用DAD方法。

图5是DAD方法300的一个实施例的流程图。DAD方法300是这样一个过程：可以将它用于验证发出请求的MS的TA的唯一性。具体地说，DAD方法300可以认证在共享前缀模型、点到点模型、有状态模型或无状态模型下产生的地址的唯一性。具体地说，在包括不能共享地址信息的多个PIP的点到点模型中，DAD方法300可以被用于验证TA的唯一性。DAD方法300可以由AR、家乡代理或ND节点来实现。

在块302中，接收来自MS的DAD请求。DAD请求可以是以NS消息的形式发出，可以包含TA。NS请求可以由发出请求的MS启动，由AR中继，或者NS消息可以通过直接链路从发出请求的MS节点发送给ND节点。DAD方法300随后进入块304，在那里DAD方法300判断TA是否唯一。具体地说，AR、家乡代理或ND节点可以访问地址缓存，比较TA和已有MS的地址。如果TA没有被另一个MS或其它节点使用，TA将是唯一的。如果TA是唯一的，DAD方法300就进入块306。如果TA不是唯一的，DAD方法300就进入块308。

在块306处，DAD方法300可以使用路由器通告来表明TA的唯一性。其它DAD方法可以将TA广播给所有MS，并等待其它MS表明它们是否在使用TA。如果MS之一在将TA用作它的地址，那么这个MS通知发出请求的MS，启动冲突解决方案。如果在预定时间(例如1000毫秒)内没有任何MS响应，那么发出请求的MS就可以假设这个TA是唯一的。与这个程序相反，DAD方法300可以产生RA消息，表明TA是唯一的，可以将它立即发送给MS。RA消息的产生为TA的唯一性判断提供肯定的判断结果，并且可以减少发出请求的MS判断其TA是否唯一的时间。如果RA消息是由家乡代理产生的，RA消息就可以通过AR中继给MS。然后DAD方法200结束。

在块308中，DAD方法300解决了TA和已有地址之间的冲突。在一个实施例中，DAD方法300可以产生消息表明TA不是唯一的，发送这样的消息给发出请求的MS。发出请求的MS可以随后选择新的TA，包括新的前缀和/或接口标识符。可选地，AR也可以为发出请求的MS选择新的TA。新的TA可以包含获得的(例如从PIP获得的)新的前缀，和/或获得的(例如从发出请求的MS或者AR获得的)新的接口标识符。新的TA的唯一性可以通过将新的TA与地址缓存进行比较来验证。在另一个实施例中，DAD方法300可以通过将TA转发给拥有已有地址的MS来解决这一冲突。拥有已有地址的MS可以随后通过发送消息给AR，指明发出请求的MS需要选择另一个地址，来解决这一冲突。于是DAD方法200结束。

图6说明DAD方法的另一个实施例。一开始，MS1可以构建IPv6地址，例如按照上面描述的方法来构建。MS1随后为对应的IPv6地址构建被请求的节点多播地址，例如TA，并发送被请求节点多播地址的MLD加入请求。然后将NS消息发送给包含地址缓存的AR、家乡代理或者其它方。可以通过无线链路或者通过BS这样的另一节点将消息直接输送给AR。如果TA是唯一的，AR就将RA消息转发回MS，表明地址是唯一的。如果地址不唯一，AR可以将DAD中继给地址所有方MS2。MS2随后通过AR发送表明地址不唯一的DAD NA给MS1。可选地，AR也可以发送包含否定标记的RA消息，表明另一个MS例如MS2正在使用这一地址。在这两种情况中的任意一种情况下，MS1都可以抛弃TA，用另一个TA重复DAD方法。DAD方法也可以这样来结束：如果MS1在预定时间(例如1000毫秒)内没有收到关于地址唯一性的任何RA消息。

图7说明NS消息400格式的一个实施例。NS消息400包括头部414和地址412。头部414可以是32比特长，可以包括8比特类型字段402、8比特代码字段404、16比特校验和字段406、1比特P字段408和31比特保留字段410。类型字段402可以用于表明消息类型。代码字段404可以用于产生额外的消息粒度水平。校验和字段406可以用于检测消息中数据是否遭到破坏。P字段408可以用于表明NS消息400是不是验证消息中TA唯一性的请求。保留字段410可以由发送方初始化成零，接收方忽略它。消息头部414后面可以跟随可能包含TA的128比特地址字段412。头部414和地址字段412后面可以跟随各种尺寸和功能的附加字段。在一些实施例中，一比特的P字段可以仅仅被用于表明TA是否唯一，例如将P比特设置成1，或者消息是否缺乏TA唯一性的指示，例如将P比特设置成0。在一个实施例中，P字段可以位于第二行的大约第一比特，它是NS消息的大约第三十三比特。本领域技术人员会明白这里描述的消息格式可以被修改成包括P字段，这个P字段包含表明TA是否被另一个MS使用的多个比特。

图8说明RA消息500格式的一个实施例。和图7所示的NS消息400相似，RA消息500包括头部520和地址518。头部520的大小可以是32比特，可以包括4比特类型字段502、4比特代码字段504、16比特校验和字段506、1比特R字段508、1比特S字段510、1比特O字段512、1比特P字段514和28比特保留字段516。类型字段502、代码字段504、校验和字段506和保留字段516可以和图7所描述的那些基本相同。R字段508可以被用于表明发送方是不是路由器。S字段510可以被用于表明RA消息500是不是响应NS消息而发送的。O字段512可以被用于表明RA消息500是不是应该覆盖已有缓存条目。P字段514可以被用于表明被请求的TA是不是唯一的。在一个实施例中，P字段可以位于大约第二行第四比特位置，那是RA消息的大约第三十六比特。RA消息的头部520后面可以跟随128比特地址字段518，该地址字段518中可以包含分配的IPv6地址，并且可以在后面跟随各种大小和功能的附加字段。

图9说明RA消息600格式的另一个实施例。和图8所示的RA消息500类似，RA消息600包括头部614和地址612。头部614的大小可以是32比特，可以包括8比特类型字段602、8比特长度字段604、1比特P字段606、15比特第一保留字段608和32比特第二保留字段610。类型字段602、P字段606、第一保留字段608和第二保留字段610可以和图8所描述的那些基本相同。在一个实施例中，P字段可以位于大约第一行第十七比特位置，那是RA消息的大约第十七比特。长度字段604可以被用于以8字节为单位的地址长度。

图10说明RA消息650格式的另一个实施例。RA消息650可以包括8比特类型字段652、8比特代码字段654、16比特校验和字段506、8比特跳数限制(Cur Hop Limit)字段、1比特M字段660、1比特O字段662、1比特P字段664、5比特保留字段666和16比特路由器寿命字段668。RA消息650还可以包括可到达时间670、重传(Retrans)定时器672和前缀信息选项674。类型字段652、代码字段654、校验和字段656、M字段660、O字段662、P字段656、保留字段666可以和上面所描述的那些基本相同。在一个实施例中，P字段可以位于大约第二行第十一比特位置，那是RA消息的大约第四十三比特。跳数限制字段658可以是默认值，放置在出去的IP数据包的IP头部的跳计数字段中。路由器寿命字段668可以用于表明默认路由器的寿命。可到达时间字段670可以用于表明节点假设在收到可到达证实以后能够到达邻居的一个时间周期。重传定时器字段672可以用于表明重传的NS消息之间的时间。前缀信息选项字段674可以是一些选项，这些选项是链路上的或者被用于地址自动配置。

图11是可以实现DAD方法的自治无线系统700的一个实施例。系统700可以包括多个节点702A、702B、702C、702D(一起称为702)和至少一个ND节点704。节点702可以通过多条链路互相通信，并且可以是无线网络(例如蜂窝网)的一部分，就这点而言它们可以类似于上面描述的MS。ND节点704可以类似于节点702，也可以包括地址缓存706，该地址缓存706包含网络中所有节点702的地址。地址缓存706可以类似于上面描述的地址缓存112。

当新节点，例如节点702A，进入系统700时，在系统700中启动DAD方法。节点702A发送携带TA的NS消息给ND节点704。ND节点704将TA与它的地址缓存706中的节点地址进行比较。如果TA是唯一的，ND节点704就用RA消息答复节点702，证实地址唯一性，DAD程序结束。节点702可以随后利用这一地址，直到节点退出系统700。如果TA不是唯一的，ND节点704可以按照上述方式解决冲突。

上面描述的网络组件可以在拥有足够处理能力、存储器资源和网络吞吐量能力来处理施加在上面的必要工作负荷的任何通用网络组件中实现，例如计算机、网络或节点。图12说明适合于实现这里公开的节点的一个或多个实施例的典型的、通用网络组件。网络组件800包括与存储器设备通信的处理器802(可以被称为中央处理单元或CPU)，这些存储器设备包括第二存储804、只读存储器(ROM)806、随机存取存储器(RAM)808、输入/输出(I/O)810设备以及网络连接性设备812。处理器802可以被实现为一个或多个CPU芯片。本领域技术人员会认识到计算机可以包含多个处理器802，其中一些处理器802会通过其它处理器802接收和发送数据。

第二存储804通常包括一个或多个盘驱动或者带驱动，并被用于数据的非易失性存储，以及过流数据存储设备，如果RAM808不是大到足以保存所有工作数据。当要载入RAM 808的程序被选择执行时，第二存储804可以被用于储存这些程序。ROM 806被用于储存指令和在程序执行期间读取的可能的数据。ROM 806是非易失性存储器设备，相对于第二存储的较大存储器容量相比，它的存储容量较小。RAM 808被用于储存易失性数据，并且可以储存指令。对ROM 806和RAM 808的访问通常比对第二存储804的访问快。

尽管在本发明中提供了几个实施例，但是应该明白所公开的系统和方法可以用其它具体形式来实现，而不会偏离本发明的实质和范围。本实例被看作说明性的，而不是限制性的，目的不是要限于这里给出的细节。例如，各个单元或部件可以组合或集成在另一个系统中，或者可以省略特定功能。

另外，各个实施例中分立或分开说明的技术、系统、子系统和方法可以被组合或与其它系统、模块、技术或方法集成，而不会偏离本发明的范围。被说明或讨论成耦合或直接耦合或互相通信的其它项可以通过一些接口、器件或中间部件，不管是电气方式还是机械方式或者其它方式，间接耦合或通信。变化、替换或更换的其它实例可以被本领域技术人员想到，并且可以被做到而不会偏离这里公开的实质和范围。

Claims (20)

1.一种网络组件，包括：

处理器，用于实现包括如下步骤的方法：

将地址前缀请求传送给前缀发放方；

识别答复，该答复包括来自所述前缀发放方的地址前缀；以及

将包括所述地址前缀的路由器通告传送给移动台。

2.如权利要求1所述的网络组件，其中所述前缀发放方是动态主机配置协议(DHCP)服务器，或者认证、授权和记帐(AAA)服务器。

3.如权利要求2所述的网络组件，其中所述请求是DHCP请求，所述响应是DHCP答复。

4.如权利要求2所述的网络组件，其中所述请求是AA请求，所述答复是AA应答。

5.如权利要求1所述的网络组件，其中所述地址前缀是唯一的。

6.如权利要求1所述的网络组件，其中所述请求和所述答复通过家乡代理进行路由。

7.如权利要求1所述的网络组件，其中所述处理器是家乡代理的一部分。

8.如权利要求1所述的网络组件，其中所述方法还包括：

识别来自所述移动台的临时地址；以及

为所述临时地址执行重复地址检测(DAD)方法。

9.如权利要求8所述的网络组件，其中所述执行重复地址检测(DAD)方法包括将所述临时地址与地址缓存进行比较。

10.如权利要求9所述的网络组件，其中所述执行重复地址检测(DAD)方法还包括当所述临时地址唯一时，将所述临时地址添加到所述地址缓存中。

11.如权利要求9所述的网络组件，其中所述执行重复地址检测(DAD)方法还包括当所述移动台终止与所述地址缓存涉及的接入路由器的连接时，从所述地址缓存去除所述临时地址。

12.一种方法，包括：

接收因特网协议第6版(IPv6)前缀请求；

分配IPv6前缀给移动台；以及

发送IPv6给所述移动台；

其中所述方法是在动态主机配置协议(DHCP)服务器或者认证、授权和记帐(AAA)服务器处实现的。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述请求是从媒体接入网关收到的。

14.如权利要求12所述的方法，其中所述请求是从本地移动性代理收到的。

15.如权利要求12所述的方法，其中所述请求是代理(proxy)绑定更新。

16.如权利要求12所述的方法，其中所述请求是由所述移动台进入所述网络触发的。

17.一种通信系统，包括：

与多个移动台通信的多个基站；以及

与所述基站和前缀发放方通信的接入路由器；

其中所述接入路由器和所述前缀发放方之间的通信是通过家乡代理路由的，

其中所述前缀发放方用于发放地址前缀给所述移动台中的至少一些；

其中所述移动台中的至少一些用于利用所述地址前缀来产生因特网协议第6版(IPv6)地址。

18.如权利要求17所述的系统，还包括位于所述家乡代理中的地址缓存。

19.如权利要求17所述的系统，其中发放给所述移动台的地址前缀是唯一的。

20.如权利要求17所述的系统，其中所述基站、接入路由器和家乡代理是全球移动通信系统(GSM)无线网、码分多址(CDMA)无线网、全世界微波接入互作性(WiMAX)无线网或无线保真(WiFi)无线网的一部分。

Images