CN101656641B - 重复地址检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重复地址检测方法及装置，用以解决现有技术提供的DAD方案实现效率较低的问题。其中，本发明公开的重复地址检测方法包括步骤：路由器为待分配IPv6地址的移动结点配置IPv6地址；所述路由器监听自身控制的移动结点发送的邻居请求消息；所述路由器判断预先存储的已使用的IPv6地址以及所述邻居请求消息承载的目标IPv6地址中，是否至少有一个地址与所述配置的IPv6地址一致；当判断结果为是时，所述路由器确定所述配置的IPv6地址不能通过重复地址检测，否则，所述路由器确定所述配置的IPv6地址通过重复地址检测。

Description

重复地址检测方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机与通信技术领域，尤其涉及一种重复地址检测方法及装置。 

背景技术

MIPv6是目前被普遍接受、能解决未来移动终端在异构网络间漫游的网络层移动性管理(MM，Mobility Management)协议，根据该协议，地址分配可以分为两大类：一类是基于动态主机配置协议(DHCPv6，Dynamic Host ConfigurationProtocol for IPv6)的有状态地址分配，而另一类是无状态地址自动分配(SLAAC，StateLess Address AutoConfiguration)，其中，无状态地址自动分配的是以移动结点(MN，Mobile Node)从路由器获得的路由器通告(RA，RouterAdvertisement)消息中的64bit数据作为地址前缀，再以收到该RA消息的主机接口的标识符(IID，Interface IDentifier)作为地址后缀，从而配置得到128比特的IPv6地址，根据RFC标准，要求在将一个IPv6地址指配给一个移动结点使用之前，必须在共享同一前缀的子网中进行重复地址检测(DAD，DuplicateAddress Detection)，以保证该暂定地址在该子网中的唯一性，避免地址冲突。 

按照现有技术提供的DAD方案，在对某一待分配的IPv6地址进行分配前，路由器需要通知并等待自身控制的各移动结点发送承载有移动结点使用的IPv6地址(这里的地址也可以被称为源IPv6地址)的邻居通告(NA，NeighborAdvertisement)消息；同时，路由器需要监听自身控制的移动结点发来的、承载有请求分配的IPv6地址(这里的地址也可以被称为目标地址(TargetAddrwess))的邻居请求(NS，Neighbor Solicitation)消息，当路由器确定出移动结点发来的NA消息中承载的源IPv6地址与待分配的IPv6地址一致，或确定 出NS消息中承载的目标IPv6地址与待分配的IPv6地址一致时，路由器判断该待分配的IPv6地址不能通过DAD，需要为对应的移动结点重新配置一个待分配的IPv6地址，反之，则路由器判断该待分配的IPv6地址通过了DAD，可以将其分配给对应的移动结点。 

按照现有技术提供的上述DAD方案，在分配IPv6地址之前，为了确定待分配的IPv6地址是否已被路由器控制的移动结点占用，需要被动等待每一个移动结点反馈来NA消息，因此现有技术中提供的DAD方案存在着实现效率较低的问题。 

发明内容

本发明实施例提供一种重复地址检测方法及装置，用以解决现有技术提供的DAD方案实现效率较低的问题。 

本发明实施例采用以下技术方案： 

一种重复地址检测方法，包括：路由器为待分配IPv6地址的移动结点配置IPv6地址；所述路由器监听自身控制的移动结点发送的邻居请求消息；所述路由器判断预先存储的已使用的IPv6地址以及所述邻居请求消息承载的目标IPv6地址中，是否至少有一个地址与所述配置的IPv6地址一致；当判断结果为是时，所述路由器确定所述配置的IPv6地址不能通过重复地址检测，否则，所述路由器确定所述配置的IPv6地址通过重复地址检测。 

较佳地，所述已使用的IPv6地址的存储方式为：所述路由器监听所述邻居请求消息前，监听移动结点发送的邻居通告消息；以及所述路由器存储所述邻居通告消息中承载的源IPv6地址。 

较佳地，所述路由器确定所述配置的IPv6地址不能通过重复地址检测之后，还包括：所述路由器根据所述已使用的IPv6地址以及所述目标IPv6地址，为所述待分配IPv6地址的移动结点配置不同于所述已使用的IPv6地址以及所述目标IPv6地址的IPv6地址。 

较佳地，所述IPv6地址为链转交地址LCoA和/或区域转交地址RCoA。 

较佳地，所述路由器判断所述已使用的IPv6地址以及所述目标IPv6地址中，是否至少有一个地址与所述配置的IPv6地址一致具体包括：所述路由器根据哈希查表算法，对预先设置的存储有所述已使用的IPv6地址的列表进行查找；以及根据查找结果以及所述目标IPv6地址，判断所述已使用的IPv6地址以及所述目标IPv6地址中，是否至少有一个IPv6地址与所述配置的IPv6地址一致。 

一种重复地址检测装置，包括：第一配置单元，用于为待分配IPv6地址的移动结点配置IPv6地址；第一监听单元，用于监听路由器控制的移动结点发送的邻居请求消息；第二监听单元，用于在第一监听单元监听所述邻居请求消息前，监听移动结点发送的邻居通告消息；存储单元，用于存储所述第二监听单元监听到的邻居通告消息中承载的源IPv6地址；判断单元，用于判断存储单元存储的已使用的IPv6地址以及第一监听单元监听到的邻居请求消息中承载的目标IPv6地址中，是否至少有一个地址与第一配置单元配置的IPv6地址一致；确定单元，用于在判断单元得到的判断结果为是时，确定第一配置单元配置的IPv6地址不能通过重复地址检测，否则，确定第一配置单元配置的IPv6地址通过重复地址检测。 

本发明实施例通过路由器在对为移动结点配置的IPv6地址进行DAD时，根据监听到的移动结点发送的邻居请求消息中承载的目标IPv6地址，以及预先存储的已使用的IPv6地址，判断当前为移动结点配置的IPv6地址是否已被占用，从而实现对配置的IPv6地址进行的DAD，由于本发明实施例提供的DAD方案预先对已使用的IPv6地址进行了存储，路由器能够从与预先存储的已使用的IPv6地址中获知已被占用的IPv6地址，而无需再被动等待移动结点反馈的NA消息，因此大大提高了DAD的实现效率，解决了现有技术提供的DAD方案实现效率较低的问题。 

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种DAD方法的具体流程示意图； 

图2为MAP在通信网络中的位置示意图； 

图3为本发明实施例提供的DAD方法用于对LCoA和RCoA进行DAD的具体流程示意图； 

图4为本发明实施例提供的一种DAD装置的具体结构示意图。 

具体实施方式

本发明实施例提供一种DAD方案，用以解决现有技术提供的DAD方案实现效率较低的问题，本发明实施例提供的该方案通过对已使用的IPv6地址进行存储，从而后续能够根据存储的该已使用的IPv6地址以及监听到的邻居请求消息中承载的目标IPv6地址，判断为移动结点配置的IPv6地址是否已被占用，从而在无需被动等待移动结点反馈的NA消息的情况下，以较高的效率实现对IPv6地址的DAD。 

下面结合各个附图对本发明实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细的阐述。 

本发明实施例首先提供一种DAD方法，该方法的具体流程示意图如图1所示，包括以下步骤： 

步骤11，路由器为待分配IPv6地址的移动结点配置IPv6地址； 

步骤12，路由器监听自身控制的移动结点发送的NS消息； 

步骤13，路由器判断预先存储的已使用的IPv6地址以及监听到的NS消息中承载的目标IPv6地址中，是否至少有一个地址与步骤11中配置的IPv6地址一致，当判断结果为是时，执行步骤14，否则，执行步骤15； 

步骤14，路由器确定为待分配IPv6地址的移动结点配置的IPv6地址不能通过DAD，此时可结束DAD流程，或者路由器还可以根据上述预先存储的已使用的IPv6地址以及监听到的NS消息中承载的目标IPv6地址，为待分配IPv6地址的移动结点配置不同于已使用的IPv6地址以及该目标IPv6地址的IPv6地址； 

步骤15，路由器确定为待分配IPv6地址的移动结点配置的IPv6地址通过DAD，流程结束。 

在上述步骤13中，由于路由器控制的移动结点在被分配了IPv6地址后，会向路由器反馈NA消息，而该NA消息中承载的源IPv6地址即为移动结点已使用的IPv6地址，因此，在本发明实施例中，可以通过路由器在监听自身控制的移动结点发送的NS消息前，监听移动结点发送的NA消息，并对NA消息中承载的源IPv6地址进行存储，这里被存储的源IPv6地址即为上述已使用的IPv6地址。 

在本发明实施例中，预先存储的路由器控制的移动结点已使用的IPv6地址可以存储在路由器中，也可以存储在独立于路由器之外的存储设备中，并且可以将IPv6地址按照列表形式进行存储，因此，具体地，本发明实施中路由器判断预先存储的自身控制的移动结点已使用的IPv6地址中，是否至少有一个地址与所述配置的IPv6地址一致可以具体包括以下步骤： 

首先，路由器根据哈希查表算法，对预先设置的存储有已使用的IPv6地址的列表进行查找； 

然后，根据查找结果，判断该列表中是否至少有一个IPv6地址与配置的IPv6地址一致，即当在列表中查找到配置的IPv6地址时，确定该列表中存在与配置的IPv6地址一致的IPv6地址，说明该配置的IPv6地址已被占用，不能再用于分配给待分配IPv6地址的移动结点，反之，当在列表中没有查找到配置的IPv6地址时，确定该列表中不存在与配置的IPv6地址一致的IPv6地址，说明该配置的IPv6地址当前还没有占用，进一步地，如果路由器判断当前接收到的NS消息中承载的目标IPv6地址与配置的IPv6地址也不一致时，说明该配置的IPv6地址可以被分配给待分配IPv6地址的移动结点。 

采用本发明实施例提供的上述DAD方法，在为移动结点分配IPv6地址时，路由器无需被动等待移动结点反馈NA消息以确定当前被占用的IPv6地址，而是可以直接根据预先存储的已使用的IPv6地址，就能确定当前已被占用的IPv6地址，从而使得整个DAD的实现效率得到了极大的提高。 

本发明实施例提供的该方法不仅可以应用于IPv6，还可以应用于互联网工 程任务组(IETF，The Internet Engineering Task Force)提出的HMIPv6协议，该HMIPv6协议通过引入微移动概念和分层管理方式来改善MIPv6的性能，HMIPv6协议从微观移动性出发，提出“域”概念，并在每个域中配置一种称为移动锚点(MAP，Mobility Anchor Point)的新实体，MAP在通信网络中的位置示意图如图2所示，其功能是充当所在域内MN的本地家乡代理(HA，Home Agent)，MN在一个MAP域中使用两个转交地址，分别为链转交地址(LCoA，on-Link Care-of Address)和区域转交地址(RCoA，Regional Care-ofAddress)，其中，LCoA用于向MAP注册，RCoA用于向HA和图2中的通信对端节点(CN，Correspondent Node)进行注册。路由器在为MN分配LCoA和RCoA时，仍然需要分别对分配的LCoA和RCoA进行DAD，由对现有技术的介绍可知，若采用现有技术提供的DAD方案进行DAD，则在分配转交地址之前，为了确定待分配的转交地址是否已被路由器控制的移动结点占用，需要被动等待每一个移动结点反馈来NA消息，因此采用现有技术中提供的DAD方案对LCoA和RCoA进行DAD，同样存在着DAD实现效率较低的问题。 

以下以本发明实施例提供的DAD方法用于对LCoA和RCoA进行DAD为例，具体说明采用本发明实施例提供的DAD方法提高对LCoA和RCoA进行DAD效率的实现流程，需要说明的是，为了实现该DAD方法，需要在路由器(这里的路由器可以既包括上述MAP，也包括MAP域中的接入路由器(AR，Access Router))中配置一个分配管理(DADAM，Duplicate AddressDetection and Allocation Management)模块，该流程的实现示意图如图3所示，包括以下步骤： 

步骤31，将DADAM模块设置在AR和MAP上，比如，将DADAM模块设置在如图1所示的AR11、AR12、AR21、AR22以及MAP1、MAP2上，并为设置有DADAM模块的每个AR和MAP分别设置一张地址列表，AR和MAP借助DADAM模块，对NA消息进行监听，并将NA消息中的源地址保存在该地址列表中，表明该地址已被使用，地址列表中的每个地址都是唯一的 且有生命期，并且由DADAM模块定期对该地址列表中的地址进行更新，比如将存储时间超过预定时间段阈值的地址进行删除等； 

步骤32，当MN从图1中的接入点AP12(由MAP1控制)的覆盖范围移动进入到接入点AP21(由MAP2控制)覆盖的范围时，MN会收到AR21发出的RA消息； 

步骤33，MN根据接收到的RA消息和“MAP选项”配置出新的LCoA(后续将该新的LCoA称为nLCoA，即New LCoA)和新的RCoA(后续将该新的RCoA称为nRCoA，即New RCoA)； 

步骤34，MN将nRCoA承载在本地绑定更新(LBU，Local Banding Update)消息的Home Address选项中，并将给LBU消息发送给MAP2以启动MAP注册过程，其中，该LBU消息的源地址为nLCoA； 

步骤35，MAP2接收到LBU消息后，从该LBU消息中提取出nRCoA，同时，将LBU消息的源地址nLCoA承载在切换发起(HI，Handover Initiate)消息中发送给AP21； 

步骤36，MAP2与AP21以并行操作的方式，分别对nRCoA和nLCoA进行DAD，具体地，MAP2进行的DAD如下： 

为了实现对nRCoA的DAD，按照本发明实施例提供的DAD方法，MAP2并不会通知并等待自身控制的各移动结点发送NA消息，而是会根据上述nRCoA，在利用哈希查表算法对自身中设置的DADAM模块存储的地址列表中的地址进行查找的同时，监听NS消息，当MAP2判断地址列表中的地址以及监听到的NS消息中承载的目标地址中，至少有一个地址与上述nRCoA一致时，确定该nRCoA与已使用的地址冲突，则MAP2中的DADAM模块可以随机生成一个接口标识符(IID，Interface Identifier)，并根据nRCoA的配置方式，将该IID与MAP2的地址前缀结合，以重新配置一个不同于地址列表中地址以及NS消息中承载的目标地址的nRCoA，并将该重新配置的nRCoA写入到MAP2中的DADAM维护的存储列表中，而当MAP2判断出地址列表中的 地址以及监听到的NS消息中承载的目标地址中，均没有一个地址与上述nRCoA地址一致时，MAP2确定当前进行DAD的nRCoA与已使用的地址没有发生冲突，在MAP2实现对nRCoA的DAD后，等待AR21发送的切换确认(HAck，Handover Acknowledge)消息(该HAck消息将在AP21进行的DAD中进行介绍，在此不再赘述)，并在MAP2接收到来自AR21的HAck消息后，建立起通过DAD的该nRCoA与nLCoA的绑定关系； 

AP21进行的DAD如下： 

为了实现对nLCoA的DAD，按照本发明实施例提供的DAD方法，AP21也不会通知并等待自身控制的各移动结点发送NA消息，而是在接收到上述HI消息后，根据上述nLCoA，在利用哈希查表算法对自身中设置的DADAM模块存储的地址列表中的地址进行查找的同时，监听NS消息，当AP21判断出地址列表中的地址以及监听到的NS消息中承载的目标地址中，至少有一个地址与上述nLCoA地址一致时，确定该nLCoA与已使用的地址冲突，则AP21中的DADAM模块同样可以随机生成一个IID，并根据nLCoA的配置方式，将该IID与AP21的地址前缀结合，以重新配置一个不同于地址列表中地址以及NS消息中承载的目标地址的nLCoA，并将该重新配置的nLCoA写入到AP21中的DADAM模块维护的存储列表中，同时向MAP2发送包含该重新配置的nLCoA的Hack消息，而当AP21判断出地址列表中的地址以及监听到的NS消息中承载的目标地址中，均没有一个地址与上述nLCoA地址一致时，AP21确定当前进行DAD的nLCoA与已使用的地址没有发生冲突，同时向MAP2发送包含该没有发生冲突nLCoA的Hack消息； 

根据上述内容，本步骤36最终得到的执行是MAP2建立起通过DAD的该nRCoA与nLCoA的绑定关系，在该绑定关系建起之后，继续执行步骤37； 

步骤37，MAP2以双播方式发送LBAck消息给MN，该LBAck消息包含有步骤36中确定出的、没有与已使用的地址发生冲突的nRCoA与nLCoA； 

步骤38，MN根据接收到的LBAck消息中包含的nRCoA，分别向HA和 CN发起家乡注册和通信对端注册，由于这里的家乡注册与通信对端注册均为现有技术，在此不再赘述，流程到此可以结束。 

需要说明的是，MN在不同MAP控制区域之间的移动一般被称为“域间宏移动”，此时需要配置nLCoA和nRCoA，从而需要对配置的nLCoA和nRCoA进行DAD，如图3所示的步骤，即是在假设MN发生了“域间宏移动”的前提下进行的；而MN在同一MAP控制区域之内的移动一般被称为“域内微移动”，此时不需要配置nRCoA，只需要配置nLCoA，因此，在上述步骤35中，只需要AP21对nLCoA进行DAD即可。 

从如图3所示的实现过程可以看出，根据本发明实施例提供的DAD方法，路由器(MAP与AP均可统称为路由器)能够从与预先存储移动结点已使用的IPv6地址中获知已被占用的IPv6地址，而无需再被动等待移动结点反馈的NA消息，因此大大提高了DAD的实现效率，解决了现有技术提供的DAD方案实现效率较低的问题，此外，本发明实施例中利用MAP与AP同步对nRCoA与nLCoA进行DAD，可以将分别执行两个DAD过程所需的时间缩短为执行一个DAD过程所需的时间，从而进一步提高DAD的效率。 

相应地，本发明实施例还提供了一种DAD装置，用以解决现有技术提供的DAD方案实现效率较低的问题，该装置的具体结构示意图如图4所示，包括以下功能单元： 

第一配置单元41，用于为待分配IPv6地址的移动结点配置IPv6地址，这里的IPv6地址可以为链转交地址LCoA和/或区域转交地址RCoA； 

第一监听单元42，用于监听路由器控制的移动结点发送的NS消息； 

存储单元43，用于存储已使用的IPv6地址； 

判断单元44，用于判断存储单元43存储的已使用的IPv6地址以及第一监听单元42监听到的NS消息中承载的目标IPv6地址中，是否至少有一个地址与第一配置单元41配置的IPv6地址一致； 

确定单元45，用于在判断单元44得到的判断结果为是时，确定第一配置单 元41配置的IPv6地址不能通过DAD，否则，确定第一配置单元41配置的IPv6地址通过DAD。 

较佳地，本发明实施例中可以通过预先对NA消息进行监听，从而对NA消息中已使用的源IPv6地址进行存储，因此，本发明实施例提供的该DAD装置还可以进一步包括用于在第一监听单元监听NS消息前，监听移动结点发送的NA消息的第二监听单元46，为了实现对已使用的IPv6地址的存储，存储单元43具体可以包括用于存储第二监听单元46监听到的邻居通告消息中承载的源IPv6地址的存储模块。 

较佳地，本发明实施例提供的该DAD装置还可以进一步包括：第二配置单元47，用于在确定单元45确定第一配置单元41配置的IPv6地址不能通过DAD之后，根据第一监听单元42监听到的NS消息中的目标IPv6地址以及存储单元43存储的已使用的IPv6地址，为待分配IPv6地址的移动结点配置不同于已使用的IPv6地址以及该目标IPv6地址的IPv6地址。 

较佳地，对应于判断单元44功能的一种实现方式，本发明实施例中可以将判断单元具体划分为以下功能模块，具体包括： 

查找模块，用于根据哈希查表算法，对存储单元43中设置的存储有已使用的IPv6地址的列表进行查找；判断模块，用于根据目标IPv6地址以及查找模块得到的查找结果，判断已使用的IPv6地址以及第一监听单元42监听到的NS消息中的目标IPv6地址中，是否至少有一个IPv6地址与第一配置单元41配置的IPv6地址一致。 

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。 

Claims (8)

1.一种重复地址检测方法，其特征在于，包括：

路由器为待分配IPv6地址的移动结点配置IPv6地址；

所述路由器监听自身控制的移动结点发送的邻居请求消息；

所述路由器判断预先存储的已使用的IPv6地址以及所述邻居请求消息承载的目标IPv6地址中，是否至少有一个地址与所述配置的IPv6地址一致；其中，

所述已使用的IPv6地址的存储方式为：所述路由器监听所述邻居请求消息前，监听移动结点发送的邻居通告消息；所述路由器存储所述邻居通告消息中承载的源IPv6地址；

当判断结果为是时，所述路由器确定所述配置的IPv6地址不能通过重复地址检测，否则，所述路由器确定所述配置的IPv6地址通过重复地址检测。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路由器确定所述配置的IPv6地址不能通过重复地址检测之后，还包括：

所述路由器根据所述已使用的IPv6地址以及所述目标IPv6地址，为所述待分配IPv6地址的移动结点配置不同于所述已使用的IPv6地址以及所述目标IPv6地址的IPv6地址。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述IPv6地址为链转交地址LCoA和/或区域转交地址RCoA。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路由器判断所述已使用的IPv6地址以及所述目标IPv6地址中，是否至少有一个地址与所述配置的IPv6地址一致具体包括：

所述路由器根据哈希查表算法，对预先设置的存储有所述已使用的IPv6地址的列表进行查找；以及

根据查找结果以及所述目标IPv6地址，判断所述已使用的IPv6地址以及所述目标IPv6地址中，是否至少有一个IPv6地址与所述配置的IPv6地址一致。

5.一种重复地址检测装置，其特征在于，包括：

第一配置单元，用于为待分配IPv6地址的移动结点配置IPv6地址；

第一监听单元，用于监听路由器控制的移动结点发送的邻居请求消息；

第二监听单元，用于在第一监听单元监听所述邻居请求消息前，监听移动结点发送的邻居通告消息；

存储单元，用于存储所述第二监听单元监听到的邻居通告消息中承载的源IPv6地址；

判断单元，用于判断存储单元存储的已使用的IPv6地址以及第一监听单元监听到的邻居请求消息中承载的目标IPv6地址中，是否至少有一个地址与第一配置单元配置的IPv6地址一致；

确定单元，用于在判断单元得到的判断结果为是时，确定第一配置单元配置的IPv6地址不能通过重复地址检测，否则，确定第一配置单元配置的IPv6地址通过重复地址检测。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：

第二配置单元，用于在确定单元确定第一配置单元配置的IPv6地址不能通过重复地址检测之后，根据所述目标IPv6地址以及存储单元存储的所述已使用的IPv6地址，为所述待分配IPv6地址的移动结点配置不同于所述已使用的IPv6地址以及所述目标IPv6地址的IPv6地址。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述IPv6地址为链转交地址LCoA和/或区域转交地址RCoA。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述判断单元具体包括：

查找模块，用于根据哈希查表算法，对存储单元中设置的存储有所述已使用的IPv6地址的列表进行查找；

判断模块，用于根据所述目标IPv6地址以及查找模块得到的查找结果，判断所述已使用的IPv6地址以及所述目标IPv6地址中，是否至少有一个IPV6地址与所述配置的IPv6地址一致。 

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