CN101764856A - 一种ip地址分配方法和网关 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种IP地址分配方法以及相应的网关，用于解决在为移动终端分配IP地址时容错性差或依赖外部服务器稳定运行的问题。所述方法包括：获取移动终端的唯一标识码；以唯一标识码中的唯一标识字段或唯一标识码为映射变量，将映射变量映射为IP地址的后三段；从配置信息中读取唯一标识码归属的子网编号，以该子网编号为IP地址的前缀与IP地址的后三段一起组合成IP地址；将组合所得的IP地址分配给移动终端。本发明的IP地址分配方法具有较好的健壮性，不需要释放IP地址池所消耗的时间，分配IP地址速度快，另外，采用本发明映射方式生成的IP地址都是唯一的，因此消除了在分配或释放IP地址时可能存在的冲突。

Description

一种IP地址分配方法和网关
技术领域
本发明涉及无线核心网数据业务领域，一种IP地址分配方法和网关。
背景技术
随着移动终端的普及以及人们生活水平的提高，越来越多的用户习惯于使用支持通用分组无线业务(GPRS，General Packet Radio Service)的移动终端访问Internet。在这类用户数量不断攀升的情况下，如何快速且无冲突地为移动终端分配IP地址，是GPRS亟需解决的一个重要问题。
现有技术为GPRS移动终端分配地址的方法可以概括为两类，一是本地IP地址池(IP Pool)分配方法，另一类是外地IP地址分配方法。本地IP地址池分配方法较为简单，即网关GPRS支持节点(GGSN，Gateway GPRS SupportNode)在共享的本地IP地址池中为移动终端分配一个IP地址，移动终端下线后，该移动终端使用的IP地址可以分配给其他随后上线的移动终端。这就是说，本地IP地址池分配方法的特点是移动终端每一次上线时被分配的IP地址可能并不相同，在异常情况下会出现：外部服务器记录下移动终端A使用过的IP地址，当移动终端A下线后，原先分配给移动终端A的IP地址再次被分配给其他的移动终端，例如移动终端B，由此导致外部服务器将原本应该发送给移动终端A的报文错误地发送至移动终端B。
至于外地IP地址分配方法，包括认证/授权/收费(AAA，AuthenticationAuthorization Accounting)服务器分配IP地址和动态主机配置协议(DHCP，Dynamic Host Configuration Protocol)分配IP地址。这种外地IP地址分配方法是移动终端通过GGSN向外部服务器(例如，AAA服务器或DHCP服务器)发送为其分配IP地址的请求，外部服务器在收到该请求后，从配置的IP地址池为该移动终端分配一个空闲的IP地址再通过GGSN返回给移动终端。
由于外地IP地址分配方法需要依赖外部服务器(AAA服务器或DHCP服务器)的稳定运行，一旦外部服务器运行不稳定，则会直接影响移动终端IP地址的分配，进而影响用户的业务使用。
发明内容
本发明实施例提供一种IP地址分配方法以及相应的网关，旨在解决现有技术在为移动终端分配IP地址时容错性差或比较依赖外部服务器的稳定运行的问题。
一种IP地址分配方法，包括：获取移动终端的唯一标识码；以所述唯一标识码中的唯一标识字段或所述唯一标识码为映射变量，将所述映射变量映射为IP地址的后三段；从配置信息中读取所述唯一标识码归属的子网编号，以所述子网编号为IP地址的前缀与所述IP地址的后三段一起组合成IP地址；将所述组合所得的IP地址分配给所述移动终端。
一种网关，包括：获取模块，用于获取移动终端的唯一标识码；映射模块，用于以移动终端唯一标识码中的唯一标识字段或所述唯一标识码为映射变量，将所述映射变量映射为IP地址的后三段；IP地址组合模块，用于从配置信息中读取所述唯一标识码归属的子网编号，以所述子网编号为IP地址的前缀与所述IP地址的后三段一起组合成IP地址；分配模块，用于将所述IP地址组合模块组合所得的IP地址分配给所述移动终端。
本发明实施例以移动终端唯一标识码中的唯一标识字段为映射变量，将该映射变量映射为IP地址的后三段后，将移动终端唯一标识码归属的子网编号作为IP地址的前缀，与映射出的IP地址的后三段一起组合成IP地址。由于本发明实施例采用映射方式生成的IP地址是由本地GGSN生成，并不依赖于外部服务器(例如，AAA服务器或DHCP服务器)的稳定运行，因此，这种IP地址分配方法具有较好的健壮性(robust)，也不需要如现有技术那样释放IP地址池必须消耗的时间，分配IP地址速度快，另外，对于每一个移动终端，采用本发明映射方式生成的IP地址都是唯一的，因此消除了在分配或释放IP地址时可能存在的地址冲突。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种IP地址生成方法基本流程示意图；
图2是本发明实施例提供的不连续IMSI号码段映射成不连续的IP地址号码段示意图；
图3是本发明实施例提供的修正不连续IP地址号码段示意图；
图4是本发明实施例提供的一种网关基本逻辑结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例提供的一种IP地址生成方法基本流程示意图，主要包括步骤：
S101，获取移动终端的唯一标识码。
移动终端在访问Internet之前，会向服务GPRS支持节点(SGSN，ServingGPRS Support Node)发送激活消息，例如，分组数据协议(PDP，Packet DataProtocol)上下文请求，该激活消息由SGSN向GGSN转发，GGSN从激活消息获取移动终端的唯一标识码。在本发明实施例中，移动终端的唯一标识码可以是国际移动用户标识(IMSI，International Mobile Subscriber Identity)、国际移动设备身份码(IMEI，International Mobile Equipment Identity)或其他可以唯一标识移动终端的码字等
S102，以移动终端唯一标识码中的唯一标识字段或唯一标识码为映射变量，将该映射变量映射为IP地址的后三段。
由于在具体实现本发明的技术方案时，会考虑将哪一个号码段的IMSI作为规划允许接入的号码段，因此，系统管理人员可以设定一个号码段范围。当GGSN收到移动终端的激活消息时，首先判断该移动终端的IMSI是否在设定的号码段范围。
若该移动终端的IMSI在设定的号码段范围，则将移动终端唯一标识码中的唯一标识字段，例如，IMSI中的移动用户鉴权号码(MSIN，Mobile StationIdentity Number)字段作为映射变量，将该映射变量映射为IP地址的后三段，具体包括：
S1021，针对IP地址后三段中的每一段，选择三种映射参数。
以IPv4为例，现有IP地址是32位，每8位为一节(或一段)。在本发明实施例中，IP地址的后三段是指：第16至23位为第一段，第8至15位为第二段，第0至7位。可以针对这每一段选择一种映射参数，一种映射参数针对不同的MSIN可以保持不变。
S1022，分别以MSIN和三种映射参数中的一种映射参数作为映射因子，对该映射因子执行三种运算操作后得到三种运算结果，该三种运算结果作为IP地址的后三段。
仍然以IPv4为例，考虑到IP地址的第一段(第16至23位)转换成对应的十进制范围在0～255之间，可以以255×254和255作为第一种映射参数，执行(MSIN/255×254)％255运算操作后得到的运算结果作为所述IP地址的后三段的第一段，这里“×”、“/”和“％”分别为乘法运算操作、除法运算操作和取模操作；同样地，考虑到IP地址的第二段(第8至15位)转换成对应的十进制范围在0～255之间，可以以254和255作为第一种映射参数，执行(MSIN/254)％255运算操作后得到的运算结果作为所述IP地址的后三段的第二段。
对于IP地址的第三段(第0至7位)，其转换成十进制的合法范围应该在1～254之间，如果单纯执行“取模”操作，即，执行MSIN/％254的运算操作，则可能会得到运算结果为0或255，这些都不在合法范围内。因此，对于IP地址的第三段，在本发明实施例中，可以将254作为第三种映射参数，执行(MSIN％255)+1运算操作后得到的运算结果作为IP地址的第一段。
由于MSIN是移动终端的国际移动用户标识中的唯一标识字段，因此，对于每一个移动终端，经过映射得到的IP地址的后三段也是唯一的，不会与其他移动终端的IP地址的后三段相冲突。
需要说明的是，本发明虽然是以国际移动用户标识中的MSIN字段作为映射变量，并且对MSIN和映射参数执行的是加、减、乘、除和取模等运算操作，但本领域的技术人员应该能够理解，还有其它的映射变量可供选择，并且还有其它的运算操作可以作为实现映射的运算操作，只要移动终端的唯一标识码或该唯一标识码中的字段经过映射后得到的IP地址的后三段是唯一的，则本发明不加限制。
当然，为了本发明技术方案实现起来简单，可以以线性映射(如上述实施例所示)为优选的映射方式，如此，对于号码段连续的IMSI，通过线性映射后得到的IP地址后三段是连续的。
S103，从配置信息中读取所述唯一标识码归属的子网编号，以所述子网编号为IP地址的前缀与所述IP地址的后三段一起组合成IP地址。
对于访问Internet的多个移动终端，其唯一标识码号码，例如IMSI号码段需要规划到某一子网内，即，网络管理人员事先对IMSI号码段进行规划，明确移动终端唯一标识码归属的子网编号，以配置信息的形式保存在GGSN内。在本发明实施例中，对于IP地址的前缀(即IPv4中IP地址的第24至31位)可以不通过映射得到，只需要从配置信息中读取唯一标识码归属的子网编号，以该子网编号为IP地址的前缀，与在S102中通过映射得到的IP地址的后三段一起组合便构成IP地址。
由于在实际应用中，规划到某一个子网内的多个移动终端，其唯一标识码构成的唯一标识码号段相互之间可能不是连续的，如此，即使经过线性映射，加上前缀后得到的IP地址构成的IP地址号段，其相互之间也不是连续的。如图2所示，IMSI号段1映射成的IP地址号段1，例如192.148.125.2～192.148.125.96，IMSI号段2映射成的IP地址号段2，例如192.148.125.100～192.148.125.213；IP地址号段1的IP地址终止端点192.148.125.96与IP地址号段2的IP地址起始端点192.148.125.100之间具有差值4(100-96＝4)，即IP地址号段1和IMSI号段2不连续。
为了便于网络规划或出于其他目的(例如，希望节省IP地址资源，不希望IP地址尽快耗尽等)的考虑，在本发明实施例中，对于多个移动终端唯一标识码构成的不连续唯一标识码号段经过线性映射后得到不连续的IP地址号段这种情况，可以对不连续IP地址号段进行修正，具体修正方法是：以该IP地址号段的端点为基准的IP地址，将该基准的IP地址增加偏移量(Offset)。至于偏移量的大小，可以不固定，主要是根据不连续IP地址号段端点之间的差值来定，基本原则是：经过增加偏移量，修正之后的IP地址号段构成连续的IP地址号段即可。
举例说明。假设IMSI(1)和IMSI(95)构成IMSI号段IMSI(3-110)，IMSI(121)和IMSI(234)构成IMSI号段IMSI(121-234)，经过映射后得到的IP地址号段分别是第一个IP地址号段(IP地址号段1)192.148.125.2～192.148.125.96和第二个IP地址号段(IP地址号段2)192.148.125.100～192.148.125.213。第一个IP地址号段的一个端点(终止IP地址)是192.148.125.96，第二个IP地址号段的一个端点(起始IP地址)是192.148.125.100。显然，该两个IP地址号段之间是不连续的，如果只是按照这种映射出来的IP地址号段直接进行IP地址的分配，那么网络规划很不方便，也比较浪费地址资源。
按照本发明实施例提供的修正方式和修正原则，可以将第二个IP地址号段的端点192.148.125.100增加一个偏移量(如图3所示)，例如，将192.148.125.100增加一个偏移量-3，即，对192.148.125.100实施192.148.125.100+(-3)的运算，使之变成192.148.125.97。如此，第二个IP地址号段变成192.148.125.97～192.148.125.213，其起始IP地址变成了192.148.125.97，紧挨第一个IP地址号段的终止IP地址192.148.125.96，两个IP地址号段变成连续的。
当然，如果不是线性映射，则即使由唯一标识码(例如，IMSI)构成的唯一标识码号段之间是连续的，那么，经过这种非线性映射后，加上前缀后得到的IP地址构成的不连续IP地址号段也不是连续的。在这种情况下，仍然可以采用增加偏移量这种方式将不连续的IP地址号段修正为连续的IP地址号段，具体方法如前述实施例，此处不再赘述。
S104，将S103中组合所得的IP地址分配给所述移动终端。
由上述实施例可知，由于采用映射方式生成的IP地址是由本地GGSN生成，并不依赖于外部服务器(例如，AAA服务器或DHCP服务器)的稳定运行，因此，这种IP地址分配方法具有较好的健壮性，也不需要如现有技术那样释放IP地址池必须消耗的时间，分配IP地址速度快，另外，对于每一个移动终端，采用本发明映射方式生成的IP地址都是唯一的，因此消除了在分配或释放IP地址时可能存在的地址冲突。
请参阅图4，本发明实施例提供的一种网关基本逻辑结构示意图。为了便于说明，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分，并且，示出的功能模块/单元可以是软件模块/单元、硬件模块/单元或软硬件相结合的模块/单元。该网关可以是GPRS系统中的GGSN或路由器，其具体包括以下功能模块/单元。
映射模块401，用于以移动终端唯一标识码中的唯一标识字段为映射变量，将该映射变量映射为IP地址的后三段，包括：
参数选定单元4011，用于选定三种映射参数；
运算单元4012，用于分别以MSIN和参数选定单元4011选定的三种映射参数中的一种映射参数作为映射因子，对映射因子执行三种运算操作后得到三种运算结果，三种运算结果作为IP地址的后三段。
IP地址组合模块402，用于将移动终端唯一标识码归属的子网编号作为IP地址的前缀，与映射模块401映射出的IP地址的后三段一起组合成IP地址。
如前所述，由于在实际应用中，规划到某一个子网内的多个移动终端，其唯一标识码构成的唯一标识码号段相互之间可能不是连续的。如此，即使经过映射模块401的映射，加上前缀(移动终端唯一标识码归属的子网编号)后得到的IP地址构成的IP地址号段，其相互之间也不是连续的；或者，多个移动终端的唯一标识码号段相互之间是连续的，但因为映射模块401的映射方式不是线性映射，加上前缀后得到的IP地址构成的IP地址号段，其相互之间也不是连续的。
分配模块403，用于将IP地址组合模块402组合所得的IP地址分配给移动终端。
在上述情况下，为了便于网络规划或出于其他目的(例如，希望节省IP地址资源，不希望IP地址尽快耗尽等)的考虑，在本实施例中，网关还可以包括：
IP地址号段修正模块404，用于移动终端唯一标识码构成的唯一标识码号段经过映射后得到不连续的IP地址号段时，对该不连续的IP地址号段进行修正使之成为连续的IP地址号段，然后由分配模块403分配给移动终端。不连续的IP地址号段的修正方式可以是以IP地址号段的端点为基准的IP地址，将该基准的IP地址增加偏移量(Offset)。至于偏移量的大小，可以不固定，主要是根据不连续IP地址号段端点之间的差值来定，基本原则是：经过增加偏移量，修正之后的IP地址号段构成连续的IP地址号段即可，具体示例可以参阅上述方法实施例，此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的一种IP地址分配方法以及相应的网关进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (13)

1.一种IP地址分配方法，其特征在于，包括：
获取移动终端的唯一标识码；
以所述唯一标识码中的唯一标识字段或所述唯一标识码为映射变量，将所述映射变量映射为IP地址的后三段；
从配置信息中读取所述唯一标识码归属的子网编号，以所述子网编号为IP地址的前缀与所述IP地址的后三段一起组合成IP地址；
将所述组合所得的IP地址分配给所述移动终端。
2.根据权利要求1所述的IP地址分配方法，其特征在于，所述移动终端唯一标识码是国际移动设备身份码。
3.根据权利要求1所述的IP地址分配方法，其特征在于，所述移动终端唯一标识码是国际移动用户标识码，所述唯一标识码中的唯一标识字段是移动用户鉴权号码MSIN。
4.根据权利要求3所述的IP地址生成方法，其特征在于，所述以移动终端唯一标识码中的唯一标识字段为映射变量，将所述映射变量映射为IP地址的后三段包括：
选定三种映射参数；
分别以所述移动用户鉴权号码(MSIN)和三种映射参数中的一种映射参数作为映射因子，对所述映射因子执行三种运算操作后得到三种运算结果，所述三种运算结果作为所述IP地址的后三段。
5.根据权利要求4所述的IP地址生成方法，其特征在于，所述分别以所述移动用户鉴权号码MSIN和三种映射参数中的一种映射参数作为映射因子，对所述映射因子执行三种运算操作后得到三种运算结果包括：
将255×254和255作为第一种映射参数，执行(MSIN/255×254)％255运算操作后得到的运算结果作为所述IP地址的后三段的第一段；
将254和255作为第二种映射参数，执行(MSIN/254)％255运算操作后得到的运算结果作为所述IP地址的后三段的第二段；
将254作为第三种映射参数，执行(MSIN％255)+1运算操作后得到的运算结果作为所述IP地址的后三段的第三段；
所述“×”为乘法运算操作，所述“/”为除法运算操作，所述“％”为取模操作。
6.根据权利要求1所述的IP地址分配方法，其特征在于，所述映射为线性映射。
7.根据权利要求1所述的IP地址分配方法，其特征在于，若所述移动终端唯一标识码构成的唯一标识码号段之间不连续，则对经过所述映射后得到的IP地址构成的不连续IP地址号段进行修正使之成为连续的IP地址号段。
8.根据权利要求7所述的IP地址分配方法，其特征在于，所述修正方式包括：
以所述IP地址号段的端点为基准IP地址，将所述基准的IP地址增加偏移量，所述偏移量根据修正之后的IP地址号段之间构成连续的IP地址号段而定。
9.一种网关，其特征在于，所述网关包括：
获取模块，用于获取移动终端的唯一标识码；
映射模块，用于以移动终端唯一标识码中的唯一标识字段或所述唯一标识码为映射变量，将所述映射变量映射为IP地址的后三段；
IP地址组合模块，用于从配置信息中读取所述唯一标识码归属的子网编号，以所述子网编号为IP地址的前缀与所述IP地址的后三段一起组合成IP地址；
分配模块，用于将所述IP地址组合模块组合所得的IP地址分配给所述移动终端。
10.根据权利要求9所述的网关，其特征在于，所述移动终端唯一标识码是国际移动用户标识码，所述唯一标识码中的唯一标识字段是移动用户鉴权号码MSIN。
11.根据权利要求10所述的网关，其特征在于，所述映射模块包括：
参数选定单元，用于选定三种映射参数；
运算单元，用于分别以所述移动用户鉴权号码MSIN和所述参数选定单元选定的三种映射参数中的一种映射参数作为映射因子，对所述映射因子执行三种运算操作后得到三种运算结果，所述三种运算结果作为所述IP地址的后三段。
12.根据权利要求9所述的网关，其特征在于，所述网关还包括：
IP地址号段修正模块，用于所述移动终端唯一标识码构成的唯一标识码号段经过映射后得到不连续的IP地址号段时，对所述不连续的IP地址号段进行修正使之成为连续的IP地址号段。
13.根据权利要求12所述的网关，其特征在于，所述IP地址号段修正模块还用于：
以所述IP地址号段的端点为基准的IP地址，将所述基准的IP地址增加偏移量，所述偏移量根据修正之后的IP地址号段构成连续的IP地址号段而定。
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