CN102624707B - 一种协商IPv6信息的方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种协商IPv6信息的方法及系统，应用于使用以太网上的点对点协议(PPPoE)拨号接入网络的过程中，所述方法包括：在网络控制协议协商阶段，客户端向服务端发送IPv6控制协议协商请求报文，其中携带所请求的选项、该选项的类型及长度信息；其中，所述选项包括以下任意一种或任意组合：IPv6地址、IPv6前缀、基于版本6的计算机域名系统(DNSv6)和地址族转换路由地址；所述服务端若支持且授权了所述客户端所请求的选项，则向所述客户端回复IPv6CP协商确认报文，其中携带所述客户端所请求的选项的值。本发明使用PPPv6协议扩展选项进行IPv6CP协商，能更全面、更完善和更简洁的实现宽带用户接入功能。

Description

一种协商IPv6信息的方法及系统

技术领域

本发明涉及IPv6网络通信PPP(Point to Point Protocol，点对点协议)协议技术，尤其涉及一种协商IPv6信息的方法及系统。

背景技术

在宽带技术和宽带用户迅速成长的今日，V4地址空间的危机由来已久，这是导致IP技术版本升级的主要动力。中国下一代互联网示范工程(CNGI项目)是国家级的战略项目，该项目的主要目标是以IPv6为核心，搭建下一代互联网的试验平台。此项目标的启动标志了我国的IPv6进入了实质性发展阶段。各级运营商也正在加紧步伐部署V6网络，V6宽带接入网络已逐步进入试商用阶段。

IPv6基础协议的设计理念是希望V6网络能成为一个即插即用的接入网络。但是对于很多运营商而言，更需要进行有状态(即动态地址分配)形式来管理地址，所以185DHCPv6(Dynamic Host Configuration Protocol for IPv6，支持IPv6的动态主机配置协议)应运而生。众多的V4老用户，特别是中国电信等国内大型宽带运营商所使用的终端及家庭网关(包括CPE((Customer Provide Equipment，用户级接入设备)))多是采用PPPOE(Point-to-Point Protocol Over Ethernet，以太网上的PPP)技术进行接入。

对于运营商及宽带用户，更偏向于使用长期以来表现出色的PPP拨号技术进行宽带接入及V6网络应用。但是由于PPP协议在V6网络技术应用中，现行标准只规定了分配接口标识(Interface ID)等选项，而接口标识只是V6全局地址以及链路层地址组成的一部分。最终，还是需要应用其他协议(如NDP(Neighbor Discovery Protocol，邻居发现协议)和DHCPv6(动态地址分配协议))给用户分配IPv6前缀(IPv6 Prefix)或者IPv6地址(IPv6Address)才能完成整个V6接入流程。而且PPP协议也缺乏DNSv6(Domain Name System forv6，基于版本6的计算机域名系统)和AFTR(Address Family Transition Router，地址族转换路由)地址(或域名)等重要选项，此类IPv6相关的接入信息也是需要通过其他协议(如NDP协议和DHCPv6协议)来完成与CPE或用户间的交互。

在RFC6333中的DS-Lite章节中，已经描述了为用户(接入设备不为其分配V4地址)仅分配V6前缀而提供双栈接入的方法。而V4用户中(BRAS(Broadband Remote AccessServer，宽带远程接入服务器)/BNG(Broadband Network Gateway，宽带网络网关)与CPE之间)最关键的技术就是4in6隧道技术，通常将其看为一条软线。一个DS-Lite(基础桥接宽带(B4))设备一般不知道其网络是由一个支持双栈的设备接入，并且它也不知道隧道的远端尾节点(ATFR)所建立的软线。可以使用一个DNS主机名来通告某个AFTR地址的B4设备(即此图中CPE设备)的位置(地址)。一旦这个DNS主机名被通告，整个组网将表明这个AFTR的位置也通知给一个主机去接入DS-Lite设备并变成这个软线的一个节点。

对于传统的PPPoE拨号场景和终端(包括CPE)而言，一次拨号通知可以支持IPv6和IPv4用户同时接入。在PPP协商过程中，经过CHAP(Challenge Handshake AuthenticationProtocol，询问握手认证协议)、PAP(Password Authentication Protocol，密码认证协议)或MSCHAP(微软版本的CHAP)挑战认证后，即进入了IPv6CP(Internet Protocol Versionsix Control Protocol，国际互联网络协议版本六之控制协议)协商阶段。IPv6CP选项中的接口标识选项是每个用户的必要选项，一般情况下都需要进行协商。

而对于IPv6CP协商中的AFTR选项，典型的应用场景为DS-Lite CGN(CarrierGrade Network Address Translation，运营商级网络地址转换)技术中。之前一般都认为在IPV4地址耗尽前，有10年以上的时间可基于双栈模式来完成互联网向IPV6技术的迁移。但是由于互联网及其应用的加速发展，目前IANA(The Internet Assigned NumbersAuthority，互联网数字分配机构)持有的空余地址池即将在全面的IPV6网络部署前耗尽。由于双栈技术需要对现有网络中的众多设备进行全地双栈技术升级和改造，导致成本较高，以至于阻碍了IPV6技术的快速推广。双栈隧道电信级网络地址转换(Dual-stack liteCarrier Grade Network Address Translation)技术，简称为DS-Lite CGN，通过利用简单的dual-stack capable设备、4in6隧道和NAT44等技术，使得运营商可以更加灵活的部署IPV6，从而降低了部署IPV6的成本，有利于促进运营商尽早开始进行实质性的IPV6业务部署。

CPE和DS-Lite CGN设备都是支持IPV6的设备，它们之间可建立V6网络并进行V6的通信。其中用户CPE设备具有DS-Lite中向远端AFTR建立4in6隧道(即软线)的B4接口，DS-Lite CGN设备则具备DS-Lite中由4in6隧道终结点功能和NAT44功能组成的AFTR模块。而作为宽带接入设备的BNG，则需要分配CPE的全局地址和通告远端的AFTR地址(or域名)建立软件，在现有技术中，所有的AFTR地址(或域名)都是通过DHCPv6方式分配的。

因此，传统的PPP协议中的IPv6CP选项只支持较少的V6信息，无法协商IPv6地址、IPv6前缀、DNSv6/WINS地址以及AFTR地址(或域名)等重要的V6用户属性。在利用PPPoE拨号后还需要通过SLAAC(Stateless Address Auto Configuration，无状态地址自动配置)和DHCPv6方式继续分配V6用户属性，这样就会增加报文之间的交互、延迟，并给BRAS带来额外的运行开销以及引入不稳定因素。通常需要2～3个协议功能协助才能完成一次V6用户信息协商，对于用户的拨号速率以及用户体验较差。

发明内容

本发明的用于提供一种协商IPv6信息的方法及系统，以解决终端设备要同时支持多种协议才能完成获取IPv6必要信息的问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种协商IPv6信息的方法，应用于使用以太网上的点对点协议(PPPoE)拨号接入网络的过程中，包括：

在网络控制协议协商阶段，客户端向服务端发送IPv6控制协议(IPv6CP)协商请求报文，其中携带所请求的选项、该选项的类型及长度信息；其中，所述选项包括以下任意一种或任意组合：IPv6地址、IPv6前缀、基于版本6的计算机域名系统(DNSv6)和地址族转换路由(AFTR)地址；

所述服务端若支持且授权了所述客户端所请求的选项，则向所述客户端回复IPv6CP协商确认(ACK)报文，其中携带所述客户端所请求的选项的值。

进一步地，

所述服务端若不支持此选项或者未被授权此选项，则向所述客户端回复IPv6CP协商拒绝报文，其中携带所述客户端所请求的选项。

进一步地，

所述服务端若支持且授权了所述服务端所请求的选项，具体包括：

所述服务端判断出本地配置了所述服务端所请求的选项。

进一步地，

所述客户端将向服务端发送的所述IPv6控制协议协商请求报文中携带的选项的值默认设置为0。

相应地，本发明还提供了一种协商IPv6信息的系统，应用于使用PPPoE拨号接入网络的过程中，包括：客户端和服务端；

所述客户端用于在网络控制协议协商阶段，向所述服务端发送IPv6控制协议(IPv6CP)协商请求报文，其中携带所请求的选项、该选项的类型及长度信息；其中，所述选项包括以下任意一种或任意组合：IPv6地址、IPv6前缀、基于版本6的计算机域名系统(DNSv6)和地址族转换路由(AFTR)地址；

所述服务端用于在支持且授权了所述客户端所请求的选项时，向所述客户端回复IPv6CP协商确认(ACK)报文，其中携带所述客户端所请求的选项的值。

进一步地，

所述服务端还用于在不支持此选项或者未被授权此选项时，向所述客户端回复IPv6CP协商拒绝报文，其中携带所述客户端所请求的选项。

进一步地，

所述服务端支持且授权了所述服务端所请求的选项，具体包括：

所述服务端判断出本地配置了所述服务端所请求的选项。

进一步地，

所述客户端还用于将向所述服务端发送的所述IPv6控制协议协商请求报文中携带的选项的值默认设置为0。

与现有技术相比较，本发明使用PPPv6协议扩展选项进行IPv6CP协商，能更全面、更完善和更简洁的实现宽带用户接入功能，是区别于现行的无状态地址分配与动态地址分配协议技术的更新颖、更完善、更简化的地址分配与下发V6资源的PPP协议技术实现。

附图说明

图1为本发明实施例中PPPoE拨号接入简易场景图；

图2(a)～2(d)分别为本发明NCP各扩展选项报文格式的示意图；

图3为本发明实施例中一种协商IPv6信息的方法流程图；

图4为本发明实施例中应用场景的网络拓扑图；

图5为本发明实施例中协商AFTER扩展选项的交互的流程图；

图6为本发明实施例中BRAS设备整体协作流程图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

基于多元的V6接入方式，为节省系统开支，本实施例提出了采用PPPv6扩展选项来实现分配全部V6属性的解决方法。

具体场景如图1所示，RG(住宅网关)网关设备(或CPE、终端)与PPPoEv4接入类似，首先进行PPPoE报文协商后进入PPP协商阶段，通过PAP、CHAP及MSCHAP认证授权后，进入NCP(Network Control Protocol，网络控制协议)协商阶段。对于IPCP(IP Control Protocol，IP控制协议)协商的NCP阶段，此时分为NCPv4和NCPv6两种方式也可同时协商。对于NCPv4阶段保持原有接入协商不变，而对于NCPv6协商除必须协商接口ID选项，BNG设备与RG必须支持协商IPv6地址、IPv6前缀、DNSv6和AFTR等选项。

PPPOEV6接入支持分配IPv6全局地址、IPv6前缀、DNSv6和AFTR地址(or域名)，通过IPv6CP的扩展选项分配IPv6全局地址、IPv6前缀、DNSv6和AFTR地址(or域名)的封装格式如图2(a)～2(d)所示。其中，报文中携带上述各选项的类型、长度及值的信息。

如图3所示，在本实施例中，协商IPv6信息的方法的流程如下：

1.在客户端使用PPPoE拨号接入网络的过程中，在NCP协商阶段，客户端发起请求消息，在请求消息的NCPv6扩展选项中携带所请求的选项、类型及长度，其中，TYPE(类型)字段的值可由用户选择填写或根据系统配置进行选择；选项的内容中默认填充为0；上述选项包括：IPv6全局地址、IPv6前缀、DNSv6及AFTR地址中的任意一项或任意组合；

2.如果服务端不支持此选项，或者判断出客户端发来的请求消息中缺少必要信息，则发送Reject选项拒绝此次请求操作。如果服务端支持此选项并且能在配置及地址与前缀池中获取到相关V6信息，则使用确认报文下发给客户端请求的选项信息的值。回应是TYPE及LENTH字段需要符合客户端要求(即如图2依照协议所描述填写)，客户段发送Request报文，服务端回应ACK确认协商的选项完成协商。

如图4所示，此图为典型DS-Lite CGN组网图。此网络拓扑中CPE除需要向BNG设备申请IPv6 address、IPv6前缀和DNSv6以外，还需要BNG设备通告AFTR地址(or域名)。CPE从BNG设备分配到IPv6 address、IPv6前缀和DNSv6后，需要将得到的V6属性信息重新划分通告给下面的双栈网络。对于CPE与CGN设备需要建立软线(即4in6隧道)，此时需要由BNG来分配通告CGN上的AFTER地址(or域名)。对于现有设备，不同的选项是可以通过不同的协议获得，导致客户端和服务端都要同时支持多种协议栈，维护多个协议状态，增加了V6用户接入复杂度。而本发明的提出可以根据客户端请求内容，一次全部下发给客户端。而服务端也可以根据自身的情况控制客户端请求的内容。

如图5所示，以AFTR扩展选项为例描述NCPv6协商的交互流程，包括：

步骤1.LCP协商成功，PAP、CHAP和MSCHAP认证授权成功；

步骤2.CPE发送IPv6CP协商请求报文，并携带AFTER选项；

步骤3.BRAS设备若不支持或者没有授权此选项，则回复IPv6CP协商REJECT报文携带此选项格式并拒绝掉此选项，即回复给客户端IPV6CPCONFIG REQUEST报文的CONFIGREJECT报文中携带要拒绝的选项；BRAS设备若配置支持并且授权了此选项(即通过BRAS配置进行本地授权或者通过Radius服务器进行授权下发此类属性)，则回复IPv6CP协商ACK报文携带此选项。

如图6所示，BRAS设备整体协作流程如下：

步骤1.PPPoE拨号用户(客户端)发起拨号请求；

步骤2.客户端请求PPPoE协商，并进行认证挑战；

步骤3.PPPoE服务端接收客户端的协商请求；

步骤4.PPPoE向认证管理模块发送认证授权请求。认证用户并授权用户相关信息；

步骤5.认证管理模块向AAA认证服务器发送认证授权请求。AAA服务器判断认证授权信息是否正确，如果不正确，向用户发送下线报文，通知用户下线；

步骤6.若AAA认证授权服务器认证成功，将认证授权信息发送给认证管理模块，认证管理模块将认证授权信息透传给PPPoE服务端；

步骤7.PPPoE服务端将认证授权信息保存在用户内存区。

步骤8.PPPoE客户端与服务端协商时，PPPoE客户端模块会提取认证授权信息中的V6属性，用户与客户端进行IPv6CP协商；

步骤9.如IPv6CP协商不成功，则通知用户下线；

步骤10.如IPv6CP协商成功后，PPPoE客户端模块发送消息给用户管理模块，通知用户管理模块用户上线成功。

步骤11.用户管理模块，确认用户上线成功后，会进行向Radius(AAA服务器)溯源即上报V6属性，使得认证服务器开始对用户计费。

步骤12.用户管理模块同时先BRAS路由器增加用户路由及QOS服务等，使得用户上线完成，可以访问网络。

在本实施例中，协商IPv6信息的系统，主要包括：客户端和服务端；其中，服务端包括BNG及BRAS等接入设备，客户端包括普通终端和CPE等设备。

对于客户端，用于在网络控制协议协商阶段，向所述服务端发送IPv6CP协商请求报文，其中携带所请求的选项、该选项的类型及长度信息；其中，所述选项包括以下任意一种或任意组合：IPv6地址、IPv6前缀、DNSv6和AFTR地址；当客户端接收服务端的回应报文时，根据草案格式解析报文内容用于配置V6信息属性；

服务端，即宽带接入设备，用于在支持且授权了该客户端所请求的选项时，向该客户端回复IPv6CP协商确认(ACK)报文，其中携带该客户端所请求的选项的值；在不支持此选项或者未被授权此选项时，向客户端回复IPv6CP协商拒绝报文，其中携带所述客户端所请求的选项。

在上述应用场景中，应用本发明可以同时为CPE分配IPv6地址或者前缀和AFTR地址(或主机名)等信息，一次性地解决多次V6信息交互和分配的问题。使用本发明则不需要通过其他协议分步地分配此类V6信息。从而本发明是为一种更新颖和更完善、更简化的地址分配与分配V6资源的PPP协议技术实现，而且提高接入用户稳定性。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。根据本发明的发明内容，还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种协商IPv6信息的方法，应用于使用以太网上的点对点协议PPPoE拨号接入网络的过程中，包括：

在网络控制协议协商阶段，客户端向服务端发送IPv6控制协议IPv6CP协商请求报文，其中携带所请求的选项、该选项的类型及长度信息；其中，所述选项包括地址族转换路由AFTR地址；

所述服务端若支持且授权了所述客户端所请求的选项，则向所述客户端回复IPv6CP协商确认ACK报文，其中携带所述客户端所请求的选项的值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述服务端若不支持此选项或者未被授权此选项，则向所述客户端回复IPv6CP协商拒绝报文，其中携带所述客户端所请求的选项。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：

所述服务端若支持且授权了所述服务端所请求的选项，具体包括：

所述服务端判断出本地配置了所述服务端所请求的选项。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述客户端将向服务端发送的所述IPv6控制协议协商请求报文中携带的选项的值默认设置为0。

5.一种协商IPv6信息的系统，应用于使用以太网上的点对点协议PPPoE拨号接入网络的过程中，包括：客户端和服务端；

所述客户端用于在网络控制协议协商阶段，向所述服务端发送IPv6控制协议IPv6CP协商请求报文，其中携带所请求的选项、该选项的类型及长度信息；其中，所述选项包括地址族转换路由AFTR地址；

所述服务端用于在支持且授权了所述客户端所请求的选项时，向所述客户端回复IPv6CP协商确认ACK报文，其中携带所述客户端所请求的选项的值。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于：

所述服务端还用于在不支持此选项或者未被授权此选项时，向所述客户端回复IPv6CP协商拒绝报文，其中携带所述客户端所请求的选项。

7.如权利要求5或6所述的系统，其特征在于：

所述服务端支持且授权了所述服务端所请求的选项，具体包括：

所述服务端判断出本地配置了所述服务端所请求的选项。

8.如权利要求5所述的系统，其特征在于：

所述客户端还用于将向所述服务端发送的所述IPv6控制协议协商请求报文中携带的选项的值默认设置为0。