CN102710804B

CN102710804B - 提高6rd网络可靠性的方法、家庭网关和dhcp服务器

Info

Publication number: CN102710804B
Application number: CN201210143175.9A
Authority: CN
Inventors: 蔡磊; 兰光华
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2032-05-10
Also published as: CN102710804A

Abstract

本发明提供了一种提高IPv6快速部署(6RD)网络可靠性的方法、家庭网关和DHCP服务器，其中，提高6RD网络可靠性的方法包括：家庭网关向与该家庭网关位于同一网络的DHCP服务器发送信息获取请求，接收该DHCP服务器根据该信息获取请求返回的携带BR信息的选项，并解析出所述BR的DNS信息；所述家庭网关向DNS服务器发送地址获取请求，接收该DNS服务器根据该地址获取请求返回的所述BR的DNS域名的地址。采用本发明的技术方案，家庭网关可动态获取BR的地址，从而可以提高6RD网络可靠性；另外，该家庭网关还可获得BR的优先级信息，因而可以实现主备切换和分担负荷，故可以更有效地提高6RD网络可靠性。

Description

提高6RD网络可靠性的方法、家庭网关和DHCP服务器

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种提高IPv6快速部署(6RD)网络可靠性的方法、家庭网关和动态主机设置协议(DHCP)服务器。

背景技术

在IP网络中，IPv4地址消耗殆尽，部署IPv6网络已经迫在眉睫，各种IPv4到IPv6网络的过渡技术发展很快，但在实际的网络部署上还有很多问题急待解决。由于Internet技术在各个领域中的渗透，网络视频、网络游戏等业务对可靠性要求很高，在网络部署中对可靠性的要求也很高。

当前运营商和用户主要使用的网络技术还是IPv4，IPv6用户要访问IPv6的网络，通过穿越IPv4网络来访问IPv6网络更为快速和简单。

IPv6快速部署(IPv6 Rapid Deployment，简称6RD；RFC5969)技术是过渡技术中隧道技术的一种，它主要用于IPv6穿越IPv4来访问IPv6网络。它能够在已有的IPv4网络中快速部署IPv6的用户。在6RD的组件中，包括6RD用户边缘设备(Customer Edge，CE)和6RD边界网关(Border Relay，BR)；6RD域(6rd domain)内用户通过6RD CE间可以无状态转发进行通讯，通过6RD BR和其他IPv6主机或服务器通讯。在以太网络中6RD CE通过动态主机设置协议(DHCP)的6RD选项(OPTION_6RD)(212，RFC5969)自动获取通用的6RD选项。

在使用6RD部署中，BR是连接IPv6网络应用的重要通道，目前BR的地址主要是IPv4地址，无法保证网络的高可靠性。

发明内容

本发明实施例提供了一种提高IPv6快速部署(6RD)网络可靠性的方法、家庭网关和动态主机设置协议(DHCP)服务器，以解决在已有的IPv4网络中快速部署IPv6用户无法保证高可靠性的问题。

本发明实施例提供了一种提高IPv6快速部署(6RD)网络可靠性的方法，该方法包括：

家庭网关向与该家庭网关位于同一网络的动态主机设置协议(DHCP)服务器发送信息获取请求，接收所述DHCP服务器根据所述信息获取请求返回的携带边界网关(BR)信息的选项，并解析出所述BR的域名系统(DNS)信息；

所述家庭网关向DNS服务器发送地址获取请求，接收所述DNS服务器根据所述地址获取请求返回的所述BR的DNS域名的地址。

优选地，所述家庭网关接收所述DHCP服务器返回的所述选项之后，所述方法还包括：

所述家庭网关解析出所述BR的优先级信息。

优选地，所述家庭网关解析出所述BR的优先级信息和接收所述DNS服务器返回的所述BR的DNS域名的地址之后，所述方法还包括：

所述家庭网关选择优先级最高的BR转发来自IPv6主机的流量；和/或

所述家庭网关选择同一优先级的多个BR分担转发来自IPv6主机的流量。

优选地，所述家庭网关选择优先级最高的BR或同一优先级的BR转发来自IPv6主机的流量之前，所述方法还包括：

所述家庭网关通过可达性检测判断BR的有效性。

优选地，所述家庭网关通过可达性检测判断BR的有效性之后，所述方法还包括：

所述家庭网关确定当前BR无效，则切换到备用BR上。

优选地，所述选项携带在DHCP报文中或因特网协议控制协议(IPCP)报文中。

本发明实施例还提供了一种提高IPv6快速部署(6RD)网络可靠性的方法，该方法包括：

动态主机设置协议(DHCP)服务器接收与该DHCP服务器位于同一网络的家庭网关发送的信息获取请求；

所述DHCP服务器根据所述信息获取请求向所述家庭网关返回携带边界网关(BR)信息的选项，所述BR信息包括所述BR的域名系统(DNS)信息。

优选地，所述BR信息还包括所述BR的优先级信息。

本发明实施例另提供了一种家庭网关，该家庭网关包括：

信息获取模块，用于向与该家庭网关位于同一网络的动态主机设置协议(DHCP)服务器发送信息获取请求，接收所述DHCP服务器根据所述信息获取请求返回的携带边界网关(BR)信息的选项，并解析出所述BR的域名系统(DNS)信息；

地址获取模块，用于向DNS服务器发送地址获取请求，接收所述DNS服务器根据所述地址获取请求返回的所述BR的DNS域名的地址。

优选地，所述信息获取模块，还用于解析出所述BR的优先级信息。

优选地，所述家庭网关还包括：选择模块，用于在所述信息获取模块解析出所述BR的优先级信息和所述地址获取模块接收所述BR的DNS域名的地址之后，选择优先级最高的BR转发来自IPv6主机的流量；和/或，选择同一优先级的多个BR分担转发来自IPv6主机的流量。

优选地，所述家庭网关还包括：判断模块，用于所述选择模块选择优先级最高的BR或同一优先级的BR转发来自IPv6主机的流量之前，通过可达性检测判断BR的有效性。

优选地，所述家庭网关还包括：切换模块，用于所述判断模块确定当前BR无效后切换到备用BR上。

本发明实施例又提供了一种动态主机设置协议(DHCP)服务器，该DHCP服务器包括：

接收模块，用于接收与该DHCP服务器位于同一网络的家庭网关发送的信息获取请求；

返回模块，用于根据所述接收模块接收的所述信息获取请求向所述家庭网关返回携带边界网关(BR)信息的选项，所述BR信息包括所述BR的域名系统(DNS)信息。

优选地，所述BR信息还包括所述BR的优先级信息。

采用本发明的技术方案，家庭网关可动态获取BR的地址，从而可以提高6RD网络可靠性；另外，该家庭网关还可获得BR的优先级信息，因而可以实现主备切换和分担负荷，故可以更有效地提高6RD网络可靠性。

附图说明

图1是本发明提高6RD网络可靠性的方法实施例的信令流程图；

图2是本发明6RD部署的示意图；

图3是本发明OPTION_6RDBR选项的示意图；

图4是本发明家庭网关间负荷分担和主备切换的部署示意图；

图5是本发明边界网关的检测和切换实施例的信令流程图；

图6是本发明提高6RD网络可靠性的方法应用示例的信令流程图；

图7是本发明家庭网关实施例的结构示意图；

图8是本发明DHCP服务器实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、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。

本发明实施例采用DNS域名动态定位6RD BR，通过多个6RD BR的主备和负荷分担来保证高可靠性，而多个6RD BR的切换采用可达性检测来实现。

可达性检测包括多种检测方法，比如：BFD(Bidirectional ForwardingDetection，双向转发检测)或PING检测(使用不间断PING检查来检测可达性)，它可以实时检测两个网络节点间的可达性。

如图1所示，是本发明提高6RD网络可靠性的方法实施例的信令流程图，该实施例中DHCP服务器、DNS服务器和家庭网关(实现6RD CE功能)、边界网关(实现6RD BR功能)互联在IPv4网络上，家庭网关连接IPv6主机用户和IPv4网络，边界网关链接IPv4网络和IPv6因特网(Internet)服务器，如图2所示；该实施例描述了通过图3形式的OPTION_6RD BR选项如何获取边界网关的IPv4地址，图3所示的OPTION_6RD BR选项内容包括优先级和边界网关(6RD BR)域名的字符串(兼容下发IPv4地址，IPv4地址是由字符串组成)。为方便描述，下述将简写为(3，边界网关)的方式，表述“边界网关”，优先级为3，值越高优先级越高。该过程包括：

步骤101、家庭网关向DHCP服务器发出请求；

步骤102、DHCP服务器应答中携带OPTION_6RDBR选项，包含边界网关1，边界网关2的DNS域名；

步骤103、家庭网关向DNS服务器发送请求，解析边界网关1的域名；

步骤104、DNS服务器返回边界网关1对应的IPv4地址(可能有多个)；

步骤105、家庭网关向DNS服务器发送请求，解析边界网关2的域名；

步骤106、DNS服务器返回边界网关2对应的IPv4地址(可能有多个)。

通过以上流程，可以获取边界网关1或边界网关2的IPv4地址。

获取边界网关1或边界网关2的IPv4地址之后，该方法还可以包括：DHCP服务器向家庭网关下发OPTION_6RDBR选项，对多个边界网关(边界网关1和边界网关2)，通过负荷分担和主备算法实现主备和负荷分担，提高边界网关可靠性和性能。

负荷分担算法可以是逐流方法，对通过家庭网关的流量进行分类，比如：IPv6五元组(源地址、目的地址、源端口、目的端口和接口)确定一个流量，平均分流到不同边界网关上。

负荷分担算法可以是逐用户方法，对通过家庭网关的IPv6主机用户进行分类，不同用户平均分流到不同边界网关上。

特别地，如果通过其他方式获取了6RD BR地址，优先级可能采用默认值等方式参与选择。

上述提高6RD网络可靠性的方法中，家庭网关通过接收DHCP服务器发送的选项，动态获取BR的地址，从而可以提高6RD网络可靠性；另外，该家庭网关还可获得BR的优先级信息，因而可以实现主备切换和分担负荷，故可以更有效地提高6RD网络可靠性。

本发明实施例还提供了一种提高IPv6快速部署(6RD)网络可靠性的方法，该实施例从DHCP服务器角度进行描述，该方法包括：

步骤11、动态主机设置协议(DHCP)服务器接收与该DHCP服务器位于同一网络的家庭网关发送的信息获取请求；

步骤12、DHCP服务器根据所述信息获取请求向所述家庭网关返回携带边界网关(BR)信息的选项，所述BR信息包括所述BR的域名系统(DNS)信息。

另外，所述BR信息还可以包括所述BR的优先级信息。

如图4所示，DHCP服务器、DNS服务器和家庭网关(实现6RD CE功能)、边界网关(实现6RD BR功能)互联在IPv4网络上，家庭网关连接IPv6主机用户和IPv4网络，边界网关链接IPv4网络和IPv6 Internet服务器。

DHCP服务器对不同的家庭网关下发不同6RD BR-DNS选项，对家庭网关1下发(3，边界网关1)(4，边界网关2)，对家庭网关2下发(4，边界网关1)(3，边界网关2)，此时，家庭网关1优选边界网关2，边界网关1为备，家庭网关2优选边界网关1，边界网关2为备。这样可以对多个家庭网关流量实现负荷分担。

如果对家庭网关1下发(3，边界网关1)(4，边界网关2)，对家庭网关2下发(3，边界网关1)(4，边界网关2)，也就是下发相同的信息，此时，家庭网关1、家庭网关2优选边界网关2，边界网关1为备。这样边界网关就能实现主备。

如果家庭网关1下发(3，边界网关1)(3，边界网关2)，对家庭网关2下发(3，边界网关1)(3，边界网关2)，也就是同样的优先级，此时，家庭网关1、家庭网关2在边界网关2，边界网关1上都进行负荷分担。

上述几种方式可以解决动态设定和部署边界网关主备的能力。

上述提高6RD网络可靠性的方法中，DHCP服务器通过向家庭网关发送选项，使得家庭网关可以动态获取BR的地址，从而可以提高6RD网络的可靠性；另外，也可以使家庭网关获得BR的优先级信息，因而可以实现主备切换和分担负荷，故可以更有效地提高6RD网络的可靠性。

参考图2示例，BR检测和切换的步骤如图5所示，该过程包括：

步骤201、家庭网关得到(3，边界网关1)和(4，边界网关2)选项；

步骤202、通过DNS服务器获取边界网关1和边界网关2的IPv4地址1和IPv4地址2；

步骤203、家庭网关上对家庭网关和IPv4地址1、家庭网关和IPv4地址2进行可达性检测；

步骤204、判断可达性是否正常，若可达性正常，执行步骤205，若IPv4地址2可达性检查失效，执行步骤206；

步骤205、优选边界网关2的IPv4地址2作为边界网关；

步骤206、重新选择，剔除无效边界网关2，切换到备用边界网关1上。

如果是负荷分担情况，则将分向边界网关2的流量切换到边界网关1上。

优选地，对BR域名的地址，可以在切换前或切换后从DNS服务器获取，或者定时获取。

下面从家庭网关、DHCP服务器等实体互相交互的角度对本发明的技术方案进行详细描述：

如图6所示，是本发明提高6RD网络可靠性的方法实施例的信令流程图，该实施例以图2所示场景为例进行描述，该方法包括：

步骤301、IPv6主机通过家庭网关接入；

步骤302、家庭网关向DHCP服务器发出请求；

步骤303、DHCP服务器将参数通过OPTION_6RD，OPTION_6RDBR选项下发给家庭网关，包括配置信息、(3，边界网关1)和(4，边界网关2)。如果家庭网关已经获取参数，此步省略；

步骤304、家庭网关将获取的6RD信息，重新分配，将地址等配置信息下发给IPv6主机；

步骤305、家庭网关发送解析边界网关1，边界网关2的IPv4地址的请求；

步骤306、DNS服务器将边界网关1和边界网关2的地址返回给家庭网关(解析比较网关地址的具体方式可参考图3)；

步骤307、家庭网关实时检测边界网关1和边界网关2的可达性；

步骤308、IPv6主机要发送报文给IPv6 Internet服务器，需要先发送给家庭网关；

步骤309、家庭网关将报文向选择的边界网关2发送报文；

具体选择方法可参考上述6RD CE上支持负荷分担或主备的方法；

步骤310、边界网关转发报文给IPv6 Intemet服务器；

步骤311、IPv6 Internet服务器返回的报文根据路由先发送到边界网关；

步骤312、边界网关转发给家庭网关；

步骤313、家庭网关转发给IPv6主机。

如果家庭网关2检测边界网关失效，参考图5的方法切换边界网关，在步骤309将报文转发给有效的边界网关1。

如图7所示，是本发明家庭网关实施例的结构示意图，该家庭网关包括信息获取模块71和地址获取模块72，其中：

另外，所述信息获取模块，还用于解析出所述BR的优先级信息。

进一步地，所述家庭网关还包括：选择模块73，用于在所述信息获取模块解析出所述BR的优先级信息和所述地址获取模块接收所述BR的DNS域名的地址之后，选择优先级最高的BR转发来自IPv6主机的流量；和/或，选择同一优先级的多个BR分担转发来自IPv6主机的流量。优选地，所述家庭网关还可以包括：判断模块74，用于所述选择模块选择优先级最高的BR或同一优先级的BR转发来自IPv6主机的流量之前，通过可达性检测判断BR的有效性。另外，所述家庭网关还可以包括：切换模块75，用于所述判断模块确定当前BR无效后切换到备用BR上。

优选地，所述选项可以携带在DHCP报文中或因特网协议控制协议(IPCP)报文中。

上述家庭网关，通过接收DHCP服务器发送的选项，动态获取BR的地址，从而可以提高6RD网络可靠性；另外，该家庭网关还可获得BR的优先级信息，因而可以实现主备切换和分担负荷，故可以更有效地提高6RD网络可靠性。

如图8所示，是本发明DHCP服务器实施例的结构示意图，该DHCP服务器包括接收模块81和返回模块82，其中：

另外，所述BR信息还可以包括所述BR的优先级信息。

上述DHCP服务器，通过向家庭网关发送选项，使得家庭网关可以动态获取BR的地址，从而可以提高6RD网络的可靠性；另外，也可以使家庭网关获得BR的优先级信息，因而可以实现主备切换和分担负荷，故可以更有效地提高6RD网络的可靠性。

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，上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。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本发明进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种提高IPv6快速部署6RD网络可靠性的方法，其特征在于，该方法采用域名系统DNS域名动态定位6RD边界网关BR，包括：

家庭网关向与该家庭网关位于同一网络的动态主机设置协议DHCP服务器发送信息获取请求，接收所述DHCP服务器根据所述信息获取请求返回的携带边界网关BR信息的选项，并解析出所述BR的域名系统DNS信息和所述BR的优先级信息；所述选项携带在DHCP报文中或因特网协议控制协议IPCP报文中；

所述家庭网关向DNS服务器发送地址获取请求，接收所述DNS服务器根据所述地址获取请求返回的所述BR的DNS域名的地址；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述家庭网关选择优先级最高的BR或同一优先级的BR转发来自IPv6主机的流量之前，所述方法还包括：

所述家庭网关通过可达性检测判断BR的有效性。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述家庭网关通过可达性检测判断BR的有效性之后，所述方法还包括：

所述家庭网关确定当前BR无效，则切换到备用BR上。

4.一种提高IPv6快速部署6RD网络可靠性的方法，其特征在于，该方法采用域名系统DNS域名动态定位6RD边界网关BR，包括：

动态主机设置协议DHCP服务器接收与该DHCP服务器位于同一网络的家庭网关发送的信息获取请求；

所述DHCP服务器根据所述信息获取请求向所述家庭网关返回携带边界网关BR信息的选项，所述BR信息包括所述BR的域名系统DNS信息和所述BR的优先级信息，所述选项携带在DHCP报文中或因特网协议控制协议IPCP报文中。

5.一种家庭网关，其特征在于，采用域名系统DNS域名动态定位6RD边界网关BR，该家庭网关包括：

信息获取模块，用于向与该家庭网关位于同一网络的动态主机设置协议DHCP服务器发送信息获取请求，接收所述DHCP服务器根据所述信息获取请求返回的携带边界网关BR信息的选项，并解析出所述BR的域名系统DNS信息和所述BR的优先级信息；所述选项携带在DHCP报文中或因特网协议控制协议IPCP报文中；

地址获取模块，用于向DNS服务器发送地址获取请求，接收所述DNS服务器根据所述地址获取请求返回的所述BR的DNS域名的地址；

选择模块，用于在所述信息获取模块解析出所述BR的优先级信息和所述地址获取模块接收所述BR的DNS域名的地址之后，选择优先级最高的BR转发来自IPv6主机的流量；和/或，选择同一优先级的多个BR分担转发来自IPv6主机的流量。

6.根据权利要求5所述的家庭网关，其特征在于，所述家庭网关还包括：

判断模块，用于所述选择模块选择优先级最高的BR或同一优先级的BR转发来自IPv6主机的流量之前，通过可达性检测判断BR的有效性。

7.根据权利要求6所述的家庭网关，其特征在于，所述家庭网关还包括：

切换模块，用于所述判断模块确定当前BR无效后切换到备用BR上。

8.一种动态主机设置协议DHCP服务器，其特征在于，采用域名系统DNS域名动态定位6RD边界网关BR，该DHCP服务器包括：

返回模块，用于根据所述接收模块接收的所述信息获取请求向所述家庭网关返回携带边界网关BR信息的选项，所述BR信息包括所述BR的域名系统DNS信息和所述BR的优先级信息，所述选项携带在DHCP报文中或因特网协议控制协议IPCP报文中。