CN103685586B - 一种实现地址共享的方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现地址共享的方法、装置和系统，在AAA服务器上配置有用于对IP地址进行统一管理的地址池；AAA服务器能够根据所配置的地址池为CGN设备分配IP地址。本发明实现地址共享的技术实现了CGN设备之间的IP地址资源共享，因此能够解决跨CGN设备之间资源负荷分担的问题，提升了IP地址资源的共享率，能够实现资源优化；并且在IP地址管理上，给运营商提供了更为便捷的平台。另外，由于IP地址由AAA服务器统一管理，CGN设备上不必再配置地址池，因此CGN设备可以实现无地址池启动。

Description

一种实现地址共享的方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及通信领域，具体涉及一种实现地址共享的方法、装置和系统。
背景技术
随着IPv4地址的耗尽，网络地址转换(NAT)技术得到越来越广泛的应用。但是，地址资源不能在运营商级NAT(Carrier Grade NAT，CGN)设备之间动态共享，NAT公网地址池直接或间接的配置在设备上，这样可能会产生某些设备地址池资源紧张，而某些设备地址池资源富余的现象。
对于运营商来说，总的IP地址数目是有限的，地区间、时间上的不平衡，往往导致IP地址的时而趋紧、时而富余。
例如A地和B地同样拥有N个IP地址，由于A地区举办大型活动导致A地区IP地址耗尽，而由于B地区的人口流动到A地区导致B地区地址利用率锐减至50％。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现地址共享的方法、装置和系统，
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种实现地址共享的方法，在AAA服务器上配置有用于对IP地址进行统一管理的地址池；所述方法包括：AAA服务器根据所配置的地址池为CGN设备分配IP地址。
该方法还包括：
AAA服务器针对CGN设备进行优先级权限管理；
在CGN设备启动并请求IP地址时，AAA服务器根据所述CGN设备的优先级为CGN设备分配具有相应数目的IP地址。
该方法还包括：
在所述CGN设备上配置所述优先级，或
通过RADIUS报文将所述CGN设备的优先级发送给所述CGN设备。
该方法还包括：
为CGN设备配置用于作为计算资源空闲率的参考的申请/释放阈值；其中，
针对申请阈值，当协议下资源空闲率低于申请阈值时，触发CGN设备再次申请IP地址；
针对释放阈值，当协议下资源空闲率高于释放阈值时，触发CGN设备释放IP地址。
所述申请/释放阈值与不同的协议相对应；其中，
所述申请/释放阈值对应的任意一种协议下的资源空闲率低于申请阈值时，触发IP地址资源的申请；以及，
所述申请/释放阈值对应的所有协议下的资源空闲率都高于释放阈值时，触发IP地址资源的释放。
该方法还包括：
所述CGN设备达到申请阈值之后，再次申请IP地址资源时，按照所配置的步长进行申请。
所述CGN设备和AAA服务器之间采用RADIUS报文交互，该方法还包括：
为所述RADIUS报文的属性attributes字段增加四种类型：设备号、优先级、IP地址管理单元cell信息、步长。
所述CGN设备上设置有IP地址的释放策略，包括以下之一；
集中策略：释放状态下，将新建会话被指派的IP地址集中于一个或多个cell所属的IP地址，剩余cell所属的IP地址资源所对应的会话待老化或手动删除后达到空闲状态，此时释放整个cell；
强制策略：释放状态下，选择会话数较少的cell，并且该cell不允许被新建会话占用；并且，删除该cell下所有的占用所述cell IP地址的会话，强行释放cell及其所属IP地址；
忽视策略：释放状态下，若没有空闲地址cell，新建会话时无视释放状态，按照原先模式继续指派IP地址资源以生成会话；直到空闲cell产生，启动释放流程。
该方法还包括：
AAA服务器记录涉及IP地址分配的日志，所述日志包括以下字段：
时间戳；
设备号(标识申请/释放IP地址的设备)；
分配的IP地址；
报文类型(申请、释放)；
执行结果(成功、失败)。
一种实现地址共享的装置，该装置上配置有用于对IP地址进行统一管理的地址池；该装置用于根据所配置的地址池为CGN设备分配IP地址。
所述装置用于针对CGN设备进行优先级权限管理；
在CGN设备启动并请求IP地址时，所述装置用于根据所述CGN设备的优先级为CGN设备分配具有相应数目的IP地址。
所述CGN设备上还配置有用于作为计算资源空闲率的参考的申请/释放阈值；其中，
针对申请阈值，当协议下资源空闲率低于申请阈值时，所述CGN设备用于再次申请IP地址；
针对释放阈值，当协议下资源空闲率高于释放阈值时，所述CGN设备用于释放IP地址。
所述申请/释放阈值与不同的协议相对应；其中，
所述申请/释放阈值对应的任意一种协议下的资源空闲率低于申请阈值时，所述CGN设备用于进行IP地址资源的申请；以及，
所述申请/释放阈值对应的所有协议下的资源空闲率都高于释放阈值时，所述CGN设备用于进行IP地址资源的释放。
所述CGN设备还用于：
在达到申请阈值之后，再次申请IP地址资源时，按照所配置的步长进行申请。
所述CGN设备和所述装置之间采用RADIUS报文交互，所述装置用于：
为所述RADIUS报文的attributes字段增加四种类型：设备号、优先级、地址管理单元cell信息、步长。
所述CGN设备上设置有IP地址的释放策略，包括以下之一；
集中策略：释放状态下，将新建会话被指派的IP地址集中于一个或多个cell所属的IP地址，剩余cell所属的IP地址资源所对应的会话待老化或手动删除后达到空闲状态，此时释放整个cell；
强制策略：释放状态下，选择会话数较少的cell，并且该cell不允许被新建会话占用；并且，删除该cell下所有的占用所述cell IP地址的会话，强行释放cell及其所属IP地址；
忽视策略：释放状态下，若没有空闲地址cell，新建会话时无视释放状态，按照原先模式继续指派IP地址资源以生成会话；直到空闲cell产生，启动释放流程。
所述装置还用于记录涉及IP地址分配的日志，所述日志包括以下字段：
时间戳；
设备号(标识申请/释放IP地址的设备)；
分配的IP地址；
报文类型(申请、释放)；
执行结果(成功、失败)。
该装置为AAA服务器，包括AAA服务器管理模块，用于进行以下管理：
地址池管理；
优先级权限管理；
日志管理。
所述CGN设备包括用户配置模块、IP地址资源申请/释放模块、IP地址资源管理模块；其中，
所述用户配置模块，用于进行涉及共享策略的配置；所述共享策略包括优先级、阈值、步长中至少之一；
所述IP地址资源申请/释放模块，用于计算资源空闲率，据此申请/释放IP地址；
所述IP地址资源管理模块，用于管理IP地址资源。
一种实现地址共享的系统，该系统包括AAA服务器、CGN设备；其中，
所述AAA服务器上配置有用于对IP地址进行统一管理的地址池，用于根据所配置的地址池为CGN设备分配IP地址；
所述CGN设备，用于与所述AAA服务器交互，进行包括申请和/或释放IP地址在内的IP地址管理。
所述AAA服务器包括AAA服务器管理模块，用于进行以下管理：
地址池管理；
优先级权限管理；
日志管理。
所述CGN设备包括用户配置模块、IP地址资源申请/释放模块、IP地址资源管理模块；其中，
所述用户配置模块，用于进行涉及共享策略的配置；所述共享策略包括优先级、阈值、步长中至少之一；
所述IP地址资源申请/释放模块，用于计算资源空闲率，据此申请/释放IP地址；
所述IP地址资源管理模块，用于管理IP地址资源。
本发明实现地址共享的技术实现了CGN设备之间的IP地址资源共享，因此能够解决跨CGN设备之间资源负荷分担的问题，提升了IP地址资源的共享率，能够实现资源优化；并且在IP地址管理上，给运营商提供了更为便捷的平台。另外，由于IP地址由AAA服务器统一管理，CGN设备上不必再配置地址池，因此CGN设备可以实现无地址池启动。
附图说明
图1.1为本发明实施例的CGN设备上电(初始化)时申请IP地址的流程图；
图1.2为本发明实施例的CGN设备再次申请IP地址的流程图；
图1.3为本发明实施例的CGN设备释放IP地址的流程图；
图2.1至图2.7为本发明实施例的CGN设备与AAA服务器(可简称为AAA)交互的流程图；
图3.1为本发明实施例的远端验证拨入用户服务(RADIUS)报文中新增code类型后的报文格式示意图；
图3.2为本发明实施例的RADIUS报文中新增设备号属性后的报文格式示意图；
图3.3为本发明实施例的RADIUS报文中新增优先级属性后的报文格式示意图；
图3.4为本发明实施例的RADIUS报文中新增IP地址管理单元(cell)属性后的报文格式示意图；
图3.5为本发明实施例的RADIUS报文中新增步长属性后的报文格式示意图；
图4为本发明实施例的典型应用场景示意图；
图5为本发明实施例的地址共享流程简图。
具体实施方式
在实际应用时，在多个CGN设备(包括但不限于具有NAT或网络端口地址转换(NAPT)功能的路由器/防火墙等)之间，需要共享一个或多个IP地址资源，以达到优化地址资源的目的。所述NAPT亦可称为网络端口地址转换(PAT)。
为了实现IP地址资源的共享，可以应用如下模块：
A、用户配置模块；
所述用户配置模块用于进行涉及IP地址的配置，可以进行如下操作中至少之一：
1)设备共享优先级配置；
2)申请阈值配置；
3)释放阈值配置；
4)释放状态下的占用策略；
5)申请步长；
6)失败保持时间。
B、IP地址资源申请/释放模块；
所述IP地址资源申请/释放模块用于计算资源空闲率，据此申请/释放IP地址，可以进行如下操作中至少之一：
1)计算资源空闲率；
2)RADIUS报文处理
C、IP地址资源管理模块用于管理IP地址资源，如：在释放状态下执行占用策略。
D、AAA服务器管理模块；
所述AAA服务器管理模块可以进行如下操作中至少之一：
1)地址池管理；
2)优先级权限管理；
3)日志模块。
为了实现IP地址资源的共享，可以执行如下操作：
1、RADIUS报文的扩展
对RADIUS报文进行扩展，增加RADIUS报文的包类型(code)字段的值。如图3.1所示，code字段的值可以但不限于图3.1所示的范围。
为属性(attributes)字段增加四种类型：设备号、优先级、cell信息、步长。新增上述四种类型后的报文格式分别如图3.2至图3.5所示。
2、AAA服务器的配置
第一步，配置地址池；
配置地址池后，可以绑定一个或多个IP地址至一个cell中，cell作为管理申请/释放IP地址的基础单元。
地址池的利用率的算法可以为：(会话数*100)/(65535*IP地址数*协议数)；上述算法适用于PAT。针对NAT，地址池的利用率的算法则可以为：已使用IP地址/总IP地址。
第二步，优先级权限管理
AAA服务器针对CGN设备配置优先级权限管理，以便对于CGN设备首次申请基础IP地址(预分配)的请求，根据优先级进行IP地址分配。优先级高低不同，预分配的IP地址数目也不同。
第三步，日志管理
AAA服务器配置日志管理，用于记录信息以便查询。
日志管理的内容包括但不局限于以下字段：
1)时间戳；
2)设备号(标识申请/释放IP地址的设备)；
3)分配的IP地址
4)报文类型(申请、释放)；
5)执行结果(成功、失败)。
3、CGN设备上的配置
第一步，配置CGN设备的共享优先级；
共享优先级决定了CGN设备初始化后可以一次性获取IP地址的数目、CGN设备上IP地址的数目上限和下限。
所述共享优先级仅用于首次申请(预分配)IP地址资源。
特别的，在CGN设备上可以不配置地址池。
第二步，配置申请/释放阈值，该阈值可以作为计算资源空闲率的参考；
由于PAT转换是基于协议进行的，且相同端口可以被不同协议复用。因此，对于阈值的判断需要区分协议。
具体而言，针对申请阈值，当某种协议下资源空闲率低于申请阈值时，触发CGN设备再次申请IP地址(cell)。
针对释放阈值，当某种协议下资源空闲率高于释放阈值时，触发CGN设备释放IP地址(cell)。
在实际应用时，申请阈值可以大于释放阈值。
某种协议下的总资源数的计算方式为：65535*IP地址数。
某种协议下的空闲资源数的计算方式为：各IP地址的未被占用的端口数总和。
某种协议下的资源空闲率的计算方式为：空闲资源数/总资源数。
上述协议包括但不限于传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)、Internet控制报文协议(ICMP)等，任意一种协议下的资源空闲率低于申请阈值时，都会触发IP地址资源的申请；所有协议下的资源空闲率都高于释放阈值时，才会触发IP地址资源的释放；
若指定的地址池区分NAT类型和PAT类型，那么NAT类型的单个IP地址资源数按65535来计算，这意味着一个NAT会话占用65535个资源数；这种操作方式适用于纯NAT场景、纯PAT场景、NAT/PAT混合场景。
上述资源空闲率的计算方式同样适用于CGN的映射模式(EIM/ADM/APDM)、过滤模式(EIF/ADF/APDF)等。
第三步，配置释放资源下的地址占用策略；
当空闲资源率高于释放阈值时，若CGN设备所有cell的IP地址都被会话占用，没有cell能够被释放。此时，对IP地址的占用策略的配置可以但不限于如下所示：
1)集中策略；
即，释放状态下，新建会话被指派的IP地址(和端口)将尽量集中于一个或多个cell所属的IP地址，剩余cell所属的IP地址资源所对应的会话待老化或手动删除后达到空闲状态，此时释放整个cell。
2)强制策略；
即，释放状态下，选择会话数较少的cell，并且该cell不允许被新建会话占用。并且，删除该cell下所有的IP地址的会话，强行释放IP地址。
3)忽视策略；
即，释放状态下，若没有空闲cell(空闲cell是指该cell中没有IP地址被会话占用)，新建会话时无视释放状态，指派IP地址资源以生成会话。直到空闲cell产生，启动释放cell的流程；
第四步，配置申请IP地址的步长；
申请IP地址的步长，即当资源利用率达到申请阈值时，CGN设备向AAA服务器申请IP地址管理单元cell的个数。
在实际应用时，CGN设备启动后首次申请的IP地址资源按照优先级由AAA服务器统一分配；而达到申请阈值之后，再次申请IP地址资源时，则可以按照所配置的步长进行申请；
第五步，配置失败保持时间；
失败保持时间假设为T1，即，CGN设备申请/释放失败之后，在T1时间范围内不得再向AAA服务器发送申请/释放请求。
4、IP地址申请/释放流程；
4.1、CGN设备预申请流程，如图1.1所示。
正常流程，如图2.1所示：
第一步，
CGN设备启动运行，初始化NAT模块，通过RADIUS报文向AAA服务器申请IP地址资源(预申请)，封装code类型为Address-Request(如图3.1所示)，属性字段填充设备号(如图3.2所示)、优先级(如图3.3所示)；
第二步，
AAA服务器接收到预申请IP地址的RADIUS报文，根据该报文携带的优先级，一次分配该优先级对应的N个cell，封装code类型为Address-Request-Reply，属性字段填充设备号(如图3.2所示)、cell ID和IP地址(如图3.4所示)，发送给申请的CGN设备。
如果需要发送多个cell，则针对每个cell，将上述属性字段封装到报文尾部；
第三步，
CGN设备收到code类型为Address-Request-Reply的报文后，进行地址管理。此时CGN设备再发送code类型为Address-Request-Reply-Ack的报文至AAA服务器，属性字段填充设备号(如图3.2所示)。至此CGN设备初始化完成。
异常流程：
第四步(如图2.2所示)，
若进行上述正确流程中的第一步时，CGN设备通过RADIUS报文向AAA服务器申请IP地址资源(预申请)，但是并未收到AAA服务器的报文回应。此时，CGN设备会连续发送N次相同的预申请报文，如果都没有获得回应，则初始化失败并告警；
第五步(如图2.4所示)，
若进行上述正确流程中的第二步时，AAA服务器发现自身没有充足的IP地址分配给CGN设备，则发送code类型为Address-Request-Reject的报文给CGN设备，属性字段填充设备号(如图3.2所示)。CGN设备收到该报文后，初始化失败并告警；
第六步(如图2.3所示)，
若进行上述正确流程中的第三步后，AAA服务器没有收到CGN设备RADIUS属性中定义的消息类型为Address-Request-Reply-Ack的报文，则重复发送上述正确流程中的第二步的报文内容至CGN设备；重复发送N次后，如果还是收不到Address-Request-Reply-Ack报文(说明此时CGN设备出现故障或通讯问题)，锁定相关cell并发出告警。
第七步，
CGN设备运行中，断电重启后首次申请IP地址。此时AAA服务器收到如上述正确流程中的第一步所述内容的报文后，发现已经为相关设备分配了若干cell，此时AAA服务器将全部cell一并通过上述正确流程中的第二步所述code为Address-Request-Reply的报文发送到CGN设备。
4.2、CGN设备再次申请IP地址流程(如图1.2所示)；
正常流程(图2.1)：
第一步，
CGN设备正常工作后，在创建每一个会话时，根据会话所属的协议，CGN设备比较协议下的当前资源空闲率和所配置的申请阈值；
第二步，
CGN设备在资源空闲率低于所配置的申请阈值时，发送申请IP地址的RADIUS报文，封装code类型为Address-Request(如图3.1所示)，属性字段填充设备号(如图3.2所示)、步长(如图3.5所示)；
第三步，
AAA服务器接收到申请IP地址的所述RADIUS报文后，根据该报文携带的步长，一次性从相关的地址池中分配N个cell，封装code类型为Address-Request-Reply，属性字段填充设备号(如图3.2所示)、cell ID和IP地址(如图3.4所示)，发送给申请的CGN设备。
如果需要发送多个cell，则针对每个cell，将上述属性字段封装到报文尾部。
第四步，
CGN设备收到AAA服务器的应答后，进行地址管理。此时CGN设备再发送code类型为Address-Request-Reply-Ack的报文至AAA服务器，属性字段填充设备号(如图3.2所示)。至此CGN设备初始化完成；
异常流程：
第五步(如图2.4所示)，
若进行上述正确流程中的第三步时，AAA服务器发现自身没有充足的IP地址分配给CGN设备，则发送code类型为Address-Request-Reject的报文给CGN设备；CGN设备收到该报文后，设置定时器，定时器的定时时间为所配置的失败保持时间T1。在T1时间内，不再发送申请IP地址请求；
第六步(如图2.2所示)，
若进行上述正确流程中的第二步时，CGN设备通过RADIUS报文向AAA服务器申请IP地址资源，但是并未收到AAA服务器的报文回应。此时，CGN设备会连续发送N次相同的申请报文，如果都没有获得回应，设置定时器，定时器的定时时间为所配置的失败保持时间T1。在T1时间内，不再发送申请IP地址请求；
第七步(如图2.3所示)，
若进行上述正确流程中的第四步后，AAA服务器若没有收到CGN设备code类型为Address-Request-Reply-Ack的报文，则重复发送上述正确流程中的第二步的报文内容至CGN设备；重复发送N次后，如果还是收不到Address-Request-Reply-Ack报文(说明此时CGN设备出现故障或通讯问题)，锁定相关cell并发出告警。
4.3、CGN设备释放IP地址流程(如图1.3所示)
正常流程(如图2.5所示)：
第一步，
删除每一个会话时，CGN设备比较协议下的当前资源空闲率和所配置的释放阈值；
第二步，
CGN设备在资源空闲率高于所配置的释放阈值时，检查当前是否有空闲cell，即，某个cell中的IP地址都未被会话占用；
第三步，
若有空闲cell，CGN设备则发送释放IP地址的RADIUS报文，封装code类型为Address-Release(如图3.1所示)，属性字段填充设备号(如图3.2所示)、cell信息(如图3.4所示)；
释放时，需要单个cell释放，不允许单个IP地址进行释放；
第四步，
若没有空闲cell，则后续根据释放状态下策略对资源进行新建会话。直到会话老化、静态映射删除等操作后产生空闲cell为止；
第五步，
AAA服务器接收到第三步所述报文后，释放cell资源，并发送code类型为Address-Release-Reply的报文至CGN设备；
第六步，
CGN设备接收到第五步所述报文后，释放并删除cell。
异常流程：
第七步(如图2.7所示)，
若进行上述正确流程中的第五步时，AAA服务器发现因自身原因导致无法完成释放流程，则发送code类型为Address-Release-Reject的报文给CGN设备；CGN设备收到该报文后，设置定时器，定时器的定时时间为所配置的失败保持时间T1。在T1时间内，不再发送释放cell请求；
第八步(图2.6)，
若进行上述正确流程中的第六步时，CGN设备未收到第五步所述报文。此时，CGN设备会重复发送N次相同的第三步所述的释放报文，如果都没有获得回应，设置定时器，定时器的定时时间为所配置的失败保持时间T1。在T1时间内，不再发送释放cell请求；
4.4、其他可以进一步考虑的异常情况
情况一，
CGN设备应具备查重功能，即连续收到相同的Address-Request-Reply或其他类型的报文时，应连续回应Address-Request-Reply-Ack或其他的相应报文，但相同的cell在CGN设备本地不能收到多次；
情况二，
CGN设备发生故障，并且无法修复时。AAA服务器应能够支持手动释放分配给该CGN设备的cell。
情况三，
CGN设备的优先级决定了其所属cell数目的上限和下限(运营商决定)。当CGN设备的cell数目达到下限时，不再进行释放操作；当CGN设备的cell数目达到上限时，不再进行申请操作；
情况四，
CGN设备在进行申请/释放cell时，不允许同时进行其他申请和释放流程；
下面应用实施例对本发明进一步详细描述：
组网实施案例1，如图4所示；
硬件部分由n台CGN设备以及AAA服务器组成，CGN设备以及AAA服务器支持TCP/UDP/ICMP等常见的协议；
在实际应用时，可以执行如下操作：
A、CGN设备上的配置如下：
1)设备共享优先级配置(value＝1)；
2)申请阈值配置(access threshold＝40(％))；
3)释放阈值配置(release threshold＝80(％))；
4)IP地址处于释放状态下的分配策略(policy＝集中策略)；
5)申请cell步长(step size＝1)；
6)配置失败保持时间为T1(单位s)。
B、AAA服务器的配置如下：
1)设置优先级权限管理。优先级为1，初次申请IP地址为2个cell；优先级为2，初次申请IP地址为4个；依此类推。
2)设置日志使能；
3)配置地址池若干，平均每个cell有地址20个。
C、CGN设备上电启动，NAT模块初始化，并通过RADIUS接口发送携带优先级(优先级为1)、以及消息类型为Address-Request的报文至AAA服务器；
D、AAA服务器对CGN设备的Address-Request报文进行处理，AAA服务器地址池可用容量均满足CGN设备的初次申请的IP地址数量的要求。AAA服务器回应消息类型为Address-Request-Reply的报文至CGN设备，并将相关的2个cell放在RADIUS报文选项中；此时记录相关日志；
E、CGN设备接收到对应的RADIUS REPLY报文，获取所申请的IP地址，并将地址加载到自身的地址池管理中；CGN设备还发送消息类型为Address-Request-Reply-Ack的报文至AAA服务器以进行确认；
F、AAA服务器收到消息类型为Address-Request-Reply-Ack的所述报文，将cell置为使用状态；
G、CGN设备初始化完毕，并开始新建会话；
H、一段时间后，CGN在生成某个TCP会话时，发现TCP的空闲资源为1,022,346，此时1,022,346/(65535*40)＜40％(申请阈值)，并且未达到CGN设备cell数量的上限；CGN设备立即发送步长为1的RADIUS消息类型为Address-Request的报文至AAA服务器，请求再次获取1个cell；同时，新建会话不受影响；
I、AAA服务器收到CGN设备的Address-Request报文，并且自身剩余cell数目大于1个；于是AAA服务器发送Address-Request-Reply报文，并将相关的1个cell放在RADIUS报文属性中发送至CGN设备；此时记录相关日志；
J、CGN设备接收到AAA服务器的REPLY报文后，将IP地址加载并继续工作；还发送Address-Request-Reply-Ack报文至AAA服务器；
K、一段时间后，CGN设备老化某个UDP会话时，发现剩余资源为3,185,001，此时3,185,001/(65535*60)＞80％(释放阈值)，此时CGN设备发现所有cell均被占用，并且释放策略为集中策略；
L、CGN设备再次新建会话时，按照centralized策略，集中分配资源至某个cell上，以确保剩余cell能够被释放；
M、一段时间后，CGN设备发现由于会话老化，某个cell的所有会话得以释放。因此CGN设备向AAA服务器发送RADIUS释放请求报文，并在其中携带指定的IP地址，RADIUS报文的消息类型为Address-Release；
N、AAA服务器收到CGN设备的释放请求，将其中所携带的IP地址存入空闲链，并发送RADIUS消息类型为Address-Release-Reply的确认报文至CGN设备；此时记录相关日志；
O、CGN设备收到AAA服务器的释放确认消息，删除上述cell所述的IP地址；
P、至此，CGN设备与AAA服务器交互分配IP地址的过程结束。
所述日志能够为地址分配的溯源提供保证，所述日志包括但不局限于以下字段：
时间戳；
设备号(标识申请/释放IP地址的设备)；
报文类型(申请、释放)；
执行结果(成功、失败)。
结合以上描述可知，本发明实现地址共享的操作思路可以表示如图5所示的流程，该流程包括以下步骤：
步骤510：在AAA服务器上配置用于对IP地址进行统一管理的地址池。
步骤520：AAA服务器根据所配置的地址池为CGN设备分配IP地址。
综上所述可见，无论是方法、装置还是系统，本发明实现地址共享的技术实现了CGN设备之间的IP地址资源共享，因此能够解决跨CGN设备之间资源负荷分担的问题，提升了IP地址资源的共享率，能够实现资源优化；并且在IP地址管理上，给运营商提供了更为便捷的平台。另外，由于IP地址由AAA服务器统一管理，CGN设备上不必再配置地址池，因此CGN设备可以实现无地址池启动。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (22)

1.一种实现地址共享的方法，其特征在于，在AAA服务器上配置有用于对IP地址进行统一管理的地址池；所述方法包括：AAA服务器根据所配置的地址池为CGN设备分配IP地址；
释放IP地址时，若没有空闲的IP地址管理单元cell可以释放，则根据制定的IP地址的释放策略对资源进行新建会话，直到产生空闲cell为止。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
AAA服务器针对CGN设备进行优先级权限管理；
在CGN设备启动并请求IP地址时，AAA服务器根据所述CGN设备的优先级为CGN设备分配具有相应数目的IP地址。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
在所述CGN设备上配置所述优先级，或
通过RADIUS报文将所述CGN设备的优先级发送给所述CGN设备。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
为CGN设备配置用于作为计算资源空闲率的参考的申请/释放阈值；其中，
针对申请阈值，当协议下资源空闲率低于申请阈值时，触发CGN设备再次申请IP地址；
针对释放阈值，当协议下资源空闲率高于释放阈值时，触发CGN设备释放IP地址。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述申请/释放阈值与不同的协议相对应；其中，
所述申请/释放阈值对应的任意一种协议下的资源空闲率低于申请阈值时，触发IP地址资源的申请；以及，
所述申请/释放阈值对应的所有协议下的资源空闲率都高于释放阈值时，触发IP地址资源的释放。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
所述CGN设备达到申请阈值之后，再次申请IP地址资源时，按照所配置的步长进行申请。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CGN设备和AAA服务器之间采用RADIUS报文交互，该方法还包括：
为所述RADIUS报文的属性attributes字段增加四种类型：设备号、优先级、IP地址管理单元cell信息、步长。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CGN设备上设置有所述IP地址的释放策略，包括以下之一；
集中策略：释放状态下，将新建会话被指派的IP地址集中于一个或多个cell所属的IP地址，剩余cell所属的IP地址资源所对应的会话待老化或手动删除后达到空闲状态，此时释放整个cell；
强制策略：释放状态下，选择会话数较少的cell，并且该cell不允许被新建会话占用；并且，删除该cell下所有的占用所述cell IP地址的会话，强行释放cell及其所属IP地址；
忽视策略：释放状态下，若没有空闲地址cell，新建会话时无视释放状态，按照原先模式继续指派IP地址资源以生成会话；直到空闲cell产生，启动释放流程。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
AAA服务器记录涉及IP地址分配的日志，所述日志包括以下字段：
时间戳；
设备号，用于标识申请或释放IP地址的设备；
分配的IP地址；
报文类型，包括申请或释放；
执行结果，包括成功或失败。
10.一种实现地址共享的装置，其特征在于，该装置上配置有用于对IP地址进行统一管理的地址池；该装置用于根据所配置的地址池为CGN设备分配IP地址；
所述装置还用于在释放IP地址时，若没有空闲的IP地址管理单元cell可以释放，则根据制定的IP地址的释放策略对资源进行新建会话，直到产生空闲cell为止。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，
所述装置用于针对CGN设备进行优先级权限管理；
在CGN设备启动并请求IP地址时，所述装置用于根据所述CGN设备的优先级为CGN设备分配具有相应数目的IP地址。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述CGN设备上还配置有用于作为计算资源空闲率的参考的申请/释放阈值；其中，
针对申请阈值，当协议下资源空闲率低于申请阈值时，所述CGN设备用于再次申请IP地址；
针对释放阈值，当协议下资源空闲率高于释放阈值时，所述CGN设备用于释放IP地址。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述申请/释放阈值与不同的协议相对应；其中，
所述申请/释放阈值对应的任意一种协议下的资源空闲率低于申请阈值时，所述CGN设备用于进行IP地址资源的申请；以及，
所述申请/释放阈值对应的所有协议下的资源空闲率都高于释放阈值时，所述CGN设备用于进行IP地址资源的释放。
14.根据权利要求10至13任一项所述的装置，其特征在于，所述CGN设备还用于：
在达到申请阈值之后，再次申请IP地址资源时，按照所配置的步长进行申请。
15.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述CGN设备和所述装置之间采用RADIUS报文交互，所述装置用于：
为所述RADIUS报文的attributes字段增加四种类型：设备号、优先级、地址管理单元cell信息、步长。
16.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述CGN设备上设置有所述IP地址的释放策略，包括以下之一；
集中策略：释放状态下，将新建会话被指派的IP地址集中于一个或多个cell所属的IP地址，剩余cell所属的IP地址资源所对应的会话待老化或手动删除后达到空闲状态，此时释放整个cell；
强制策略：释放状态下，选择会话数较少的cell，并且该cell不允许被新建会话占用；并且，删除该cell下所有的占用所述cell IP地址的会话，强行释放cell及其所属IP地址；
忽视策略：释放状态下，若没有空闲地址cell，新建会话时无视释放状态，按照原先模式继续指派IP地址资源以生成会话；直到空闲cell产生，启动释放流程。
17.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还用于记录涉及IP地址分配的日志，所述日志包括以下字段：
时间戳；
设备号，用于标识申请或释放IP地址的设备；
分配的IP地址；
报文类型，包括申请或释放；
执行结果，包括成功或失败。
18.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，该装置为AAA服务器，包括AAA服务器管理模块，用于进行以下管理：
地址池管理；
优先级权限管理；
日志管理。
19.根据权利要求10或18所述的装置，其特征在于，所述CGN设备包括用户配置模块、IP地址资源申请/释放模块、IP地址资源管理模块；其中，
所述用户配置模块，用于进行涉及共享策略的配置；所述共享策略包括优先级、阈值、步长中至少之一；
所述IP地址资源申请/释放模块，用于计算资源空闲率，据此申请/释放IP地址；
所述IP地址资源管理模块，用于管理IP地址资源。
20.一种实现地址共享的系统，其特征在于，该系统包括AAA服务器、CGN设备；其中，
所述AAA服务器上配置有用于对IP地址进行统一管理的地址池，用于根据所配置的地址池为CGN设备分配IP地址；
所述CGN设备，用于与所述AAA服务器交互，进行包括申请和/或释放IP地址在内的IP地址管理；
所述CGN设备还用于在释放IP地址时，若没有空闲的IP地址管理单元cell可以释放，则根据制定的IP地址的释放策略对资源进行新建会话，直到产生空闲cell为止。
21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于，所述AAA服务器包括AAA服务器管理模块，用于进行以下管理：
地址池管理；
优先级权限管理；
日志管理。
22.根据权利要求20或21所述的系统，其特征在于，所述CGN设备包括用户配置模块、IP地址资源申请/释放模块、IP地址资源管理模块；其中，
所述用户配置模块，用于进行涉及共享策略的配置；所述共享策略包括优先级、阈值、步长中至少之一；
所述IP地址资源申请/释放模块，用于计算资源空闲率，据此申请/释放IP地址；
所述IP地址资源管理模块，用于管理IP地址资源。
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