CN111787130A - IPv6地址和前缀分配方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种IPv6地址和前缀分配方法、装置及计算机可读存储介质，属于计算机IP地址分配技术领域，解决了现有技术中IPv6地址或前缀分配效率及成功率难以兼顾的问题。一种IPv6地址和前缀分配方法，包括以下步骤：解析请求报文，得到客户端唯一标识及身份联盟选项，解析出客户端所在网络前缀，得到八位组及hash值，生成一个地址，或者，生成一个前缀；判断地址或前缀是否可用，若可用，将地址或前缀返回给客户端，若不可用，生成新的地址或前缀，直至设定次数后，若最新的地址或前缀仍然不可用，则遍历地址池地址，找到可用的地址或前缀，并将可用的地址或前缀返回给客户端。本发明所述方法同时提高了IPv6地址或前缀分配效率及成功率。

Description

IPv6地址和前缀分配方法、装置及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及计算机IP地址分配技术领域，尤其是涉及一种IPv6地址和前缀分配方法、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
IPv6地址及前缀的分配方法包括有状态(DHCPv6)和无状态方式，相比之下，DHCPv6可以更灵活地控制IPv6地址和网络参数的分配，因此得到广泛应用，但是 DHCPv6在分配IPv6地址及前缀时面临如下问题，首先，在IPv6地址池中地址、前缀数量较大时，在已分配较多地址、前缀后，再处理地址或前缀请求时寻找空闲地址或前缀时可能耗时较长，使得地址或前缀分配效率较低；其次，系统需要尽可能为客户端分配固定地址或前缀时，需要借助本地或网络存储介质存储已经分配的客户端与地址的绑定信息，对于没有存储介质或存储介质较少的设备实现起来较困难，使得IPv6地址或前缀分配的成功率较低，这些使得现有技术中IPv6地址及前缀的分配效率及成功率难以兼顾。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种IPv6地址和前缀分配方法、装置及计算机可读存储介质，解决现有技术中IPv6地址或前缀分配的效率及成功率难以兼顾的技术问题。
一方面，本发明提供了一种IPv6地址和前缀分配方法，包括以下步骤：
S1、接收客户端的请求报文，解析请求报文，得到客户端唯一标识及身份联盟选项，解析出客户端所在网络前缀；
S2、根据所述身份联盟选项及客户端唯一标识，得到八位组及hash值；
S3、根据所述hash值及客户端所在网络前缀，生成一个地址，或者，根据指定的客户端前缀范围、长度及所述hash值，生成一个前缀；
S4、判断所述地址或前缀是否可用，若可用，将所述地址或前缀返回给客户端，若不可用，则根据所述八位组及地址生成新的八位组，根据所述新的八位组得到新的hash值，执行步骤S5；
S5、根据所述新的hash值执行步骤S3-S4，直至设定次数后，若最新的地址或前缀仍然不可用，则遍历地址池地址，找到可用的地址或前缀，并将所述可用的地址或前缀返回给客户端。
进一步地，所述步骤S2，具体包括，根据所述身份联盟选项，得到所述身份联盟选项对应的IA标识，将所述客户端唯一标识及所述IA标识进行拼接，生成八位组，根据所述八位组得到hash值。
进一步地，所述根据所述hash值及客户端所在网络前缀，生成一个地址，具体包括，若客户端的请求报文中包含地址请求，则将客户端所在网络前缀的P比特与hash 值的后128-P比特，拼接得到一个128比特的地址。
进一步地，所述IPv6地址和前缀分配方法，还包括，解析所述身份联盟选项，判断所述身份联盟选项的类型，若所述身份联盟选项的类型为临时地址身份联盟或者非临时地址身份联盟，则判定客户端的请求报文中是包含地址请求，否则，不包含地址请求。
进一步地，所述根据指定的客户端前缀范围、长度及所述hash值，生成一个前缀，具体包括，若客户端的请求报文中包含前缀请求，指定的客户端前缀范围为m/p，指定的客户端前缀长度为N，将m的前p比特和hash值的第p+1至N比特组合成一个前缀，所述前缀的后128-N比特均为0；其中，m为指定IPv6地址池绑定的网络前缀，p为指定IPv6地址池绑定的网络前缀长度。
进一步地，所述IPv6地址和前缀分配方法，还包括，解析所述身份联盟选项，判断所述身份联盟选项的类型，若所述身份联盟选项的类型为前缀代理身份联盟，则判定客户端的请求报文中是包含前缀请求，否则，不包含前缀请求。
进一步地，判断所述地址或前缀是否可用，具体包括，判断所述地址或前缀是否有效并且空闲，若有效并且空闲，则判定所述地址或前缀为可用，否则判定所述地址或前缀为不可用。
进一步地，所述遍历地址池地址，找到可用的地址或前缀，具体包括，从所述最新的地址或前缀开始，顺序遍历地址池中的地址或前缀，找到有效并且空闲的地址或前缀。
另一方面，本发明还提供了一种IPv6地址和前缀分配装置，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上述任一技术方案所述的IPv6地址和前缀分配方法。
另一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机该程序被处理器执行时，实现如上述任一技术方案所述的IPv6地址和前缀分配方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：通过接收客户端的请求报文，解析请求报文，得到客户端唯一标识及身份联盟选项，获取客户端所在网络前缀；根据所述身份联盟选项及客户端唯一标识，得到八位组及hash值；根据所述hash值及客户端所在网络前缀，生成一个地址，或者，根据指定的客户端前缀范围、长度及所述hash值，生成一个前缀；判断所述地址或前缀是否可用，若可用，将所述地址或前缀包含在回应报文中返回给客户端，若不可用，则根据所述八位组及地址生成新的八位组，根据所述新的八位组得到新的hash值；根据所述新的hash值，生成新的地址或前缀，直至若干次后，若最新的地址或前缀仍然不可用，则遍历地址池地址，找到可用的地址或前缀，并将所述可用的地址或前缀包含在回应报文中返回给客户端；不需要借助本地或网络存储介质存储已经分配的客户端与地址的绑定信息，同时提高了IPv6地址或前缀分配的效率及成功率。
附图说明
图1是本发明实施例1所述的IPv6地址和前缀分配方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明实施例提供了一种IPv6地址和前缀分配方法，包括以下步骤：
步骤S1、接收客户端的请求报文，解析请求报文，得到客户端唯一标识及身份联盟选项，解析出客户端所在网络前缀；
步骤S2、根据所述身份联盟选项及客户端唯一标识，得到八位组及hash值；
步骤S3、根据所述hash值及客户端所在网络前缀，生成一个地址，或者，根据指定的客户端前缀范围、长度及所述hash值，生成一个前缀；
步骤S41、判断所述地址或前缀是否可用，若可用，则执行步骤S42，若不可用，则执行步骤S43；
步骤S42、将所述地址或前缀(包含在回应报文中)返回给客户端，
步骤S43、根据所述八位组及地址生成新的八位组，根据所述八位组得到新的hash值，根据所述新的hash值执行步骤S3-S41，直至设定次数后，若最新的地址或前缀仍然不可用，执行步骤S51；
步骤S51、遍历地址池地址，找到可用的地址或前缀，并将所述可用的地址或前缀(包含在回应报文中)返回给客户端。
一个具体实施例中，DHCPv6服务器收到客户端地址请求报文后，解析请求报文，得到客户端唯一标识，即Client DUID(DHCP Unique Identifier)信息；
解析出客户端所在网络前缀，具体包括，收到的客户端报文直接到达服务端(没有经过Relay)，且报文源IP是linklocal地址，则根据接收端口的global或site-local IP地址得到客户端所在网络前缀；收到的客户端报文直接到达服务端(没有经过Relay)，且报文源IP不是linklocal地址，则根据报文源IP得到客户端所在网络前缀；收到的客户端报文经过若干个Relay到达服务端，则根据Relay-Forward报文中第一个不为0的 link-address字段得到客户端所在网络前缀；
优选的，所述步骤S2，具体包括，根据所述身份联盟选项，得到所述身份联盟选项对应的IA标识，将所述客户端唯一标识及所述IA标识进行拼接，生成八位组，根据所述八位组得到hash值。
一个具体实施例中，解析请求报文中的身份联盟选项(Identity AssociationOption，简称IA Option)，具体包括三种类型的身份联盟，即临时地址身份联盟(Identityassociation for temporary addresses,简称IATA)、非临时地址身份联盟(Identityassociation for non-temporary address,简称IANA)、前缀代理身份联盟(Identityassociation for prefix delegation，简称IAPD)；
一个请求报文可能同时包含多个IA Option，因此，需要对每个IA Option做处理如下，解析每个IA Option得到其IA类型和IA标识(Identity association identifier,简称 IAID)，将Client DUID与IAID拼接成八位组，该八位组长度为Client DUID长度与IAID长度之和，对生成的八位组执行hash算法得到hash值，所述hash算法可根据地址池数量选择，例如MD5；
优选的，所述根据所述hash值及客户端所在网络前缀，生成一个地址，具体包括，若客户端的请求报文中包含地址请求，则将客户端所在网络前缀的P比特与hash值的后128-P比特，拼接得到一个128比特的地址。
具体实施时，如果客户端请求的是地址(即IANA或IATA)，则根据客户端所在网络前缀与hash值组合得到128比特地址，如客户端所在网络前缀用M/P来表示，则取用户网络前缀P比特与hash值后(128-P)比特，一起拼接成128比特地址；其中，M 表示为指定IPv6地址池绑定的网络前缀，为32位16进制数，M/P格式也可以标示为X： X：：X：X/M，P为前缀长度，前缀长度范围为16～128；
一个具体实施例中，服务器收到客户端请求报文，Client DUID为00010001258cf432548998fb4de5，IAID为0x7000000，其所属网络为2000:125::/64,则其第一次会以长度为18的八位组0x00 0x01 0x00 0x01 0x25 0x8c 0xf4 0x32 0x54 0x890x98 0xfb 0x4d 0xe5 0x07 0x00 0x00 0x00计算hash值，用md5算法计算出的hash值为0x5f 0x0e 0x44 0x6e 0x9b 0xc9 0x90 0x64 0xc5 0xbf 0xc4 0x81 0x31 0x3a 0x340x83，则最后生成的地址为0x20 0x01 0x01 0x25 0x00 0x00 0x00 0x00 0xc5 0xbf 0xc40x81 0x31 0x3a 0x34 0x83，即2001:125::c5bf:c481:313a:3483；
优选的，所述IPv6地址和前缀分配方法还包括，解析所述身份联盟选项，判断所述身份联盟选项的类型，若所述身份联盟选项的类型为临时地址身份联盟或者非临时地址身份联盟，则判定客户端的请求报文中是包含地址请求，否则，不包含地址请求。
优选的，所述根据指定的客户端前缀范围、长度及所述hash值，生成一个前缀，具体包括，若客户端的请求报文中包含前缀请求，指定的客户端前缀范围为m/p，指定的客户端前缀长度为N，将m的前p比特和hash值的第p+1至N比特组合成一个前缀，所述前缀的后128-N比特均为0；其中，m为指定IPv6地址池绑定的网络前缀，p为指定IPv6地址池绑定的网络前缀长度；
具体实施时，如果客户端请求的是前缀(即IAPD)，系统管理员指定分配给客户端的前缀范围以及指定分配的前缀长度，客户端的前缀范围用m/p来表示，分配前缀长度用N表示，此时用m的前p比特、hash值的第p+1至N比特组合成一个前缀地址，该前缀地址后(128-N)比特均为0，前缀长度为N比特；其中，m表示为指定IPv6地址池绑定的网络前缀，为32位16进制数，m/p格式也可以标示为X：X：：X：X/M，p 为前缀长度，前缀长度范围为16～128，N为指定分配的地址前缀长度。
一个具体实施例中，服务器收到客户端请求报文，Client DUID为00010001258cf432548998fb4de5，IAID为0x7000000，管理员配置的地址范围 4001:125::/64，分配的前缀长度为68，用地址生成时的同样方法计算出的hash值同样为 0x5f 0x0e0x44 0x6e 0x9b 0xc9 0x90 0x64 0xc5 0xbf 0xc4 0x81 0x31 0x3a 0x34 0x83，由于分配的前缀长度为68，因此，后60比特需要清零，再考虑管理员配置的前缀范围为 4001:125::/64,因此最后生成的前缀为0x40 0x01 0x01 0x25 0x00 0x00 0x00 0x00 0xc00x00 0x00 0x00 0x02 0x00 0x00 0x00，即4001:125:0:0:c000::/68；
优选的，所述IPv6地址和前缀分配方法还包括，解析所述身份联盟选项，判断所述身份联盟选项的类型，若所述身份联盟选项的类型为前缀代理身份联盟，则判定客户端的请求报文中是包含前缀请求，否则，不包含前缀请求。
优选的，判断所述地址或前缀是否可用，具体包括，判断所述地址或前缀是否有效并且空闲，若有效并且空闲，则判定所述地址或前缀为可用，否则判定所述地址或前缀为不可用；
具体实施时，判断所述地址或前缀是否有效并且空闲，具体为检查地址或前缀是否为保留地址或前缀，是否已经租给其他客户端等；如果地址或前缀有效并且空闲，将该地址或前缀包含在回应报文中返回给客户端；
优选的，所述遍历地址池地址，找到可用的地址或前缀，具体包括，从所述最新的地址或前缀开始，顺序遍历地址池中的地址或前缀，找到有效并且空闲的地址或前缀。
具体实施时，若地址或前缀不可用，则将Client DUID与IAID拼接生成的hash输入八位组与生成的128比特地址拼接成新的八位组，该新的八位组长度为Client DUID 长度+IAID长度+16(字节),对该新的八位组执行hash算法得到hash值，使用重新成新的地址或前缀，重新判断所述地址或前缀是否有效并且空闲，如果地址或前缀有效且空闲，则将该新的地址或前缀分配给客户端，如果无效或者不空闲，则继续拼接成新的八位组；依此类推；若干次(可以根据根据系统性能灵活设定，如10次)后如果仍然不能取到空闲地址，则从最后生成的地址或前缀开始顺序遍历地址池中的地址或前缀，检查是否有地址或前缀可用，尝试找到空闲地址或前缀；
具体实施时，对于将生成的八位组执行hash算法得到hash值，hash拼接次数和顺序查找次数视系统性能而定；如果地址2001:125::c5bf:c481:313a:3483已经租给其它客户端，则将生成的地址附加到前一次hash输入后，即以0x00 0x01 0x00 0x01 0x25 0x8c0xf4 0x32 0x54 0x89 0x98 0xfb 0x4d 0xe5 0x07 0x00 0x00 0x00 0x20 0x01 0x010x25 0x00 0x00 0x00 0x00 0xc5 0xbf 0xc4 0x81 0x31 0x3a 0x34 0x83(共34字节)为输入计算hash 值，计算出的hash值为0x6c 0xb2 0x17 0x69 0xa5 0x99 0x2f 0x21 0xb70x8b 0xa6 0x6f 0x4a 0xe8 0xdf 0xfb，因此最后生成的地址为2001:125::b78b:a66f:4ae8:dffb；如果该地址不可用，则继续尝试新地址；若此时已达到hash尝试次数限制，则从2001:125::b58b:a66f:4ae8:dffc开始继续尝试，检查地址是否可用；
如果未达到hash尝试次数限制，则继续以0x00 0x01 0x00 0x01 0x25 0x8c 0xf40x32 0x54 0x89 0x98 0xfb 0x4d 0xe5 0x07 0x00 0x00 0x00 0x20 0x01 0x01 0x250x00 0x00 0x00 0x00 0xc5 0xbf 0xc4 0x81 0x31 0x3a 0x34 0x83 0x20 0x01 0x010x25 0x00 0x00 0x00 0x00 0xb7 0x8b 0xa6 0x6f 0x4a 0xe8 0xdf 0xfb为hash输入计算hash值，然后执行步骤S5的操作。
实施例2
本发明实施例还提供了一种IPv6地址和前缀分配装置，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上述实施例所述的IPv6地址和前缀分配方法。
实施例3
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机该程序被处理器执行时，实现如上述任一实施例所述的IPv6地址和前缀分配方法。
本发明公开了一种IPv6地址和前缀分配方法、装置及计算机可读存储介质；通过接收客户端的请求报文，解析请求报文，得到客户端唯一标识及身份联盟选项，获取客户端所在网络前缀；根据所述身份联盟选项及客户端唯一标识，得到八位组及hash值；根据所述hash值及客户端所在网络前缀，生成一个地址，或者，根据指定的客户端前缀范围、长度及所述hash值，生成一个前缀；判断所述地址或前缀是否可用，若可用，将所述地址或前缀包含在回应报文中返回给客户端，若不可用，则根据所述八位组及地址生成新的八位组，根据所述新的八位组得到新的hash值；根据所述新的hash值，生成新的地址或前缀，直至若干次后，若最新的地址或前缀仍然不可用，则遍历地址池地址，找到可用的地址或前缀，并将所述可用的地址或前缀包含在回应报文中返回给客户端；不需要借助本地或网络存储介质存储已经分配的客户端与地址的绑定信息，同时提高了IPv6地址或前缀分配的效率及成功率；
现有方案生成地址时使用的信息有局限性，不是所有客户端口能提供现有方案所需的信息，现有方案对分配地址的前缀长度也有要求，并且没有进行冲突处理；本发明技术方案能解决固定分配的问题，并进行冲突处理，能够兼顾地址分配的固定、效率、成功率。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种IPv6地址和前缀分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、接收客户端的请求报文，解析请求报文，得到客户端唯一标识及身份联盟选项，解析出客户端所在网络前缀；
S2、根据所述身份联盟选项及客户端唯一标识，得到八位组及hash值；
S3、根据所述hash值及客户端所在网络前缀，生成一个地址，或者，根据指定的客户端前缀范围、长度及所述hash值，生成一个前缀；
S4、判断所述地址或前缀是否可用，若可用，将所述地址或前缀返回给客户端，若不可用，则根据所述八位组及地址生成新的八位组，根据所述新的八位组得到新的hash值，执行步骤S5；
S5、根据所述新的hash值执行步骤S3-S4，直至设定次数后，若最新的地址或前缀仍然不可用，则遍历地址池地址，找到可用的地址或前缀，并将所述可用的地址或前缀返回给客户端。
2.根据权利要求1所述的IPv6地址和前缀分配方法，其特征在于，所述步骤S2，具体包括，根据所述身份联盟选项，得到所述身份联盟选项对应的IA标识，将所述客户端唯一标识及所述IA标识进行拼接，生成八位组，根据所述八位组得到hash值。
3.根据权利要求1所述的IPv6地址和前缀分配方法，其特征在于，所述根据所述hash值及客户端所在网络前缀，生成一个地址，具体包括，若客户端的请求报文中包含地址请求，则将客户端所在网络前缀的P比特与hash值的后128-P比特，拼接得到一个128比特的地址。
4.根据权利要求3所述的IPv6地址和前缀分配方法，其特征在于，还包括，解析所述身份联盟选项，判断所述身份联盟选项的类型，若所述身份联盟选项的类型为临时地址身份联盟或者非临时地址身份联盟，则判定客户端的请求报文中是包含地址请求，否则，不包含地址请求。
5.根据权利要求1所述的IPv6地址和前缀分配方法，其特征在于，所述根据指定的客户端前缀范围、长度及所述hash值，生成一个前缀，具体包括，若客户端的请求报文中包含前缀请求，指定的客户端前缀范围为m/p，指定的客户端前缀长度为N，将m的前p比特和hash值的第p+1至N比特组合成一个前缀，所述前缀的后128-N比特均为0；其中，m为指定IPv6地址池绑定的网络前缀，p为指定IPv6地址池绑定的网络前缀长度。
6.根据权利要求5所述的IPv6地址和前缀分配方法，其特征在于，还包括，解析所述身份联盟选项，判断所述身份联盟选项的类型，若所述身份联盟选项的类型为前缀代理身份联盟，则判定客户端的请求报文中是包含前缀请求，否则，不包含前缀请求。
7.根据权利要求1所述的IPv6地址和前缀分配方法，其特征在于，判断所述地址或前缀是否可用，具体包括，判断所述地址或前缀是否有效并且空闲，若有效并且空闲，则判定所述地址或前缀为可用，否则判定所述地址或前缀为不可用。
8.根据权利要求1所述的IPv6地址和前缀分配方法，其特征在于，所述遍历地址池地址，找到可用的地址或前缀，具体包括，从所述最新的地址或前缀开始，顺序遍历地址池中的地址或前缀，找到有效并且空闲的地址或前缀。
9.一种IPv6地址和前缀分配装置，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-8任一所述的IPv6地址和前缀分配方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机该程序被处理器执行时，实现如权利要求1-8任一所述的IPv6地址和前缀分配方法。
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