CN112671947B - 一种IPv6地址的生成方法、生成装置及负载均衡器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种IPv6地址的生成方法、生成装置、负载均衡器及计算机可读存储介质。其中，该方法应用于高性能第4层负载均衡器DPVS，包括：向路由器发送路由器请求报文；接收所述路由器基于所述路由器请求报文而返回的路由器公告报文；根据所述路由器公告报文获得网络地址；根据所述DPVS的物理地址生成主机地址；基于所述网络地址及所述主机地址，生成所述DPVS的IPv6地址。通过本申请方案，可在DPVS初始化后实现IPv6地址的快速生成，提升对DPVS进行地址管理的效率，实现DPVS的快速部署。

Description

一种IPv6地址的生成方法、生成装置及负载均衡器

技术领域

本申请属于通信技术领域，尤其涉及一种IPv6地址的生成方法、生成装置、负载均衡器及计算机可读存储介质。

背景技术

DPVS(Data Plane Development Kit-Linux Virtual Server)是基于数据平面开发套件(DPDK，Data Plane Development Kit)的高性能第4层负载均衡器，拥有较为强大的性能。但DPVS在初始化网络时，IPv6地址不能自动分配，需要对IPv6地址进行手动配置，后续才能和其它网络设备相互通信。由于IPv6地址空间长达128位，且地址格式相对IPv4更为复杂，因而，手动配置IPv6地址不易于地址管理和快速部署。

发明内容

本申请提供了一种IPv6地址的生成方法、IPv6地址的生成装置、负载均衡器及计算机可读存储介质，可提升对DPVS进行地址管理的效率，实现DPVS的快速部署。

第一方面，本申请提供了一种IPv6地址的生成方法，上述生成方法应用于高性能第4层负载均衡器DPVS，包括：

向路由器发送路由器请求报文；

接收上述路由器基于上述路由器请求报文而返回的路由器公告报文；

根据上述路由器公告报文获得网络地址；

根据上述DPVS的物理地址生成主机地址；

基于上述网络地址及上述主机地址，生成上述DPVS的IPv6地址。

第二方面，本申请提供了一种IPv6地址的生成装置，上述生成装置应用于高性能第4层负载均衡器DPVS，包括：

报文发送单元，用于向路由器发送路由器请求报文；

报文接收单元，用于接收上述路由器基于上述路由器请求报文而返回的路由器公告报文；

网络地址获取单元，用于根据上述路由器公告报文获得网络地址；

主机地址获取单元，用于根据上述DPVS的物理地址生成主机地址；

地址生成单元，用于基于上述网络地址及上述主机地址，生成上述DPVS的IPv6地址。

第三方面，本申请提供了一种负载均衡器，上述负载均衡器包括存储器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器执行上述计算机程序时实现如上述第一方面的方法的步骤。

第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面的方法的步骤。

第五方面，本申请提供了一种计算机程序产品，上述计算机程序产品包括计算机程序，上述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现如上述第一方面的方法的步骤。

本申请与现有技术相比存在的有益效果是：DPVS向路由器发送路由器请求报文，并接收上述路由器基于上述路由器请求报文而返回的路由器公告报文，之后即可根据上述路由器公告报文获得网络地址；与此同时，还可根据上述DPVS的物理地址生成主机地址，使得DPVS最后可基于上述网络地址及上述主机地址，生成上述DPVS的IPv6地址。上述过程省去了用户对DPVS的IPv6地址的人工配置，可提升对DPVS进行地址管理的效率，实现DPVS的快速部署。可以理解的是，上述第二方面至第五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的IPv6地址的生成方法的实现流程示意图；

图2是本申请实施例提供的IPv6地址的生成装置的结构框图；

图3是本申请实施例提供的负载均衡器的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

为了说明本申请所提出的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

下面对本申请实施例提供的一种IPv6地址的生成方法进行描述。该生成方法应用于DPVS。请参阅图1，该生成方法包括：

步骤101，向路由器发送路由器请求报文。

在本申请实施例中，DPVS在初始化过程中，可向路由器发起路由器请求(RouterSolicitation，RS)，也即向路由器发送RS报文。而在步骤101之前，DPVS需要先获得自身的本地链路地址，才可发起该RS请求；因而，DPVS可先生成本地链路地址，再基于该本地链路地址，发起该RS请求，也即向路由器发送RS报文。其中，本地链路地址是DPVS的网卡在DPDK所有逻辑核均完成初始化并绑定对应线程之后所产生的网卡硬件地址。

其中，DPVS是通过启动DPDK来实现其网络的初始化。在DPDK中，一个环境抽象层进程(Environment Abstraction Layer process，EAL process)中包含有若干个逻辑核(lcore)；这其中，包括一个主逻辑核(master lcore)以及若干个从逻辑核(slave lcore)。EAL process中的线程与逻辑核一一绑定；也即，一个线程唯一的绑定到了一个逻辑核上，提高了中央处理器缓存(Central Processing Unit cache，CPU cache)的命中率，从而减少内存访问损耗，提高程序速度。具体地，DPDK的线程分为控制线程和数据线程，控制线程一般绑定到master lcore上；并且，每个lcore都有各自的单播地址列表ifa_list、多播地址列表imc_list以及路由哈希表。

其中，DPVS的内核默认使用EUI-64(64-bit Extended Unique Identifier)模式来生成本地链路地址；也即，由DPVS的网口的物理(Media Access Control Address，MAC)地址生成IPv6本地链路地址。当然，上述EUI-64模式也可修改为其它模式，此处不作限定。

具体地，本地链路地址由master lcore生成，master lcore可注册多播回调函数，通过遍历所有的lcore将本地链路地址添加到每个slave lcore的ifa_list中，实现本地链路地址在lcore中的同步。并且，RS报文也由master lcore生成，在等待所有slave lcore完成初始化并同步有本地链路地址之后，该RS报文即可被封装为控制报文协议(InternetControl Message Protocol，ICMP)报文并向路由器发送。

步骤102，接收上述路由器基于上述路由器请求报文而返回的路由器公告报文。

在本申请实施例中，链路中的路由器在接收到DPVS所发送的RS报文后，会基于该RS报文作出响应，生成路由器公告(Router Advertisment，RA)报文，并向该DPVS反馈所生成的RA报文。具体地，该RA报文是从slave lcore上接收的。

步骤103，根据上述路由器公告报文获得网络地址；

在本申请实施例中，DPVS可对RA报文进行分析，获得网络地址。示例性地，DPVS可基于预设的结构体对RA报文进行解析，获得RA报文所携带的前缀信息，并根据上述前缀信息确定上述网络地址。具体地，接收了RA报文的slave lcore可通过rte_mbuf结构体解析出RA报文中的前缀信息。

步骤104，根据上述DPVS的物理地址生成主机地址；

在本申请实施例中，接收了RA报文的slave lcore可同样采用EUI-64模式，根据DPVS的物理地址生成主机地址。

步骤105，基于上述网络地址及上述主机地址，生成上述DPVS的IPv6地址。

在本申请实施例中，接收了RA报文的slave lcore通过步骤103及104，可获得网络地址及主机地址，由此，该slave lcore可基于该网络地址及该主机地址生成DPVS的IPv6地址。具体地，该slave lcore可通过注册单播将所生成的IPv6地址回调到master lcore上；该master lcore又可以调用多播注册函数将所生成的IPv6地址添加到所有的slavelcore，以实现IPv6地址在lcore中的同步。而在lcore中同步了IPv6地址之后，DPVS的master lcore还会自动配置其默认路由。并且，在DPVS存在有两张以上网卡时，还可再配置对应的网段路由(也可称作网络路由)，DPVS由此才可知道哪一网段由哪张网卡进行处理；可以认为，所配置的网段路由可为本机的静态路由和动态路由协议打下基础。当然，若DPVS仅存在一张网卡，则可无需对网段路由进行配置。所配置的默认路由(及网段路由)的信息同样可在lcore中进行同步，也即添加到各个slave lcore上。其中，该默认路由即为反馈了RA信息的路由器；也即，可根据该反馈了RA信息的路由器的地址对默认路由进行配置。

在一些实施例中，在步骤105之后，DPVS还会检测所生成的IPv6地址是否存在冲突，若上述IPv6地址存在冲突，则基于预设的更新规则更新上述IPv6地址，直至上述IPv6地址不存在冲突为止。也即，DPVS会基于slave lcore所生成的IPv6地址发起地址重复检测，如出现地址冲突，则DPVS会基于预设的更新规则更新上述IPv6地址，例如，将出现地址冲突的IPv6地址从低位开始+1；每更新一次IPv6地址，就会重新基于当前更新所得的IPv6地址发起新一次地址重复检测，若仍有地址冲突，则继续更新，直至所得的IPv6地址不存在地址冲突后，才可将该不存在地址冲突的IPv6地址作为DPVS最终的IPv6地址，并在lcore中进行同步。

由上可见，通过本申请实施例，DPVS向路由器发送路由器请求报文，并接收上述路由器基于上述路由器请求报文而返回的路由器公告报文，之后即可根据上述路由器公告报文获得网络地址；与此同时，还可根据上述DPVS的物理地址生成主机地址，使得DPVS最后可基于上述网络地址及上述主机地址，生成上述DPVS的IPv6地址。上述过程省去了用户对DPVS的IPv6地址的人工配置，可提升对DPVS进行地址管理的效率，实现DPVS的快速部署。

对应于前文所提出的IPv6地址的生成方法，本申请实施例提供了一种IPv6地址的生成装置，上述生成装置集成于高性能第4层负载均衡器DPVS。请参阅图2，本申请实施例中的生成装置200包括：

报文发送单元201，用于向路由器发送路由器请求报文；

报文接收单元202，用于接收上述路由器基于上述路由器请求报文而返回的路由器公告报文；

网络地址获取单元203，用于根据上述路由器公告报文获得网络地址；

主机地址获取单元204，用于根据上述DPVS的物理地址生成主机地址；

地址生成单元205，用于基于上述网络地址及上述主机地址，生成上述DPVS的IPv6地址。

可选地，上述生成装置200还包括：

本地链路地址生成单元，用于生成上述DPVS的本地链路地址；

相应地，上述报文发送单元201，具体用于基于上述本地链路地址，向上述路由器发送上述路由器请求报文。

可选地，上述本地链路地址生成单元，具体用于根据上述DPVS的物理地址生成上述本地链路地址。

可选地，上述网络地址获取单元203，包括：

解析子单元，用于基于预设的结构体对上述路由器公告报文进行解析，获得上述路由器公告报文所携带的前缀信息；

确定子单元，用于根据上述前缀信息确定上述网络地址。

可选地，上述生成装置200还包括：

冲突检测单元，用于在上述地址生成单元205生成上述DPVS的IPv6地址之后，检测上述IPv6地址是否存在冲突；

地址更新单元，用于若上述IPv6地址存在冲突，则基于预设的更新规则更新上述IPv6地址，直至上述IPv6地址不存在冲突为止。

可选地，上述生成装置200还包括：

路由配置单元，用于在上述地址生成单元205生成上述DPVS的IPv6地址之后，基于上述路由器的地址，配置上述DPVS的默认路由。

由上可见，通过本申请实施例，DPVS向路由器发送路由器请求报文，并接收上述路由器基于上述路由器请求报文而返回的路由器公告报文，之后即可根据上述路由器公告报文获得网络地址；与此同时，还可根据上述DPVS的物理地址生成主机地址，使得DPVS最后可基于上述网络地址及上述主机地址，生成上述DPVS的IPv6地址。上述过程省去了用户对DPVS的IPv6地址的人工配置，可提升对DPVS进行地址管理的效率，实现DPVS的快速部署。

本申请实施例还提供了一种负载均衡器，其中，该负载均衡器具体指的是高性能第4层负载均衡器DPVS。请参阅图3，本申请实施例中的负载均衡器3包括：存储器301，一个或多个处理器302(图3中仅示出一个)及存储在存储器301上并可在处理器上运行的计算机程序。其中：存储器301用于存储软件程序以及单元，处理器302通过运行存储在存储器301的软件程序以及单元，从而执行各种功能应用以及数据处理，以获取上述预设事件对应的资源。具体地，处理器302通过运行存储在存储器301的上述计算机程序时实现以下步骤：

向路由器发送路由器请求报文；

接收上述路由器基于上述路由器请求报文而返回的路由器公告报文；

根据上述路由器公告报文获得网络地址；

根据上述DPVS的物理地址生成主机地址；

基于上述网络地址及上述主机地址，生成上述DPVS的IPv6地址。

假设上述为第一种可能的实施方式，则在第一种可能的实施方式作为基础而提供的第二种可能的实施方式中，在上述向路由器发送路由器请求报文之前，处理器302通过运行存储在存储器301的上述计算机程序时还实现以下步骤：

生成上述DPVS的本地链路地址；

相应地，上述向路由器发送路由器请求报文，包括：

基于上述本地链路地址，向上述路由器发送上述路由器请求报文。

在上述第二种可能的实施方式作为基础而提供的第三种可能的实施方式中，上述生成上述DPVS的本地链路地址，包括：

根据上述DPVS的物理地址生成上述本地链路地址。

在上述第一种可能的实施方式作为基础而提供的第四种可能的实施方式中，上述根据上述路由器公告报文获得网络地址，包括：

基于预设的结构体对上述路由器公告报文进行解析，获得上述路由器公告报文所携带的前缀信息；

根据上述前缀信息确定上述网络地址。

在上述第一种可能的实施方式作为基础，或者上述第二种可能的实施方式作为基础，或者上述第三种可能的实施方式作为基础，或者上述第四种可能的实施方式作为基础而提供的第五种可能的实施方式中，在上述基于上述网络地址及上述主机地址，生成上述DPVS的IPv6地址之后，处理器302通过运行存储在存储器301的上述计算机程序时还实现以下步骤：

检测上述IPv6地址是否存在冲突；

若上述IPv6地址存在冲突，则基于预设的更新规则更新上述IPv6地址，直至上述IPv6地址不存在冲突为止。

在上述第一种可能的实施方式作为基础，或者上述第二种可能的实施方式作为基础，或者上述第三种可能的实施方式作为基础，或者上述第四种可能的实施方式作为基础而提供的第六种可能的实施方式中，在上述生成上述DPVS的IPv6地址之后，处理器302通过运行存储在存储器301的上述计算机程序时还实现以下步骤：

基于上述路由器的地址，配置上述DPVS的默认路由。

应当理解，在本申请实施例中，所称处理器302可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器301可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器302提供指令和数据。存储器301的一部分或全部还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器301还可以存储设备类别的信息。

由上可见，通过本申请实施例，DPVS向路由器发送路由器请求报文，并接收上述路由器基于上述路由器请求报文而返回的路由器公告报文，之后即可根据上述路由器公告报文获得网络地址；与此同时，还可根据上述DPVS的物理地址生成主机地址，使得DPVS最后可基于上述网络地址及上述主机地址，生成上述DPVS的IPv6地址。上述过程省去了用户对DPVS的IPv6地址的人工配置，可提升对DPVS进行地址管理的效率，实现DPVS的快速部署。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将上述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者外部设备软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，上述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关联的硬件来完成，上述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，上述计算机程序包括计算机程序代码，上述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。上述计算机可读存储介质可以包括：能够携带上述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机可读存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，上述计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读存储介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种IPv6地址的生成方法，其特征在于，所述生成方法应用于高性能第4层负载均衡器DPVS，包括：

根据DPVS的物理地址生成本地链路地址，所述本地链路地址是DPVS的网卡在数据平面开发套件DPDK的所有逻辑核均完成初始化并绑定对应线程之后所产生的网卡硬件地址，所述DPDK的环境抽象层进程中包含多个逻辑核，且所述环境抽象层进程中的多个线程与所述多个逻辑核一一绑定；

基于所述本地链路地址，向路由器发送所述路由器请求报文；

接收所述路由器基于所述路由器请求报文而返回的路由器公告报文；

基于预设的结构体对所述路由器公告报文进行解析，获得所述路由器公告报文所携带的前缀信息；

根据所述前缀信息确定网络地址；

根据所述DPVS的物理地址生成主机地址；

基于所述网络地址及所述主机地址，生成所述DPVS的IPv6地址；

检测所述IPv6地址是否存在冲突；

若所述IPv6地址存在冲突，则基于预设的更新规则更新所述IPv6地址，直至所述IPv6地址不存在冲突为止。

2.如权利要求1所述的生成方法，其特征在于，在所述生成所述DPVS的IPv6地址之后，所述生成方法还包括：

基于所述路由器的地址，配置所述DPVS的默认路由。

3.一种IPv6地址的生成装置，其特征在于，所述生成装置应用于高性能第4层负载均衡器DPVS，包括：

本地链路地址生成单元，用于根据所述DPVS的物理地址生成本地链路地址，所述本地链路地址是DPVS的网卡在数据平面开发套件DPDK的所有逻辑核均完成初始化并绑定对应线程之后所产生的网卡硬件地址，所述DPDK的环境抽象层进程中包含多个逻辑核，且所述环境抽象层进程中的线程与所述逻辑核一一绑定；

报文发送单元，用于基于所述本地链路地址，向路由器发送所述路由器请求报文；

报文接收单元，用于接收所述路由器基于所述路由器请求报文而返回的路由器公告报文；

网络地址获取单元，用于基于预设的结构体对所述路由器公告报文进行解析，获得所述路由器公告报文所携带的前缀信息；根据所述前缀信息确定所述网络地址；

主机地址获取单元，用于根据所述DPVS的物理地址生成主机地址；

地址生成单元，用于基于所述网络地址及所述主机地址，生成所述DPVS的IPv6地址；检测所述IPv6地址是否存在冲突；若所述IPv6地址存在冲突，则基于预设的更新规则更新所述IPv6地址，直至所述IPv6地址不存在冲突为止。

4.一种负载均衡器，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至2任一项所述的方法。

5.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至2任一项所述的方法。

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