CN115550318A - IPv6地址配置方法及装置、设备、存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了IPv6地址配置方法及装置、设备、存储介质；其中，所述方法应用于网络管理设备，所述方法包括：确定第一级IPv6地址头部前缀；至少基于所述第一级IPv6地址头部前缀和自身的设备标识，生成所管理的子网的第二级IPv6地址头部前缀；其中，所述设备标识用于唯一标识所述网络管理设备；将所述第二级IPv6地址头部前缀发送给所述子网中的节点设备，以便所述节点设备基于所述第二级IPv6地址头部前缀，通过无状态地址自动配置机制生成自身的IPv6地址；其中，所述节点设备与所述网络管理设备直连。

Description

IPv6地址配置方法及装置、设备、存储介质

技术领域

本申请涉及通信技术，涉及但不限于IPv6地址配置方法及装置、设备、存储介质。

背景技术

当前移动通信设备种类繁多，业务需求场景开始复杂化，设备间的连接从传统的点对点连接趋于多设备连接组网，从单一的通信协议连接到多个不同通信协议的异构组合。然而，在多设备的连接组网中设备间的通信中断概率较高，通信可靠性依然需要进一步提高。

发明内容

有鉴于此，本申请提供的IPv6地址配置方法及装置、设备、存储介质，能够提高多设备的连接组网中设备间的通信可靠性。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种IPv6地址配置方法，所述方法应用于网络管理设备，所述方法包括：确定第一级IPv6地址头部前缀；至少基于所述第一级IPv6地址头部前缀和自身的设备标识，生成所管理的子网的第二级IPv6地址头部前缀；其中，所述设备标识用于唯一标识所述网络管理设备；将所述第二级IPv6地址头部前缀发送给所述子网中的节点设备，以便所述节点设备基于所述第二级IPv6地址头部前缀，通过无状态地址自动配置机制生成自身的IPv6地址；其中，所述节点设备与所述网络管理设备直连。

在本申请实施例中，网络管理设备为与子网内的节点设备直连的设备，该设备具有自己的第二级IPv6地址头部前缀生成规则，也就是基于第一级IPv6地址头部前缀和自身的设备标识，即可自动生成所管理的子网的第二级IPv6地址头部前缀，而不依赖于父网络管理设备或者网关等上级设备；如此：

一方面，避免了因上级设备故障而不能够给该网络管理设备配置IPv6地址所带来的无法通信的问题，从而提高了通信可靠性；

另一方面，该方法实际上是去中心化的一种IPv6地址配置方法，地址的配置和分发任务分散在各个与节点设备直连的网络管理设备上，而不是所有设备的地址配置和分发任务都由同一设备来实现；因此，降低了对该网络管理设备的电量要求，减轻了该设备的工作负荷。每个子网的网络管理设备具有自己的第二级IPv6地址头部前缀生成规则，因此节点设备拿到网络管理设备配置的第二级IPv6地址头部前缀，就可以生成自己的IPv6地址，因此复杂性较低。

又一方面，由于网络管理设备是基于自身的设备标识生成第二级IPv6地址头部前缀的，而该设备标识是用以唯一标识该网络管理设备的，因此保证了不同网络管理设备下管理的子网的IP地址不会冲突。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种IPv6地址配置装置，所述装置应用于网络管理设备，所述装置包括：生成模块，配置为确定第一级IPv6地址头部前缀，以及至少基于所述第一级IPv6地址头部前缀和自身的设备标识，生成所管理的子网的第二级IPv6地址头部前缀；其中，所述设备标识用于唯一标识所述网络管理设备；处理模块，配置为将所述第二级IPv6地址头部前缀发送给所述子网中的节点设备，以便所述节点设备基于所述第二级IPv6地址头部前缀，通过无状态地址自动配置机制生成自身的IPv6地址；其中，所述节点设备与所述网络管理设备直连。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种网络管理设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本申请实施例所述的方法。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例提供的所述的方法。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。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。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

图1为本申请实施例可能适用的一种网络架构示例图；

图2为本申请实施例可能适用的另一网络架构示例图；

图3为本申请实施例可能适用的又一网络架构示例图；

图4为本申请实施例提供的IPv6地址配置方法的实现流程示意图；

图5为本申请实施例提供的路由设备结构示意图；

图6为本申请实施例提供的第二级IPv6地址头部前缀自动生成模块的工作流程示意图；

图7为本申请实施例提供的路由设备上邻居发现协议的处理模块工作流程示意图；

图8为本申请实施例提供的节点设备上IPv6地址生成流程示意图；

图9为本申请实施例提供的一种IPv6地址配置装置的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种网络管理设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”、“本实施例”、“本申请实施例”以及举例等等，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

本申请实施例描述的网络架构以及应用场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定。本领域普通技术人员可知，随着网络架构的演变和新应用场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

图1示出了本申请实施例可能适用的一种网络架构示例。如图1所示，本实施例提供的网络架构100包括：网络管理设备和节点设备；其中，网络管理设备在图中用BR标识，节点设备在图中用N标识。如图1所示，BR1与直连的N1和N2组成一个子网101，BR4与直连的N7和N8组成一个子网102，BR3与直连的N9组成一个子网103。BR1与BR2、BR3以及BR4等其他网络管理设备互联。

但是，BR2情况比较特殊，需要根据节点设备的网络类型(即支持的通信协议类型)进行子网划分。例如，N4和N5为相同通信协议类型(例如Wi-Fi)的设备，但是N3和N6分属不同通信协议类型(例如BT或者Zigbee)的设备，则需要网络管理设备基于不同的网络类型划分出不同子网。即，BR2与直连的N4和N5组成一个子网104，BR2与直连的N3组成一个子网105，BR2与直连的N6组成一个子网106。

图2示出了本申请实施例可能适用的另一种网络架构示例。如图2所示，本实施例提供的网络架构200包括：网络管理设备和节点设备；其中，网络管理设备在图中用BR标识，节点设备在图中用N标识。在该网络架构中，网络管理设备只通过一个网络接口(即网口)直连全部的节点设备，即BR5与节点设备N10至N14直连，N10至N14支持的通信协议类型相同，例如均为Wi-Fi或BT等。

本申请实施例所涉及到的网络管理设备和节点设备可以是各种具有无线通信功能的电子设备。例如，网络管理设备和节点设备可以是手持设备(如手机、平板电脑、对讲机等)、车载设备、可穿戴设备(如手环、手表等)、智能家居/家电设备(如摄像头、音箱、电视机、冰箱、空调、洗衣机、烹饪器、机器人等)、计算设备等。

在一些实施例中，网络管理设备和节点设备为近场设备。所谓近场设备是指能力受限的不能远距离传输的无线通信设备。比如，家庭的IOT网关、智能家居设备以及办公室设备等。

举例而言，如图3所示，多设备连接的组网300中，手机301充当路由设备角色，通过蓝牙与耳机302和手表303直连，组成一个子网304，手机301又通过Wi-Fi连接了电视305，组成一个子网306；在该异构组网环境下，手表303和电视305属于跨网连接，用户可以通过手表303发消息给电视305，以实现对电视305的控制。当然，该示例是为了更加清楚的理解本申请实施例的技术方案，不造成对本申请实施例的应用场景的限制。本申请实施例提供的IPv6地址配置方法的应用场景可以是多种多样的。

需要说明的是，网络管理设备可以是具有路由功能的设备，一个设备既可以具有路由设备角色，也可以具有节点设备角色。通常网络中包括多个路由角色的设备和节点角色的设备，组网环境复杂。网络管理设备与所管理的子网内的节点设备直连。

图4为本申请实施例提供提供的IPv6地址配置方法的实现流程示意图，如图4所示，该方法可以包括以下步骤401至步骤405：

步骤401，网络管理设备确定第一级IPv6地址头部前缀；

步骤402，网络管理设备至少基于所述第一级IPv6地址头部前缀和自身的设备标识，自动生成所管理的子网的第二级IPv6地址头部前缀；其中，所述设备标识用于唯一标识网络管理设备；

步骤403，网络管理设备根据自身的主机地址和所述子网的第二级IPv6地址头部前缀，自动生成所述子网的网口的IPv6地址。

可以理解地，网络管理设备自己的主机地址是无需其他设备给配置的；因此，基于自身的主机地址和自己生成的第二级IPv6地址头部前缀，即可自动生成自己的网口的IPv6地址。可见，网络管理设备的网口的IPv6地址的配置不依赖于上级设备，而是自己自动生成，从而避免了因上级设备故障而无法得到IPV6地址的情况，进而提高了通信的可靠性，降低了因无法得到IPV6地址而无法通信的概率。

步骤404，网络管理设备将所述第二级IPv6地址头部前缀发送给所述子网中的节点设备；

步骤405，节点设备基于所述第二级IPv6地址头部前缀，通过无状态地址自动配置机制生成自身的IPv6地址；其中，所述节点设备与所述网络管理设备直连。

在本申请实施例中，网络管理设备为与所管理的子网内的节点设备直连的设备，该设备具有自己的第二级IPv6地址头部前缀生成规则，也就是基于第一级IPv6地址头部前缀和自身的设备标识即可自动生成所管理的子网的第二级IPv6地址头部前缀，而不依赖于父网络管理设备或者网关等上级设备；如此：

一方面，避免了因上级设备故障而不能够给该网络管理设备配置IPv6地址所带来的无法通信的问题，从而提高了通信可靠性；

另一方面，该方法实际上是去中心化的一种IPv6地址配置方法，地址的配置和分发任务分散在各个与节点设备直连的网络管理设备上，而不是所有设备的地址配置和分发任务都由同一设备来实现；因此，降低了对该网络管理设备的电量要求，减轻了该设备的工作负荷。每个子网的网络管理设备具有自己的第二级IPv6地址头部前缀生成规则，因此节点设备拿到网络管理设备配置的第二级IPv6地址头部前缀，就可以生成自己的IPv6地址，复杂性较低。

又一方面，由于网络管理设备是基于自身的设备标识生成第二级IPv6地址头部前缀的，而该设备标识是用以唯一标识该网络管理设备的，因此保证了不同网络管理设备下管理的子网的IP地址不会冲突。

以下分别对上述各个步骤的进一步的可选的实施方式以及相关名词等进行说明。

在步骤401中，网络管理设备确定第一级IPv6地址头部前缀。

在本申请实施例中，对于第一级IPv6地址头部前缀的获取方式不做限定，可以是各种各样的。

在一些实施例中，网络管理设备可以根据用户输入的配置文件确定所述第一级IPv6地址头部前缀(下文简称为一级前缀)。即该一级前缀是用户自行配置的信息。

在另一些实施例中，网络管理设备也可以从DHCPv6服务器或网关处获取所述第一级IPv6地址头部前缀。

在又一些实施例中，网络管理设备还可以将默认前缀作为所述第一级IPv6地址头部前缀；如此，采用默认前缀作为一级前缀(即所述第一级IPv6地址头部前缀)，相比于从DHCPv6服务器或网关处获取，其不依赖于上级设备，上级设备发生故障不影响网络管理设备自动生成自己网口的第二级IPv6地址头部前缀和IPv6地址，也不影响节点设备自动生成自己的IPv6地址。

进一步地，在一些实施例中，网络管理设备可以在用户没有指定一级前缀的情况下，将默认前缀作为一级前缀。例如，将“2001:db8”(当然也不限制此地址)作为一级前缀。

在步骤402中，网络管理设备至少基于所述第一级IPv6地址头部前缀和自身的设备标识，自动生成所管理的子网的第二级IPv6地址头部前缀；其中，所述设备标识用于唯一标识网络管理设备。

可以理解地，所谓“自动”，可以理解为“自主”，即，完整的第二级IPv6地址头部前缀是网络管理设备基于生成规则自主生成的，而不是其他设备给配置好的。

在本申请实施例中，对于第二级IPv6地址头部前缀的生成规则不做限定，可以仅基于所述第一级IPv6地址头部前缀和自身的设备标识，生成第二级IPv6地址头部前缀；也可以基于所述第一级IPv6地址头部前缀、自身的设备标识和其他标识，生成第二级IPv6地址头部前缀。

进一步地，所述至少基于所述第一级IPv6地址头部前缀和自身的设备标识，生成所管理的子网的第二级IPv6地址头部前缀，依据组网场景的不同，包括如下实施例1和实施例2。

在实施例1中，在网络管理设备连接的子网数目为1个的组网场景中，网络管理设备基于所述第一级IPv6地址头部前缀和自身的设备标识，生成所述子网的第二级IPv6地址头部前缀。例如，图2所示的组网场景，在该场景中，网络管理设备只通过一个网络接口(即网口)直连全部的节点设备。

示例性地，在实施例1中，第二级IPv6地址头部前缀的生成规则如下表达式(1)所示：

一级前缀:[网络管理设备的设备标识]::/[掩码长度] (1)。

在实施例2中，在网络管理设备连接的子网数目为多个的组网场景中，网络管理设备基于所述第一级IPv6地址头部前缀、自身的设备标识、所述子网的网络类型标识和所述子网的网口标识，生成所述子网的第二级IPv6地址头部前缀；如此，保证了不同网络管理设备下管理的子网的IP地址不会冲突；其中，同一子网内的节点设备支持的通信协议类型相同。

可以理解地，在本申请实施例中，不同的组网场景下，第二级IPv6地址头部前缀生成规则不同；如此，在确保节点设备基于第二级IPv6地址头部前缀生成唯一的IP地址的情况下，不同的组网场景采用针对性的生成规则，这对于降低生成规则的复杂性是有益的。

在一些实施例中，网络管理设备可以将不同类型的通信协议进行编号，命名为网络类型标识。例如，支持Wi-Fi的子网的网络类型标识为0x01，支持BLE的子网的网络类型标识为0x02，依次类推。

另外，对于相同通信协议类型的网口，也需要进行编号区分，每一个网口都需要一个网口标识，例如，Wlan0和Wlan1分别编号为0x00和0x01，依次类推。但是对于不同通信协议类型的网口，由于网络类型通过网络类型标识进行了区分，因此每一类网口从0x00开始编号即可。网络类型标识和网口标识所占字节数可以根据接入数量进行扩展。

示例性地，在实施例2中，第二级IPv6地址头部前缀的生成规则如下表达式(2)所示：

一级前缀:[网络管理设备的设备标识]:[网络类型标识，网口标识]::/[掩码长度] (2)。

在本申请实施例中，对于网络管理设备的设备标识的长度和获取方法不做限定。该设备标识的长度为特定个字节，例如2个字节至4个字节。

在一些实施例中，该设备标识可以是在网络管理设备出厂时就固化在该设备的存储器的信息，网络管理设备在实施步骤402时直接从存储器中调用该设备标识即可。

在另一些实施例中，网络管理设备也可以通过随机数生成器生成该设备的设备标识。

在又一些实施例中，网络管理设备也可以根据自身的接口标识符生成该设备的设备标识；其中，接口标识符可以根据该设备的物理地址(例如MAC地址等)生成。

可以理解地，网络管理设备的设备标识需要保证互联的局域网内全局唯一，因此，在一些实施例中，网络管理设备在生成设备标识之后，还需要进行冲突检测；其中，冲突检测的方法为：当该网络管理设备生成自己的设备标识之后，通过组播方式向周边设备通知自己的设备标识，当其他可以连接的设备已经具有了相同设备标识，则通过组播返回冲突消息。如果产生冲突，该网络管理设备将重新生成新的设备标识，继续进行冲突检测，直到其生成的设备标识唯一为止。由于作为网络管理设备角色的设备的数量有限，因此设备标识的冲突概率相对较低；另外，对于基于接口标识符生成的设备标识，冲突概率也较低。

在步骤403中，网络管理设备根据自身的主机地址和所述子网的第二级IPv6地址头部前缀，自动生成所述子网的网口的IPv6地址。

可以理解地，所谓“自动”，可以理解为“自主”，即，完整的IPv6地址是网络管理设备基于生成规则自主生成的，而不是其他设备给配置好的。

在本申请实施例中，对于主机地址不做限定，在一些实施例中，网络管理设备可以采用默认地址作为所述主机地址。例如，该默认地址为0x01。

在另一些实施例中，网络管理设备可以生成自身的设备接口标识符；以及根据所述设备接口标识符，生成所述主机地址。例如，网络管理设备通过无状态自动配置地址方式生成所述主机地址。

进一步地，在一些实施例中，网络管理设备可以将自身的物理地址扩展为特定长度的序列之后经过哈希映射生成设备接口标识符，或者，也可以直接通过随机数生成器生成自身的设备接口标识符。

示例性地，这里所述的物理地址为网络管理设备的MAC地址。

在一些实施例中，网络管理设备可以将自身的设备接口标识符通过哈希函数映射为子网掩码长度的主机地址。

举例而言，网络管理设备的IPv6地址生成规则如下表达式(3)所示：

[第二级IPv6地址头部前缀]::[设备接口标识符生成的主机地址]/[掩码长度](3)；

又如，网络管理设备的IPv6地址生成规则也可以为如下表达式(4)：

[第二级IPv6地址头部前缀]::01/[掩码长度] (4)。

在步骤404中，网络管理设备将所述第二级IPv6地址头部前缀发送给所述子网中的节点设备。

可以理解地，网络管理设备在生成自身的各个网口的IPv6地址之后，就可以监听各个网口的ICMP报文了。在一些实施例中，网络管理设备在通过所述子网的网口接收到RS请求报文的情况下，向发送所述RS请求报文的节点设备返回路由通告报文(RouterAdvertisement，RA)报文；

其中，所述RA报文中包括所述第二级IPv6地址头部前缀和为特定指示符的Autonomous标记位；所述特定指示符用于指示所述节点设备基于无状态地址自动配置机制生成IPv6地址。例如，该特定指示符为on。

如此，网络管理设备在接收到RA报文之后，确定该报文中的Autonomous标记位的值为特定指示符，则基于所述第二级IPv6地址头部前缀，通过无状态地址自动配置机制生成IPv6地址。

在步骤405中，节点设备基于所述第二级IPv6地址头部前缀，通过无状态地址自动配置机制生成自身的IPv6地址；其中，所述节点设备与所述网络管理设备直连。

节点设备接收到网络管理设备回应的RA报文后，即可获得第二级IPv6地址头部前缀信息以及默认路由信息。因RA报文中Autonomous标记位被置为on，所以节点设备可以自己根据协议生成自己的IPv6地址。

具体地，节点设备首先需要生成自己的64bit的设备接口标识符(IID)，节点设备的设备接口标识符(IID)生成方式，可以通过设备48bit设备地址扩展2个字节后经过哈希映射生成，也可以直接通过随机数生成器生成，具体算法可以根据设备安全级别确定。注意，节点设备为了设备安全，尽量不直接使用设备地址扩展2个字节的方式作为主机地址，必须经过哈希映射或者随机生成主机地址。当节点设备获得了第二级IPv6地址头部前缀以及自己的主机地址后，即可生成自己的IPv6地址。

例如，节点设备的IPv6地址生成规则如下表达式(5)所示：

[第二级IPv6地址头部前缀]::[设备接口标识符生成的主机地址]/[掩码长度](5)。

在一些实施例中，所述网络管理设备为具有路由功能的设备；所述网络管理设备和所述节点设备为近场设备。

在相关技术中，需要部署DHCP服务器，该方式需要设备(包括DHCP服务器和DHCP客户端)支持UDP传输层协议。但是，对于一些资源受限的嵌入式设备，可能存在支持网络层与传输层网络协议栈的困难，因此难以部署DHCP协议完成对客户机的IPv6管理和分发。此外，部署一台DHCP服务器并不能很好地解决跨网段管理，对于跨网段IPv6的分配和管理，还需要其他路由设备协助完成。对于近场设备组成的移动网络，受限于节点的处理能力以及设备的移动性，无法像Internet网络一样部署DHCP服务器进行IPv6地址统一管理和分配。

在通过网关在无线传感器网络中使用IPv6地址无状态自动配置的方案中，路由设备和节点设备需要经过“四次握手”才能获取到自己的IP地址信息，因此实现流程比较复杂。其次，整个网络的全局第二级IPv6地址头部前缀信息都是来源于同一个网关，一旦网关出现问题则将因没有第二级IPv6地址头部前缀信息而无法组网。此外，新入网的路由设备以及节点设备都依赖于父级路由设备给分配的子网ID，因此，一旦父路由设备出现故障，则子路由设备组织的网络因不能获得子网ID而无法生成自己的IPv6地址。

基于此，下面将说明本申请实施例在一个实际的应用场景中的示例性应用。

在本申请实施例中，提供一种针对上述近场设备组成的移动网络中，基于分布式的无状态地址自动配置方式的IPv6地址分配方法和规则。在由多个路由设备(即网络管理设备的一种示例)组成的网络中，每一个路由设备都可以基于自己的设备ID(即设备标识)、子网络类型和索引编号(即网络标识)，自动生成自己所管理的子网的第二级IPv6地址头部前缀。然后，通过邻居发现协议中的路由广播，向直连的节点设备发送其所在子网的第二级IPv6地址头部前缀；节点设备接收到路由设备发送的所在子网的第二级IPv6地址头部前缀后，通过无状态地址自动配置方式自动生成自己的IPv6地址并配置该IPv6地址。

本申请实施例可以用来解决一些资源受限的嵌入式设备难以部署DHCP协议的问题，通过制定上述IPv6地址头部生成规则并分布式部署在每一个路由设备上，实现该路由设备对自己子网的IPv6地址管理。组网中所有的路由设备都采用统一的头部前缀规则，当它们组网互联后，即可实现多个子网整合成一个对外的整体的网络。采用分布式部署方式，也可以解决整个网络对网关设备或者中心节点设备的依赖。

本申请实施例主要部署于路由设备上，如图5所示，路由设备包含两个部分：(1)第二级IPv6地址头部前缀自动生成模块；(2)RFC2461标准的邻居发现协议的处理模块；其中，

(1)第二级IPv6地址头部前缀自动生成模块，其自动生成第二级IPv6地址头部前缀的规则如下：

第二级IPv6地址头部前缀分为三个部分：第一级IPv6地址头部前缀、路由设备的设备ID、网络类型ID(即网络类型标识)及网口ID(即网口标识)；其中，

第一级IPv6地址头部前缀：可以由用户预制配置(例如通过路由设备上配置文件)，或者通过DHCPv6服务器获取，或者由网关分配。若没有预制配置则使用默认前缀“2001:db8”(不限制此地址)作为第一级IPv6地址头部前缀。一旦选定该第一级IPv6地址头部前缀，组网内的全部路由设备都选择该头部前缀。注意这里提到了DHCPv6服务器获取，或者由网关获取，这两种方式为可选方式。

路由设备的设备ID：设备全局唯一标识，可以用于区分各个路由设备管理的子网。路由设备或网络管理设备才需要配置设备ID，其他节点设备不能自行生成第二级IPv6地址头部前缀，因此无需自动生成。

网络类型ID和网口ID：需要管理路由设备下挂接的不同类型子网或通过不同网卡设备接入的相同类型子网，可以使用网络类型ID和网口ID进行区分和管理。

基于上述第二级IPv6地址头部前缀的规则，第二级IPv6地址头部前缀自动生成模块的工作原理如图6所示，包括如下步骤601至步骤605：

步骤601，确定是否已经制定第二级IPv6地址头部前缀；如果是，执行步骤602；否则，执行步骤603；

步骤602，使用所述已经制定的第二级IPv6地址头部前缀；

步骤603，获取/生成设备ID；

步骤604，确定该设备ID是否冲突；如果是，返回执行步骤603，重新获取/生成设备ID；否则，执行步骤605；

步骤605，生成第二级IPv6地址头部前缀。

第二级IPv6地址头部前缀自动生成模块检测是否已经存在已经制定了第一级IPv6地址头部前缀规则。预制第一级IPv6地址头部前缀，管理员可以在设备启动时指定，可以通过提供配置文件方式进行配置，或者通过DHCPv6服务器获取，或者由网关分配。如果没有预制第二级IPv6地址头部前缀规则，则本模块将使用“2001:db8”(不限制此地址)作为第一级IPv6地址头部前缀。路由设备有了第一级IPv6地址头部前缀，然后再根据自己的设备ID自动生成前两级前缀(即第二级IPv6地址头部前缀)。

其中，路由设备的设备ID为若干字节(建议2至4个字节)，可以在设备出厂时固化，亦可以通过随机数生成器或者通过设备64bit接口标识符(IID)的长地址进行哈希映射生成。设备接口标识符(IID)，可以通过设备48bit设备地址扩展2个字节或者哈希映射生成。例如通过蓝牙设备的设备地址、Wi-Fi设备的MAC地址等扩展2个字节或者哈希映射生成64bit接口标识符。设备接口标识符(IID)也可以直接通过随机数生成器生成。

IPv6地址的头部前缀生成规则，包含：

简单的只连一个网络的模型和复杂的连接多种网络类型、多个相同子网模型的规则。

1.只连单一一个网络：即路由设备仅仅通过一个网络接口连接管理的子网的全部节点设备。这种情况下无需网络类型ID和网络接口ID进行区分子网。因此将IPv6头部生成规则简化为如下表达式(6)：

2001:db8:[设备ID]::/64 (6)；

其中，设备ID作为本路由设备下的子网ID，用以进行子网区分，这样保证了支持单一网络的路由设备或者网络管理设备生成自己的子网网段。注意本例中使用的是“2001:db8”作为第一级IPv6地址头部前缀。

2.多种网络类型：近场设备互联可以通过无线通信技术如Wi-Fi、BLE和Thread等，不限于上述类型的通信协议。路由设备或者网络管理设备中将不同类型的通信协议进行编号，命名为网络类型ID。例如，Wi-Fi为0x01，BLE为0x02，Thread为0x03，依次类推。另外，对于相同通信协议类型的网口，也需要进行编号区分，每一个网口都需要一个网口ID，例如，Wlan0和Wlan1分别编号为0x00和0x01，依次类推。但是对于不同通信协议类型的网口，由于网络类型通过网络类型ID进行了区分，因此每一类网口从0x00开始编号即可。网络类型ID和网口ID所占字节数可以根据接入数量进行扩展。

多种网络类型的路由设备或者网络管理设备上IPv6地址的头部前缀生成规则需要使用上述内容作为子网ID，具体规则如下表达式(7)所示：

2001:db8:[设备ID]:[网络类型ID,网口ID]::/[掩码长度] (7)；

(2)基于RFC2461标准的邻居发现协议的处理模块，其工作原理如图7所示，包括如下步骤701至步骤705：

步骤701，获取第二级IPv6地址头部前缀；

步骤702，配置路由设备的各个网口的IPv6地址；

步骤703，监听每个网口的ICMP报文；

步骤704，确定ICMP报文是否是RS请求报文；如果是，执行步骤705；否咋，返回执行步骤703；

步骤705，组织RA报文并回应给对应的节点设备。

本模块主要功能监听ICMPv6报文，接收到节点设备发送的RS请求报文后，回应相应地RA报文。在回应的RA报文中包含配置给节点设备的IPv6前缀信息，并且RA报文中Autonomous标记位被置为on。确保节点设备可以接收到RA报文后，获得第二级IPv6地址头部前缀信息以及默认路由信息。因RA报文中Autonomous标记位被置为on，节点设备可以自己根据无状态地址自动配置方式生成自己的IPv6地址。

如下对于路由设备和节点设备各自自动生成自身的IPv6地址的策略进行说明。

1.路由设备IPv6地址生成策略：

路由设备生成第二级IPv6地址头部前缀后，由于每个类型的网络以及每个网口都生成了子网的第二级IPv6地址头部前缀，因此直接使用路由设备的主机地址就可生成自己端口的IPv6地址。路由设备的主机地址可以简单的使用0x01，也可以通过64bit的设备接口标识符(IID)哈希生成子网掩码长度的主机地址。通过生成的第二级IPv6地址头部前缀以及主机地址，即可生成路由设备该网口的IPv6地址。

路由设备的IPv6地址生成规则如下表达式(8)所示：

[第二级IPv6地址头部前缀]::[设备接口标识符生成的主机地址]/[掩码长度](8)；

或者简单的定义为如下表达式(9)：

[第二级IPv6地址头部前缀]::01/[掩码长度] (9)。

2.节点设备IPv6地址生成策略：

图8为本申请实施例提供的节点设备的工作流程示意图，如图8所示，包括如下步骤801至步骤806：

步骤801，发送RS请求；

步骤802，监听ICMP报文；

步骤803，确定接收到的ICMP报文是否为RA回应；如果是，执行步骤804；否则，返回执行步骤802；

步骤804，确定RA回应报文中的Autonomous的值是否为on；如果是，执行步骤805；否则，返回执行步骤802；

步骤805，生成设备接口标识符；

步骤806，根据掩码长度生成主机地址。

在本申请实施例中，提供一种近场设备组网环境下基于无状态地址自动配置的设备IPv6地址自动生成和配置方法。通过本方法：

1.可使不能部署DHCP的资源受限设备获得IP地址，完成组网互联互通；

2.采用分布式子网IPv6地址管理，路由设备不依赖于其父路由设备或者网关，即可自动生成IP头部前缀、管理的子网的IPv6地址；

3.路由设备可以管理不同类型网络以及多个相同类型网络的IPv6地址生成规则；

4.节点设备可以获取路由设备生成的IP头部前缀，实现自己IPv6地址的生成和配置。

在本申请实施例中，提供一种针对近场设备组成的移动网络中的IPv6地址分配方法和规则，用以解决一些资源受限的嵌入式设备难以部署DHCP协议的问题，实现整个近场设备组成的移动网络的IPv6地址管理和分发；这样，

1.网络中无需部署DHCP服务分配IPv6地址；

2.在多路由复杂组网环境中，分布式子网IPv6地址管理方式，路由设备无需依赖父节点设备或网关设备，即可自动生成IP头部前缀、管理的子网的IPv6地址；

3.实现路由设备对多种类型网络、多个相同类型网络的IPv6地址生成和管理；

4.无需管理员手动配置，网络中各个路由设备和节点设备都可以自动生成IPv6地址，实现互联互通。

应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等；或者，将不同实施例中步骤组合为新的技术方案。

基于前述的实施例，本申请实施例提供一种IPv6地址配置装置，该装置应用于网络管理设备，该装置包括所包括的各模块、以及各模块所包括的各单元，可以通过处理器来实现；当然也可通过具体的逻辑电路实现；在实施的过程中，处理器可以为中央处理器(CPU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)等等。

图9为本申请实施例提供的IPv6地址配置装置的结构示意图，如图9所示，IPv6地址配置装置900包括：

生成模块901，配置为确定第一级IPv6地址头部前缀，以及至少基于所述第一级IPv6地址头部前缀和自身的设备标识，生成所管理的子网的第二级IPv6地址头部前缀；其中，所述设备标识用于唯一标识所述网络管理设备；

处理模块902，配置为将所述第二级IPv6地址头部前缀发送给所述子网中的节点设备，以便所述节点设备基于所述第二级IPv6地址头部前缀，通过无状态地址自动配置机制生成自身的IPv6地址；其中，所述节点设备与所述网络管理设备直连。

在一些实施例中，生成模块901，配置为：在所述网络管理设备连接的子网数目为1个的组网场景中，基于所述第一级IPv6地址头部前缀和自身的设备标识，生成所述子网的第二级IPv6地址头部前缀。

在一些实施例中，生成模块901，配置为：在所述网络管理设备连接的子网数目为多个的组网场景中，基于所述第一级IPv6地址头部前缀、自身的设备标识、所述子网的网络类型标识和所述子网的网口标识，生成所述子网的第二级IPv6地址头部前缀。

在一些实施例中，生成模块901，还配置为：根据自身的主机地址和所述子网的第二级IPv6地址头部前缀，生成所述子网的网口的IPv6地址。

在一些实施例中，处理模块902，配置为：在通过所述子网的网口接收到RS请求报文的情况下，向发送所述RS请求报文的节点设备返回RA报文；其中，所述RA报文中包括所述第二级IPv6地址头部前缀和为特定指示符的Autonomous标记位；所述特定指示符用于指示所述节点设备基于无状态地址自动配置机制生成IPv6地址。

在一些实施例中，采用默认地址作为所述主机地址。

在另一些实施例中，生成模块901，配置为：生成自身的设备接口标识符；以及根据所述设备接口标识符，生成所述主机地址。

在一些实施例中，生成模块901，配置为：根据用户输入的配置文件确定所述第一级IPv6地址头部前缀；或者，从DHCPv6服务器或网关处获取所述第一级IPv6地址头部前缀；或者，将默认前缀作为所述第一级IPv6地址头部前缀。

以上装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请装置实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。

需要说明的是，本申请实施例中模块的划分是示意性的，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。另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是单独物理存在，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。也可以采用软件和硬件结合的形式实现。

需要说明的是，本申请实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述的方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得网络管理设备执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

本申请实施例提供一种网络管理设备，图10为本申请实施例提供的网络管理设备的硬件实体示意图，如图10所示，所述网络管理设备1000包括存储器1001和处理器1002，所述存储器1001存储有可在处理器1002上运行的计算机程序，所述处理器1002执行所述程序时实现上述实施例中提供的方法中的步骤。

需要说明的是，存储器1001配置为存储由处理器1002可执行的指令和应用，还可以缓存在处理器1002以及网络管理设备1000中各模块待处理或已经处理的数据(例如，图像数据、音频数据、语音通信数据和视频通信数据)，可以通过闪存(FLASH)或随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)实现。

本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中提供的方法中的步骤。

本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法实施例提供的方法中的步骤。

这里需要指出的是：以上存储介质和设备实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请存储介质、存储介质和设备实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”或“一些实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”或“在一些实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，本文不再赘述。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如对象A和/或对象B，可以表示：单独存在对象A，同时存在对象A和对象B，单独存在对象B这三种情况。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，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，如：多个模块或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的模块可以是、或也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是、或也可以不是物理模块；既可以位于一个地方，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全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各实施例中的各功能模块可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各模块分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中；上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得网络管理设备执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。

本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。

本申请所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。

以上所述，仅为本申请的实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种IPv6地址配置方法，其特征在于，所述方法应用于网络管理设备，所述方法包括：

确定第一级IPv6地址头部前缀；

至少基于所述第一级IPv6地址头部前缀和自身的设备标识，生成所管理的子网的第二级IPv6地址头部前缀；其中，所述设备标识用于唯一标识所述网络管理设备；

将所述第二级IPv6地址头部前缀发送给所述子网中的节点设备，以便所述节点设备基于所述第二级IPv6地址头部前缀，通过无状态地址自动配置机制生成自身的IPv6地址；其中，所述节点设备与所述网络管理设备直连。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少基于所述第一级IPv6地址头部前缀和自身的设备标识，生成所管理的子网的第二级IPv6地址头部前缀，包括：

在所述网络管理设备连接的子网数目为1个的组网场景中，基于所述第一级IPv6地址头部前缀和自身的设备标识，生成所述子网的第二级IPv6地址头部前缀；

在所述网络管理设备连接的子网数目为多个的组网场景中，基于所述第一级IPv6地址头部前缀、自身的设备标识、所述子网的网络类型标识和所述子网的网口标识，生成所述子网的第二级IPv6地址头部前缀。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据自身的主机地址和所述子网的第二级IPv6地址头部前缀，生成所述子网的网口的IPv6地址。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述第二级IPv6地址头部前缀发送给所述子网中的节点设备，包括：

在通过所述子网的网口接收到RS请求报文的情况下，向发送所述RS请求报文的节点设备返回RA报文；

其中，所述RA报文中包括所述第二级IPv6地址头部前缀和为特定指示符的Autonomous标记位；所述特定指示符用于指示所述节点设备基于无状态地址自动配置机制生成IPv6地址。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

采用默认地址作为所述主机地址；或者，生成自身的设备接口标识符；以及根据所述设备接口标识符，生成所述主机地址。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定第一级IPv6地址头部前缀，包括以下之一：

根据用户输入的配置文件确定所述第一级IPv6地址头部前缀；

从DHCPv6服务器或网关处获取所述第一级IPv6地址头部前缀；

将默认前缀作为所述第一级IPv6地址头部前缀。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络管理设备为具有路由功能的设备；所述网络管理设备和所述节点设备为近场设备。

8.一种IPv6地址配置装置，其特征在于，所述装置应用于网络管理设备，所述装置包括：

生成模块，配置为确定第一级IPv6地址头部前缀，以及至少基于所述第一级IPv6地址头部前缀和自身的设备标识，生成所管理的子网的第二级IPv6地址头部前缀；其中，所述设备标识用于唯一标识所述网络管理设备；

处理模块，配置为将所述第二级IPv6地址头部前缀发送给所述子网中的节点设备，以便所述节点设备基于所述第二级IPv6地址头部前缀，通过无状态地址自动配置机制生成自身的IPv6地址；其中，所述节点设备与所述网络管理设备直连。

9.一种网络管理设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在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程序时实现权利要求1至7任一项所述的方法。

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，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

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