CN1692606A - 自动注册互联网协议协议版本6的互联网协议地址和域名的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于在使用IP版本6(IPv6)协议的网络中注册主机的IP地址和域名的方法。该IP地址和域名自动注册方法包括：多点播送包括主机的IP地址和域名的NS消息；执行重复地址检测(DAD)处理；和如果没有其他主机存在于相同的网络上并使用该主机的IP地址或域名，则在DNS服务器中或在各个多个其他主机的存储区中自动注册该IP地址或域名。因此，每个主机的IPv6地址和域名被自动存储并管理而没有重复。

Description

自动注册互联网协议协议版本6的互联网协议地址和域名的方法
                            技术领域
本发明涉及一种使用域名服务(Domain Name Service，DNS)管理主计算机的互联网协议(Internet Protocol，IP)地址和域名的方法，更具体地讲，涉及一种在IPv6网络上自动注册主计算机的IP地址和域名的方法。
                            背景技术
通常，由于IP版本6(IPv6)地址是128位的数字表示，所以难以直接使用IPv6地址。为此，使用了执行在IP地址和相应的域名之间的翻译的DNS功能。
图1是显示传统的域名服务(DNS)环境的示图，图2是表示在图1的传统的DNS环境下执行的通常的DNS处理的流程图。
参照图1，当连接到DNS服务器11的第一主机(IPv6主机0)13试图访问第二主机(IPv6主机1)15时，第一主机13从DNS服务器11请求第二主机15的IP地址。对执行这样的DNS功能的处理描述如下。
参照图2，当第一主机13希望访问另一主机比如第二主机15时，其将DNS询问消息发送到DNS服务器11(步骤101)。DNS询问消息包括第一主机13希望访问的主机(在这种情况下，为第二主机15)的域名(例如，Hostl.example.com)。DNS服务器11检查从第一主机13发送的DNS询问消息(步骤102)，然后将与第二主机15的域名对应的IP地址(例如，fe80∷bbbb)发送到第一主机13(步骤103)。在从DNS服务器11接收第二主机15的IP地址之后，第一主机13使用该IP地址访问第二主机15(步骤104)。
为了执行这样的DNS功能，有必要创建用于管理每个主机的IPv6地址和域名的DNS区域文件(DNS zone file)。
图3是显示DNS区域文件的示例性结构的示图。参照图3，每个主机的IPv6地址和域名由DNS区域文件注册并管理，并且各主机的IP地址和域名由管理者个别地和手工地设置。
然而，在主机经常变化并且域名经常改变的网络环境下，存在一些问题，比如DNS区域文件的连续更新的需要和因用户的疏忽引起的重复多个主计算机的IPv6地址和域名的可能性。
                            发明内容
本发明提供了一种在域名服务(DNS)服务器(或其他主机)上自动注册主计算机的IPv6地址和IPv6域名的方法。
本发明还提供了一种在其上包括用于该方法的计算机程序的计算机可读介质。
根据本发明的一方面，提供了自动注册IP地址和域名的第一方法，该方法包括：(a)在主机中产生包括该主机的IP地址和域名的重复地址检测(Duplicate Address Detection，DAD)请求消息；(b)经域名服务(DNS)服务器和多个通过该主机的网络彼此连接的其他主机中的一个接收DAD请求消息，并确定使用包括在DAD请求消息中的IP地址和域名中的至少一个的另一主机是否存在于该主机的网络上；和(c)如果未确定另一主机，则将该IP地址和域名存储在DNS服务器的DNS区域文件和其他主机的存储区之一中。
根据本发明的另一方面，提供了自动注册IP地址和域名的第二方法，该方法包括：(a)将包括主机的IP地址和域名的DAD请求消息从该主机发送到DNS服务器；(b)确定使用包括在DAD请求消息中的IP地址和域名中的至少一个的另一主机是否存在于该主机的网络上；和(c)如果未确定另一主机，则将该IP地址和域名存储在DNS服务器的DNS区域文件中。
根据本发明的另一方面，提供了自动注册IP地址和域名的(检查原始)第三方法，该方法包括：(a)将包括主机的IP地址和域名的DAD请求消息从该主机发送到通过网络彼此连接的多个其他主机；(b)确定使用包括在DAD请求消息中的IP地址和域名中的至少一个的另一主机是否存在于该主机的网络上；和(c)如果未确定另一主机，则将该IP地址和域名存储在各个其他主机的存储区中。
                            附图说明
通过参照附图详细描述其示例性实施例，本发明的上述和其他特性和优点将会变得更加清楚，其中：
图1是显示传统的域名服务(DNS)环境的示图；
图2是表示在图1的传统的DNS环境下执行的通常的DNS处理的流程图；
图3是显示DNS区域文件的示例性结构的示图；
图4是用于描述根据本发明的优选实施例的扩展类型邻居请求(NeighborSolicitation，NS)消息和使用其执行主机的IP地址和域名的自动注册的方法的示图；
图5是表示根据本发明的优选实施例的执行主机的IP地址和域名的自动注册的方法的流程图；
图6是显示根据本发明的优选实施例的当主机的IP地址重复时产生的邻居通知(Neighbor Advertisement，NA)消息的示例性结构的示图；和
图7是显示根据本发明的优选实施例的当主机的域名重复时产生的扩展类型NA消息的示例性结构的示图。
                          具体实施方式
以下，将参照附图来详细说明本发明的实施例。
图4是用于描述根据本发明的优选实施例的扩展类型邻居请求(NS)消息和使用扩展类型NS消息自动注册主机的IP地址和域名的方法的示图。
参照图4，根据本发明的IP地址和域名自动注册方法，主机23的IPv6地址和域名通过IPv6协议的重复地址检测(DAD)处理被自动注册在DNS服务器21的域名服务(DNS)区域文件中。这里，DNS服务器21是能够支持IPv6协议的服务器，并且主机23是能够执行自动配置功能的主机。
为了执行主机的IP地址和域名的自动注册，主机23在DNS服务器21被打开时将NS消息发送到该DNS服务器21。NS消息是一种用于使DAD能够实现的DAD请求信号。此外，根据本发明的实现方案，其他信号可用于替代NS消息。
如图4所示，扩展类型NS消息将主机自己的IPv6地址(例如，fe80∷aabb∷ccff∷fedd∷eeff)51存储在其目标地址字段中，并将主机自己的域名(例如，Host.example.com)52存储在其选项字段中。这里，源地址(SRC)被设置为空白，目的地址(DST)被设置为作为对应于目标地址fe80∷aabb∷ccff∷fedd∷eeff的请求的节点多路播送地址的值ff02∷1:fedd:eeff。存储在NS消息的目标地址字段中的主机23的IPv6地址51是在未连接到任何外部网络的子网络内使用的链路本地地址(link-local address)，或者被转换成地区本地地址(site-local address)或用于全球网络环境下的全球地址(globaladdress)等。
当DNS服务器21从主机23接收NS消息时，DNS服务器21执行DAD处理，并试图检测另一使用该IP地址或域名的主机。如果没有其他主机存在于相同的网络上并使用主机23的IP地址或域名，则DNS服务器21将相应的主机23的IP地址(即IPv6地址)和域名存储在其DNS区域文件中，并管理该IP地址和域名。
同时，DNS服务器21连接到包括在与服务器23的局域网不同的局域网中的多个外部DNS服务器31，并和其他DNS服务器31共享通过DAD处理获得的信息。因此，虽然管理者没有个别地存储各主机的各IP地址和域名，但各主机的IP地址和域名被自动注册并管理而没有重复。
因此，根据本发明的IP地址和域名自动注册方法，主机的IP地址和域名可被自动注册并管理，即使未提供DNS服务器。例如，在没有DNS服务器21的网络环境下，包括相应的主机的IP地址和域名的NS消息在DAD处理期间由被请求的节点多点播送到在该网络上的其他主机，并且该相应的主机的IP地址和域名被自动注册在其他主机的预定存储区中。也就是说，即使没有DNS服务器，也可仅使用IP地址和域名来实现相应的主机和其他主机的相互连接。
图5是表示根据本发明的优选实施例的自动注册主机的IP地址和域名的方法的流程图，其中，该方法用于具有DNS服务器的网络环境和没有DNS服务器的网络环境。
参照图5，IPv6主机被打开(步骤201)，DAD处理开始(步骤202)。使DAD处理能够进行，以确定主机的IP地址(即，IPv6地址)是否重复。
然后，主机多点播送并发送将主机自己的IPv6地址存储在其目标地址字段中并将主机自己的域名存储在其选项字段中的扩展类型NS消息，如图4所示(步骤203)。
接下来，确定DNS服务器是否存在(步骤204)。如果DNS服务器存在，则NS消息被从主机传送到DNS服务器(步骤205)。如果DNS服务器不存在，则NS消息被传送到连接在网络上的多个其他主机(步骤206)。如下所述，如果DNS服务器存在，则由DNS服务器执行DAD处理，并且主机的IP地址和域名被注册在DNS服务器上。如果DNS服务器不存在，则由所有连接在网络上的其他主机执行DAD处理，并且相应的主机的IP地址和域名被存储在其他主机的预定存储区中。
然后，接收NS消息的DNS服务器(或多个其他主机)确定另一主机是否存在于该网络上并使用存储在NS消息中的IP地址或域名(步骤207)。
如果没有其他主机存在于相同的网络上并使用该IP地址或域名，则DNS服务器(或多个其他主机)将包括在NS消息中的主机的链路本地地址(即，目标地址)和域名存储在其DNS区文件(或其他主机的存储区)中(步骤208)。然后，使用从路由器或起相同作用的装置发送的前缀信息来确定前缀是否被分配(步骤209)。
如果前缀被分配，则使用分配的前缀和包括在NS消息中的主机的链路本地地址和域名来产生地区本地地址和全球地址(步骤210)。接下来，产生的地区本地地址和域名被注册在DNS服务器(或其他主机)上(步骤211)。如果在步骤208存储的链路本地地址和域名已经被注册在DNS服务器(或其他主机)中，则在步骤209中该存储的链路本地地址和域名被更新为产生的地址和域名。另一方面，如果在步骤209中前缀未被分配(也就是说，在未对其分配单独的前缀信息的环境下)，则处理前进到步骤212，并且DAD结束而不更新。
在步骤207中，如果另一主机存在于相同的网络上并使用相应的主机的IP地址或域名，则确定是主机的IP地址重复还是主机的域名重复(步骤215)。
如果主机的IP地址重复，则DNS服务器(或其他主机)将指示主机的IP地址重复的邻居通知(NA)消息作为DAD响应消息发送到该主机(步骤216)。NA消息是通知相应的主机该主机的IP地址重复的DAD响应消息的例子。此外，根据本发明的实现方案，其他信号可用于替代NA消息。
图6是表示当主机的IP地址重复时产生的NA消息的示例性结构的示图。参照图6，如在图4中显示的NS消息中那样，目标地址字段存储相应的主机的IPv6地址61。NA消息的选项字段存储相应的主机的介质访问控制(MAC)地址63。MAC地址是以太网卡的物理地址，并被写在以太网卡的只读存储器(ROM)上。MAC地址具有对每个主机不同的值。
返回到图5，如果当主机的IP地址重复时在图6中显示的NA消息被发送到该主机，则该主机连接到IPv6的动态主机配置协议(DHCPv6)，并且新的IP地址被分配给该主机(步骤217)。然后，当返回到步骤203(由“A”表示)时，从开始重复DAD处理。
在步骤215中，如果仅主机的域名重复而IP地址不重复，则DNS服务器(或其他主机)将指示相应的主机的域名重复的扩展类型NA消息作为DAD响应消息发送到该主机(步骤218)。扩展类型NA消息是通知相应的主机该主机的域名重复的DAD响应消息的例子。此外，根据本发明的实现方案，其他信号可用于替代扩展类型NA消息。
图7是表示当主机的域名重复时产生的扩展类型NA消息的示例性结构的示图。如果主机的域名重复，则具有图7中显示的格式的NA消息被发送到主机，以指示改变该主机的域名的请求。参照图7，像图4中显示的NS消息一样，根据本发明的NA消息将主机的IPv6地址61存储在其目标地址字段中，并将主机的域名62存储在其选项字段中。在保留字段中，D标志65被设置为预定值，这允许主机改变它的域名。指示改变域名的请求的标志的位置和值可变化。
返回到图5，如果当主机的域名重复时图7中显示的扩展类型NA消息被发送到该主机，则该主机改变它自己的域名(步骤219)，并返回到步骤203(由“A”表示)以重复DAD处理。在这种情况下，由于已经关于NS消息中的主机的IP地址进行了先前的对重复的检查，所以在步骤203中发送的NS消息被单点传送而不被多点播送。因此，可减小不必要的在网络上的数据传输。
如上所述，根据本发明的IP地址和域名自动注册方法，在DNS服务器的DNS区域文件中可自动存储并管理每个主机的IPv6地址和域名。这种IP地址和域名自动注册方法也可应用于没有DNS服务器的网络环境。也就是说，在没有DNS服务器的网络环境下，多个连接到网络的其他主机执行DAD处理(即，图5的步骤206)，并将相应的主机的IP地址和域名注册在它们的存储区中。
因此，根据本发明的IP地址和域名自动注册方法可在具有DNS服务器的网络环境和没有DNS服务器的网络环境下存储并管理每个主机的IPv6地址和域名而没有重复。因此，当计算机试图在不同的计算环境下访问互联网时，可构造零配置网络连接(Zero Configuration Networking)环境，其允许特定的计算机通过仅使用一个连接端口并且不用重新设置适合相应的环境的网络信息来访问互联网。
本发明可通过从计算机可读介质运行程序包括在通用数字计算机中，该介质包括但并不限于存储介质，比如磁存储介质(例如，ROM′s、软盘、硬盘等等)、光学可读介质(例如，CD-ROM、DVD等等)、和载波(例如，通过互联网传输)。本发明可具体体现为其中包括用于使经网络连接的很多计算机系统影响分布式处理的计算机可读程序代码单元的计算机可读介质。
尽管本发明是参照其示例性实施例来具体地表示和描述的，但本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由下面的权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种修改。

Claims (21)

1、一种自动注册IP地址和域名的方法，该方法包括：
(a)在主机中产生包括该主机的IP地址和域名的重复地址检测(DAD)请求消息；
(b)经域名服务(DNS)服务器和多个通过该主机的网络彼此连接的其他主机中的一个接收DAD请求消息，并确定使用包括在DAD请求消息中的IP地址和域名的至少一个的另一主机是否存在于该主机的网络上；和
(c)如果确定所述的另一主机没有使用所述的IP地址和域名的至少一个，则将该IP地址和域名存储在DNS服务器的DNS区域文件和多个其他主机的存储区之一中。
2、如权利要求1所述的方法，其中，DAD请求消息包括：
目标地址字段，用于存储主机的IP地址；和
选项字段，用于存储主机的域名。
3、如权利要求2所述的方法，其中，主机的IP地址是IP版本6(IPv6)地址。
4、如权利要求1所述的方法，还包括：
(d)确定前缀是否被分配；
(e)如果前缀被分配，则使用该前缀、IP地址、和域名来创建代表地区本地地址和全球地址之一的新的IP地址；和
(f)在DNS服务器和多个其他主机的至少一个之一中注册新创建的IP地址和域名。
5、如权利要求1所述的方法，还包括：
(g)如果确定所述的另一主机使用所述的IP地址和域名的至少一个，则确定IP地址和域名之一是否重复；
(h)如果IP地址重复，则将第一DAD响应消息发送到该主机；
(i)通过更新该主机的IP地址来响应第一DAD响应消息，并重复步骤(a)到(c)；
(j)如果域名重复，则将第二DAD响应消息发送到该主机；和
(k)通过改变该主机的域名来响应第二DAD响应消息，并重复步骤(a)到(c)；
6、如权利要求5所述的方法，其中，第一DAD响应消息包括：
目标地址字段，用于存储主机的IP地址；和
选项字段，用于存储主机的介质访问控制(MAC)地址。
7、如权利要求5所述的方法，其中，第二DAD响应消息包括：
目标地址字段，用于存储主机的IP地址；
选项字段，用于存储主机的域名；和
标志，具有预定值，并用于指示改变域名的请求。
8、一种自动注册IP地址和域名的方法，该方法包括：
(a)将包括主机的IP地址和域名的重复地址检测(DAD)请求消息从该主机发送到域名服务(DNS)服务器；
(b)确定使用包括在DAD请求消息中的IP地址和域名的至少一个的另一主机是否存在于该主机的网络上；和
(c)如果确定所述的另一主机没有使用IP地址和域名的至少一个，则将该IP地址和域名存储在DNS服务器的DNS区域文件中。
9、如权利要求8所述的方法，其中，DAD请求消息包括：
目标地址字段，用于存储主机的IP地址；和
选项字段，用于存储主机的域名。
10、如权利要求9所述的方法，其中，主机的IP地址是IP版本6(IPv6)地址。
11、如权利要求8所述的方法，还包括：
(d)确定前缀是否被分配；
(e)如果前缀被分配，则使用该前缀、IP地址、和域名来创建代表地区本地地址和全球地址之一的新的IP地址；和
(f)在DNS服务器中注册新创建的IP地址和域名。
12、如权利要求8所述的方法，包括：
(g)如果确定所述的另一主机使用所述的IP地址和域名的至少一个，则确定IP地址和域名之一是否重复；
(h)如果IP地址重复，则将第一DAD响应消息发送到该主机；
(i)通过更新该主机的IP地址来响应第一DAD响应消息，并重复步骤(a)到(c)；
(j)如果域名重复，则将第二DAD响应消息发送到该主机；和
(k)通过改变该主机的域名来响应第二DAD响应消息，并重复步骤(a)到(c)；
13、如权利要求12所述的方法，其中，第一DAD响应消息包括：
目标地址字段，用于存储主机的IP地址；和
选项字段，用于存储主机的介质访问控制(MAC)地址。
14、如权利要求12所述的方法，其中，第二DAD响应消息包括：
目标地址字段，用于存储主机的IP地址；
选项字段，用于存储主机的域名；和
标志，具有预定值，并用于指示改变域名的请求。
15、一种自动注册IP地址和域名的方法，该方法包括：
(a)将包括主机的IP地址和域名的重复地址检测(DAD)请求消息从该主机发送到通过网络彼此连接的多个其他主机；
(b)确定使用包括在DAD请求消息中的IP地址和域名的至少一个的另一主机是否存在于该主机的网络上；和
(c)如果在步骤(b)中确定所述的另一主机不存在，则将该IP地址和域名存储在各个多个其他主机的存储区中。
16、如权利要求15所述的方法，其中，DAD请求消息包括：
目标地址字段，用于存储主机的IP地址；和
选项字段，用于存储主机的域名。
17、如权利要求16所述的方法，其中，主机的IP地址是IP版本6(IPv6)地址。
18、如权利要求15所述的方法，还包括：
(d)确定前缀是否被分配；
(e)如果前缀被分配，则使用该前缀、IP地址、和域名来创建代表地区本地地址和全球地址之一的新的IP地址；和
(f)在多个其他主机中注册新创建的IP地址和域名。
19、如权利要求15所述的方法，还包括：
(g)如果确定所述的另一主机使用IP地址和域名的至少一个，则确定IP地址和域名之一是否重复；
(h)如果IP地址重复，则将第一DAD响应消息发送到该主机；
(i)通过更新该主机的IP地址来响应第一DAD响应消息，并重复步骤(a)到(c)；
(j)如果域名重复，则将第二DAD响应消息发送到该主机；和
(k)通过改变该主机的域名来响应第二DAD响应消息，并重复步骤(a)到(c)。
20、如权利要求19所述的方法，其中，第一DAD响应消息包括：
目标地址字段，用于存储主机的IP地址；和
选项字段，用于存储主机的MAC地址。
21、如权利要求19所述的方法，其中，第二DAD响应消息包括：
目标地址字段，用于存储主机的IP地址；
选项字段，用于存储主机的域名；和
标志，具有预定值，并用于指示改变域名的请求。
22、一种计算机可读介质，其上包括用于执行根据权利要求1、8、和15的任何一个的方法的计算机程序。
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