CN1980253B - 一种获取外地网络DHCPv6服务器信息的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种获取外地网络DHCPv6服务器信息的方法。包括:A、接入服务网网关根据终端请求,向家乡认证鉴权和计费服务器发送接入认证请求消息,所述接入认证请求消息中,携带有终端标识;B、根据所述终端标识,获取外地网络DHCPv6服务器信息,并发送给接入服务网网关;C、接入服务网网关将所述外地网络DHCPv6服务器信息发送给终端。本发明还公开了一种获取外地网络DHCPv6服务器信息的系统。本发明方案给出了在WiMAX网络中获取外地网络DHCPv6服务器信息的方案,可以方便用户获取外地网络DHCPv6服务器信息。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,尤其涉及一种获取外地网络DHCPv6服务器信息的方法和系统。
背景技术
WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access),中文全称是全球接入微波互操作性,是一种基于IEEE 802.16标准的无线城域网技术。WiMAX网络主要由三个部分组成即终端(MSS/SS Mobile SubscriberStation/Subscriber Station)、接入业务网(ASN Access Service Network)(包括基站(BS Base Station)和接入业务网网关(ASN GW ASN Gateway)),以及连接业务网(CSN Connectivity Service Network)(包括预付费服务器(PPSPrepaid Server)、认证鉴权和计费服务器(AAA Server Authentication、Authorization and Accounting Server))等逻辑实体。WiMAX网络无线侧是基于IEEE 802.16d/e标准的无线城域网接入技术。现在主要遵循的是2004年7月制定的IEEE 802.16-2004(802.16d)标准。IEEE 802.16-2004(802.16d)标准工作频段是2GHz到11GHz,是授权和非授权的混合频段。采用正交频分复用(OFDM Orthogonal frequency division multiplexing)和正交频分复用接入(OFDMA,Orthogonal Frequency Division Multiplex Access)的物理层,能有效的抗多径衰落。最佳信道衰落情况下,传输速率可以逼近75Mbps。IEEE802.16-2004(802.16d)标准用于城域网中的非视距点对多点技术,主要是固定和游牧网络的形式,正在讨论中的IEEE 802.16e中会加入支持简单移动通信的技术。
如图1中所示,SS/MSS表示WiMAX终端,其与ASN之间是通过无线方式进行连接的。
ASN的作用主要包括以下几个方面:
确保WiMAX终端与WiMAX基站之间二层连接的建立;
无线资源管理;
网络发现以及WiMAX用户网络业务供应商的最优选择;
在代理移动IP模式下,充当代理服务器控制WiMAX用户的认证鉴权和计费消息;
为WiMAX终端三层应用连接的建立提供中继;
CSN的作用主要包括以下几个方面:
为WiMAX用户会话分配IP地址;
提供互联网接入;
充当认证鉴权和计费代理服务器或者认证鉴权和计费服务器;
基于用户签约数据进行策略和访问控制;
支持ASN与CSN之间隧道的建立;
支持WiMAX用户话单的生成以及跨运营商之间的WiMAX业务结算;
支持CSN之间漫游隧道的建立;
支持ASN之间的移动性;
支持多种WiMAX业务,例如基于位置的业务、端到端业务、多媒体广播与多播业务等;
IPv6(Internet Protocol Version 6),是下一版本的互联网协议,它的提出最初是因为随着互联网的迅速发展,IPv4定义的有限地址空间将被耗尽,地址空间的不足必将影响互联网的进一步发展。为了扩大地址空间,拟通过IPv6重新定义地址空间。IPv4采用32位地址长度,只有大约43亿个地址,估计在2005~2010年间将被分配完毕,而IPv6采用128位地址长度,几乎可以不受限制地提供地址。在IPv6的设计过程中除了一劳永逸地解决地址短缺问题以外,还考虑了在IPv4中解决不好的其它问题。IPv6的主要优势体现在以下几方面:扩大地址空间、提高网络的整体吞吐量、改善服务质量(QoS)、安全性有更好的保证、支持即插即用和移动性、更好实现多播功能。
MIPv6(Mobile Internet Protocol Version 6)即移动IPv6,是针对IPv6的移动版本协议。移动IPv6的主要目标就是使得移动节点在IPv6网络中总是通过家乡地址寻址,不管是连接在家乡网络还是移动到外地网络。移动IPv6对于IP层以上的协议层是完全透明的,这使得移动节点在不同子网间移动时,运行在该节点上的应用程序不需修改或配置仍然可用。如图2所示,是移动IPv6方案下的网络通信架构,其中移动IPv6网络的网络操作如下:
移动节点采用IPv6版的路由器搜索(Router Discovery)确定它的转交地址;
移动节点连接在它的家乡网络上时与任何固定的主机和路由器一样工作;
当移动节点连接在外地网络上时,它采用IPv6定义的地址自动配置方法得到外地网络上的转交地址;
移动节点将它的转交地址通知给家乡代理;
如果可以保证操作时的安全性,移动节点也将它的转交地址通知通信节点;
不知道移动节点的转交地址的通信节点送出的数据包和移动IPv4中一样进行路由,即它们先被路由到移动节点的家乡网络,从那里家乡代理再将它们经过隧道送到移动节点的转交地址;
知道移动节点转交地址的通信节点送出的数据包可以利用IPv6选路报头直接送给移动节点,选路报头将移动节点的转交地址作为一个中间目的地址;
在相反方向,移动节点送出的数据包采用特殊的机制被直接路由到它们的目的地。然而,当存在入口方向的过滤时,移动节点可以将数据包通过隧道送给家乡代理,隧道的源地址为移动节点的转交地址
以下是移动IPv6中常用的一些术语解释。
移动节点:即我们通常所说的移动终端,其在家乡网络时通信流程就和普通网络通信流程一样,但是当其发生移动到了外地网络时就采用移动IPv6的通信流程。
通信节点:通信节点即与移动节点发生通信的节点,其本身地址可以是IPv4也可以是IPv6。
家乡网络:移动节点长期驻留或者开户注册时所处的网络。
家乡代理:也叫归属代理,一般是移动节点家乡网络中的一台路由器。
家乡地址:移动终端在家乡网络中分配的IP地址。
外地网络:移动节点移动以后所处的非家乡网络。
转交地址:移动节点在外地网络分配的用于通信的临时IP地址。
链路本地地址(link-local address):IPv6规定所有的网络接口都至少要有一个链路本地地址,其格式为:FE80::/64bit+网络接口标识/64bit。
IPv6网络中IP地址的分配方法有四种,无状态自动配置(Statelessauto-configuration)、有状态自动配置(Stateful auto-configuration)、混合自动配置(Hybrid Stateful/Stateless auto-configuration)以及手动配置(ManualConfiguration)。
无状态自动配置:移动节点可以根据当前所在网络的前缀信息以及自己的网络接口信息自动生成一个全球IP地址;
有状态自动配置:使用DHCPv6协议向特定DHCP服务器请求IP地址;
混合自动配置:混合无状态与有状态自动配置方法的自动配置方法;
手动配置:由业务人员进行人工配置。
在WiMAX《050915_NWG_STAGE2.doc》文档中获取DHCP服务器信息的方案是基于DHCPv6协议获取家乡地址流程,如图3所示,是基于DHCPv6的有状态IP地址分配流程图,从图中可见,主要包括以下步骤:
S01、接入层级别的认证,例如基于EAP-over-PKMv2的认证。IP地址分配以及IP主机配置。
S02、在成功的进行认证和授权以后,终端向所有的DHCP中继代理以及服务器发送一个DHCP Solicit消息来找到可用的DHCP服务器(参考rfc3315)。
S03、一旦收到一个DHCP Solicit消息,ASN-GW作为一个DHCP中继代理将该DHCP Solicit消息转发给DHCP服务器。
S04、任意一个能够响应终端请求的DHCP服务器都回应一个DHCPAdvertise消息,发送给DHCP中继代理ASN-GW。
S05、ASN-GW作为DHCP中继代理将DHCP服务器的响应DHCPAdvertise消息发送给终端。
S06 & S07终端选择一个DHCP服务器,并通过DHCP中继代理向该DHCP服务器发送一个请求消息。
S08 & S09DHCP服务器通过DHCP中继代理向终端回复一个Reply消息,其中包含确认的地址以及配置信息参数。
图3中步骤S02至步骤S06表明了WiMAX网络中获取DHCPv6服务器信息的方法,即通过DHCPv6消息向网络中组播自己获取DHCPv6服务器信息的意图,终端在收到网络中诸多DHCPv6服务器的响应消息后,最终选择其中一台DHCPv6服务器并获取其信息。
上述方案的缺点如下:
1、WiMAX网络中终端只能通过DHCPv6协议向网络组播请求获取DHCPv6服务器信息,获取方式单一,灵活度不高,不利于扩展。
2、WiMAX网络中终端通过DHCPv6协议向网络发送组播消息请求获取DHCPv6服务器信息,在一定程度上占用了网络带宽,影响了网络性能。
发明内容
本发明提供一种获取外地网络DHCPv6服务器信息的方法,用以解决现有技术中存在终端获取外地网络DHCPv6服务器信息方式单一,灵活度不高,不利于扩展,并且在请求过程中占用网络带宽,影响网络性能的问题。
本发明方法包括:
一种获取外地网络DHCPv6服务器信息的方法,包括:
A、接入服务网网关根据终端请求,向家乡认证鉴权和计费服务器发送接入认证请求消息,所述接入认证请求消息中,携带有终端标识;
B、家乡认证鉴权和计费服务器或认证鉴权和计费代理服务器根据所述终端标识,获取外地网络DHCPv6服务器信息,并发送给接入服务网网关;
C、接入服务网网关将所述外地网络DHCPv6服务器信息发送给终端。
所述的步骤A中,所述的终端标识为终端的网络接入标识符。
所述的步骤C中,具体包括:
C1、接入服务网网关保存所述的外地网络DHCPv6服务器信息;
C2、接入服务网网关根据终端请求,将所述外地网络DHCPv6服务器信息发送给终端。
所述的步骤C1,还包括:
C11、接入服务网网关向终端发送接入认证成功消息。
所述的步骤B中,所述的家乡认证鉴权和计费服务器向所述接入服务网网关发送接入请求接受消息,所述的接入请求接受消息中,携带有所述的外地网络DHCPv6服务器信息。
所述的步骤B中,所述的外地网络DHCPv6服务器信息,由家乡认证鉴权和计费服务器获取,并添加至所述的接入请求接受消息中。
所述的步骤B中,所述的外地网络DHCPv6服务器信息,由认证鉴权和计费代理服务器获取,并添加至所述的接入请求接受消息中。
本发明系统包括:
一种获取外地网络DHCPv6服务器信息的系统,包括接入服务网网关、家乡认证鉴权和计费服务器,还包括:
认证鉴权和计费代理服务器,连接家乡认证鉴权和计费服务器与接入服务网网关;
终端标识识别单元,用于识别终端标识;所述的终端标识识别单元,位于所述的家乡认证鉴权和计费服务器或者认证鉴权和计费代理服务器。
外地网络DHCPv6服务器信息设置单元,用于根据所述的终端标识识别单元发送的识别结果,在发送给接入服务网网关的第一消息中设置外地网络DHCPv6服务器信息;所述的外地网络DHCPv6服务器信息设置单元,位于所述的家乡认证鉴权和计费服务器或者认证鉴权和计费代理服务器。
所述的系统,其中的认证鉴权和计费代理服务器,用于根据所述的终端标识,查找到所述终端对应的外地网络DHCPv6服务器信息。
所述的系统,还包括:
存储单元,位于所述的接入服务网网关,用于存储家乡认证鉴权和计费服务器或认证鉴权和计费代理服务器发送的第一消息,并根据终端请求,将其发送给终端。
本发明方案在WiMAX网络中提供了新的获取外地网络DHCPv6服务器信息的方法,提高了系统的灵活度,便于扩展。
避免了原有WiMAX网络获取外地网络DHCPv6服务器信息需要在网络中发送组播报文的缺点,在一定程度上提高了WiMAX网络性能。
附图说明
图1为现有技术中WiMAX网络逻辑架构示意图;
图2为现有技术中移动IPv6网络通信架构示意图;
图3为为现有技术中MIPv6在WiMAX网络中应用的原理流程示意图;
图4为本发明方案一的流程示意图;
图5为本发明方案二的流程示意图;
图6为本发明获取外地网络DHCPv6服务器信息的系统的网络结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图来说明本发明的具体实施方式。
本发明提出的一种获取外地网络DHCPv6服务器信息的方法,是通过在WiMAX IPv6网络中,外地网络DHCPv6服务器信息通过认证鉴权消息直接下发到终端或者下发到ASN-GW,终端或者直接从认证鉴权消息中获取,或者从ASN-GW处获取。
依据上述思路,有两种流程可以从网络侧获取外地网络DHCPv6服务器信息。
方案一:
外地网络DHCPv6服务器信息直接在认证鉴权完成阶段下发到终端,相关流程如图4所示,从图中可见,主要包括以下步骤:
S11、终端发起接入认证请求。
终端向ASN-GW发起接入认证请求,由ASN-GW负责与网络侧的接入鉴权交互。
S12、ASN-GW向所述H-AAA服务器发送接入请求消息Access-Request。
ASN-GW根据所述终端发送的接入认证请求,向H-AAA服务器发送接入请求消息Access-Request,该接入请求消息Access-Request中携带有该终端的标识信息,在这里可以采用终端的网络接入标识符NAI。
S13、H-AAA服务器根据网络接入标识符NAI,在网络侧查找到与该终端相关的信息。
本步骤中该相关的信息,可以是终端在H-AAA服务器保存的配置信息,在具体的标准中都有所提及,在此不再详述。
S14、H-AAA服务器向AAA Proxy Server发送接入请求接受消息Access-Accept,所述消息中携带有与该终端相关的信息。
H-AAA服务器向AAA Proxy Server回应接入请求接受消息Access-Accept,其中携带对应终端NAI的相关信息。
S15、AAA Proxy Server提供所述终端所在外地网络DHCPv6服务器信息,并将其加入所述的接入请求接受消息Access-Accept中,发送给ASN-GW。
S16、ASN-GW向终端发送接入认证成功消息,该消息中携带有外地网络DHCPv6服务器信息。
当ASN-GW接收到所述的接入请求接受消息Access-Accept后,其向终端发送接入认证成功消息,在该消息中携带有对应于所述终端NAI的外地网络DHCPv6服务器信息。
上述方案一中,该外地网络DHCPv6服务器信息通过AAA Proxy Server获取,该步骤S13和步骤S14,实际上是H-AAA服务器将接入请求接受消息Access-Accept透传给AAA Proxy Server,由AAA Proxy Server来根据终端NAI查找对应的外地网络DHCPv6服务器信息。
该方案实际上也存在根据H-AAA的配置信息获取的可能。当系统初始化时,在H-AAA会配置一个终端的默认外地网络DHCPv6服务器信息,该外地网络DHCPv6服务器信息一般来说是终端应用最为频繁的一个外地网络DHCPv6服务器信息,由此可见,在上述信息不发生变化时,也可以由H-AAA直接获取该外地网络DHCPv6服务器信息,并在步骤S14中直接发送给ASN-GW。
方案一中,ASN-GW接收到H-AAA服务器发送的接入请求接受消息Access-Accept后,对其中携带对应终端NAI的外地网络DHCPv6服务器信息直接进行透传,将其透传至终端。
方案二:
外地网络DHCPv6服务器信息在认证鉴权完成阶段下发到ASN-GW,由ASN-GW进行保存,终端后续再使用DHCPv6消息从ASN-GW处获取,如图5所示,包括以下步骤:
S21、终端发起接入认证请求。
终端向ASN-GW发起接入认证请求,由ASN-GW负责与网络侧的接入鉴权交互。
S22、ASN-GW向H-AAA服务器发送Access-Request消息,其中携带标识终端的NAI。
S23、H-AAA服务器根据网络接入标识符NAI,在网络侧查找到与该终端相关的信息;
S24、H-AAA服务器向AAA Proxy Server发送接入请求接受消息Access-Accept,所述消息中携带有与该终端相关的信息。
S25、AAA Proxy Server提供所述终端所在外地网络DHCPv6服务器信息,并将其加入所述的接入请求接受消息Access-Accept中,发送给ASN-GW。
S26、ASN-GW保存所述的对应终端NAI的外地网络DHCPv6服务器信息。
与方案一中直接透传所述的外地网络DHCPv6服务器信息不同,在方案二中由ASN-GW先将该外地网络DHCPv6服务器信息进行保留,并不直接下发至终端。
S27、ASN-GW向终端发送接入认证成功消息,告知本次接入认证成功。
S28、终端根据所述接入认证成功消息,完成注册、数据通道的建立以及链路本地地址的获取和DAD检测。
在步骤S28中,所述的链路本地地址的格式为:FE80::/64bit+InterfaceIdentifier(网络接口标识符)/64bit,其中FE::80是一个公知的本地链路前缀;interface identifier为64bits长,可用基于EUI-64方法计算,例如我们可以根据MSS的48位MAC地址进行计算出其64位的interface identifier。如果对于这个地址进行DAD检测后,发现本地链路上并没有任何地址与其冲突,即MSS的link-local地址在本地链路上是独一无二的。则可以认为MSS的interfaceidentifier在本地链路上也是独一无二的。Interface Identifier的具体生成算法以及DAD检测如何进行都有已知方案存在,本文不再加以讨论。
S29、终端向ASN-GW发送Information Request消息,表明请求外地网络DHCPv6服务器信息。
在本步骤中,采用终端主动请求的方式获取外地网络DHCPv6服务器信息,在终端完成完成注册、数据通道的建立以及链路本地地址的获取和DAD检测后,直接向ASN-GW发送Information Request消息,请求外地网络DHCPv6服务器信息。
S210、ASN-GW向终端回复响应消息Reply,其中携带终端请求的外地网络DHCPv6服务器信息。
ASN-GW收到终端发送的Information Request消息以后,向终端回复响应消息Reply,其中携带终端请求的外地网络DHCPv6服务器信息。
上述方案二中,ASN-GW接收到H-AAA服务器发送的接入请求接受消息Access-Accept后,对其中携带对应终端NAI的外地网络DHCPv6服务器信息直接保存,并不直接透传给终端,在终端完成注册、数据通道的建立以及链路本地地址的获取和DAD检测等相关操作后,再根据终端请求,将其传至终端。
如图6所示,是本发明获取外地网络DHCPv6服务器信息的系统网络结构示意图,该网络结构中,包括ASN-GW、H-AAA和AAA Proxy Server,还包括:
终端标识识别单元,位于所述的AAA Proxy Server,用于识别终端标识;
外地网络DHCPv6服务器信息设置单元,位于所述的AAA Proxy Server,用于根据所述的终端标识识别单元发送的识别结果,在发送给ASN-GW的第一消息中设置外地网络DHCPv6服务器信息。
进一步,该网络结构还可以包括:
存储单元,位于所述的ASN-GW,用于存储H-AAA发送的第一消息,并根据终端请求,将其发送给终端。
上述获取外地网络DHCPv6服务器信息的系统,是针对外地网络DHCPv6服务器信息通过AAA Proxy Server获取而采用的方案,实际上也存在根据H-AAA的配置信息获取的可能。当系统初始化时,在H-AAA会配置一个终端的默认外地网络DHCPv6服务器信息,该外地网络DHCPv6服务器信息一般来说是终端应用最为频繁的一个外地网络DHCPv6服务器信息,由此可见,在上述信息不发生变化时,也可以由H-AAA直接获取该外地网络DHCPv6服务器信息,这样,终端标识识别单元和外地网络DHCPv6服务器信息设置单元,就可以设置于H-AAA,具体内容与设置在AAA Proxy Server相类似处理,在此不再详述。
本发明方案在WiMAX网络中提供了新的获取外地网络DHCPv6服务器信息的方法,提高了系统的灵活度,便于扩展。
避免了原有WiMAX网络获取外地网络DHCPv6服务器信息需要在网络中发送组播报文的缺点,在一定程度上提高了WiMAX网络性能。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种获取外地网络DHCPv6服务器信息的方法,其特征在于:
A、接入服务网网关根据终端请求,向家乡认证鉴权和计费服务器发送接入认证请求消息,所述接入认证请求消息中,携带有终端标识;
B、家乡认证鉴权和计费服务器或认证鉴权和计费代理服务器根据所述终端标识,获取外地网络DHCPv6服务器信息,并发送给接入服务网网关;
C、接入服务网网关将所述外地网络DHCPv6服务器信息发送给终端。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的步骤A中,所述的终端标识为终端的网络接入标识符。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的步骤C中,具体包括:
C1、接入服务网网关保存所述的外地网络DHCPv6服务器信息;
C2、接入服务网网关根据终端请求,将所述外地网络DHCPv6服务器信息发送给终端。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述的步骤C1,还包括:
C11、接入服务网网关向终端发送接入认证成功消息。
5.如权利要求1或4所述的方法,其特征在于,所述的步骤B中,所述的家乡认证鉴权和计费服务器向所述接入服务网网关发送接入请求接受消息,所述的接入请求接受消息中,携带有所述的外地网络DHCPv6服务器信息。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述的步骤B中,所述的外地网络DHCPv6服务器信息,由家乡认证鉴权和计费服务器获取,并添加至所述的接入请求接受消息中。
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述的步骤B中,所述的外地网络DHCPv6服务器信息,由认证鉴权和计费代理服务器获取,并添加至所述的接入请求接受消息中。
8.一种获取外地网络DHCPv6服务器信息的系统,包括接入服务网网关、家乡认证鉴权和计费服务器,其特征在于,还包括:
认证鉴权和计费代理服务器,连接家乡认证鉴权和计费服务器与接入服务网网关;
终端标识识别单元,用于识别终端标识;所述的终端标识识别单元,位于所述的家乡认证鉴权和计费服务器或者认证鉴权和计费代理服务器;
外地网络DHCPv6服务器信息设置单元,用于根据所述的终端标识识别单元发送的识别结果,在发送给接入服务网网关的第一消息中设置外地网络DHCPv6服务器信息;外地网络DHCPv6服务器信息设置单元,位于所述的家乡认证鉴权和计费服务器或者认证鉴权和计费代理服务器。
9.如权利要求8所述的系统,其特征在于,其中的认证鉴权和计费代理服务器,用于根据所述的终端标识,查找到所述终端对应的外地网络DHCPv6服务器信息。
10.如权利要求8所述的系统,其特征在于,还包括:
存储单元,位于所述的接入服务网网关,用于存储家乡认证鉴权和计费服务器或认证鉴权和计费代理服务器发送的第一消息,并根据终端请求,将其发送给终端。
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