用于动态释放IPv4地址的方法、装置和系统与流程

本发明涉及通信领域，特别涉及一种用于动态释放IPv4地址的方法、装置和系统。

背景技术：

EPC(Evolved Packet Core，演进的分组核心网)对于IPv4/IPv6双栈接入的用户提供了延迟IPv4地址分配方式，即可以在用户附着过程中只分配IPv6地址，等用户实际需要使用IPv4时再通过DHCP(Dynamic Host Control Protocol，动态主机控制协议)方式为用户分配IPv4地址。

双栈用户获得IPv4地址后，将同时占用IPv4地址与IPv6地址。网络侧无法主动去释放IPv4地址，除非终端主动发起释放。对于永远在线场景，即使终端较长时间不使用IPv4，也不会释放IPv4地址，造成IPv4地址的长期占用，浪费了紧缺的IPv4地址资源。

当前对于这个问题尚无很好的解决方案，只能通过私有地址重用、或公网地址私用等方法来延缓IPv4的消耗。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种用于动态释放IPv4地址的方法、装置和系统。通过网络侧来释放双栈用户的空闲IPv4地址，可有效提高IPv4地址资源的利用效率。

根据本发明的一个方面，提供一种用于动态释放IPv4地址的方法，包括：

监控双栈用户终端的IPv4地址使用情况；

若IPv4地址的未使用时间超过预定门限，则向双栈用户终端发送IPv4地址主动释放信息，以便双栈用户终端释放IPv4地址；

在接收到双栈用户终端发送的IPv4地址释放请求后，回收IPv4地址。

在一个实施例中，IPv4地址主动释放信息为DHCPForceRenew消息，其中在DHCPForceRenew消息的vendor-encapsulated-options域中携带IPv4地址释放标记。

在一个实施例中，IPv4地址释放请求为DHCPRelease消息；

在接收到双栈用户终端发送的IPv4地址释放请求后，回收IPv4地址的步骤包括：

在接收到双栈用户终端发送的DHCPRelease消息后，将IPv4地址标记为未分配；

其中双栈用户终端在能够识别DHCPForceRenew消息中携带的IPv4地址释放标记的情况下发送DHCPRelease消息。

在一个实施例中，若接收到双栈用户终端发送的DHCPRequest消息，则对IPv4地址进行续期处理，并不再向双栈用户终端发送IPv4地址主动释放信息；

其中双栈用户终端在不能识别DHCPForceRenew消息中携带的IPv4地址释放标记的情况下发送DHCPRequest消息。

在一个实施例中，在双栈用户终端接入EPC后，为双栈用户终端分配IPv4地址。

根据本发明的另一方面，提供一种用于动态释放IPv4地址的PDN网关，包括监控单元、接口单元和地址管理单元，其中：

监控单元，用于监控双栈用户终端的IPv4地址使用情况；

接口单元，用于根据监控单元的监控结果，若IPv4地址的未使用时间超过预定门限，则向双栈用户终端发送IPv4地址主动释放信息，以便双栈用户终端释放IPv4地址；

地址管理单元，用于在接口单元接收到双栈用户终端发送的IPv4地址释放请求后，回收IPv4地址。

在一个实施例中，IPv4地址主动释放信息为DHCPForceRenew消息，其中在DHCPForceRenew消息的vendor-encapsulated-options域中携带IPv4地址释放标记。

在一个实施例中，IPv4地址释放请求为DHCPRelease消息；

地址管理单元具体在接口单元接收到双栈用户终端发送的DHCPRelease消息后，将IPv4地址标记为未分配；

其中双栈用户终端在能够识别DHCPForceRenew消息中携带的IPv4地址释放标记的情况下发送DHCPRelease消息。

在一个实施例中，地址管理单元还用于在接口单元接收到双栈用户终端发送的DHCPRequest消息时，对IPv4地址进行续期处理，并不再向双栈用户终端发送IPv4地址主动释放信息；

其中双栈用户终端在不能识别DHCPForceRenew消息中携带的IPv4地址释放标记的情况下发送DHCPRequest消息。

在一个实施例中，地址管理单元还用于在双栈用户终端接入EPC后，为双栈用户终端分配IPv4地址。

根据本发明的另一方面，提供一种用于动态释放IPv4地址的系统，包括PDN网关和双栈用户终端，其中：

PDN网关，为上述任一实施例项涉及的PDN网关；

双栈用户终端，用于在接收到PDN网关发送的IPv4地址主动释放信息后，将当前的IPv4地址去激活，并向PDN网关发送IPv4地址释放请求，以便PDN网关回收IPv4地址。

在一个实施例中，双栈用户终端具体在接收到PDN网关发送的DHCPForceRenew消息后，判断是否能够识别DHCPForceRenew消息中携带的IPv4地址释放标记，若能够识别DHCPForceRenew消息中携带的IPv4地址释放标记，则将当前的IPv4地址去激活，并向PDN网关发送DHCPRelease消息。

在一个实施例中，双栈用户终端还用于在不能识别DHCPForceRenew消息中携带的IPv4地址释放标记的情况下，向PDN网关发送DHCPRequest消息。

本发明通过由网络侧监控双栈用户终端的IPv4地址使用情况，若IPv4地址的未使用时间超过预定门限，则向双栈用户终端发送IPv4地址主动释放信息，以便双栈用户终端释放IPv4地址，在接收到双栈用户终端发送的IPv4地址释放请求后，回收IPv4地址。本发明通过网络侧来释放双栈用户的空闲IPv4地址，可有效提高IPv4地址资源的利用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明用于动态释放IPv4地址的方法一个实施例的示意图。

图2为本发明用于动态释放IPv4地址的PGW一个实施例的示意图。

图3为本发明用于动态释放IPv4地址的系统一个实施例的示意图。

图4为本发明IPv4地址动态释放一个实施例的示意图。

图5为本发明IPv4地址动态释放另一实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本发明用于动态释放IPv4地址的方法一个实施例的示意图。优选的，本实施例的方法步骤可由PGW(PDN Gateway，PDN网关)执行。

步骤101，监控双栈用户终端的IPv4地址使用情况。

其中，在双栈用户终端接入EPC后，为双栈用户终端分配IPv4地址。

步骤102，若IPv4地址的未使用时间超过预定门限，则向双栈用户终端发送IPv4地址主动释放信息，以便双栈用户终端释放IPv4地址。

优选的，可通过对DHCP协议的DHCPForceRenew消息进行扩展，在DHCPForceRenew消息的vendor-encapsulated-options域中携带IPv4地址释放标记。通过将DHCPForceRenew消息作为IPv4地址主动释放信息发送给双栈用户终端的方式以实现IPv4地址释放，可有效保证系统的兼容性。

步骤103，在接收到双栈用户终端发送的IPv4地址释放请求后，回收IPv4地址。

例如，在接收到双栈用户终端发送的DHCPRelease消息后，将IPv4地址标记为未分配。其中，双栈用户终端在能够识别DHCPForceRenew消息中携带的IPv4地址释放标记的情况下发送DHCPRelease消息。

此外，若接收到双栈用户终端发送的DHCPRequest消息，则对IPv4地址进行续期处理，并不再向双栈用户终端发送IPv4地址主动释放信息。其中，双栈用户终端在不能识别DHCPForceRenew消息中携带的IPv4地址释放标记的情况下发送DHCPRequest消息。

基于本发明上述实施例提供的用于动态释放IPv4地址的方法，通过网络侧来释放双栈用户的空闲IPv4地址，可有效提高IPv4地址资源的利用效率。

图2为本发明用于动态释放IPv4地址的PGW一个实施例的示意图。如图2所示，PGW可包括监控单元201、接口单元2022和地址管理单元203。其中：

监控单元201，用于监控双栈用户终端的IPv4地址使用情况。

接口单元202，用于根据监控单元201的监控结果，若IPv4地址的未使用时间超过预定门限，则向双栈用户终端发送IPv4地址主动释放信息，以便双栈用户终端释放IPv4地址。

优选的，IPv4地址主动释放信息为DHCPForceRenew消息，其中在DHCPForceRenew消息的vendor-encapsulated-options域中携带IPv4地址释放标记。

地址管理单元203，用于在接口单元202接收到双栈用户终端发送的IPv4地址释放请求后，回收IPv4地址。

优选的，IPv4地址释放请求为DHCPRelease消息。地址管理单元203具体在接口单元接收到双栈用户终端发送的DHCPRelease消息后，将IPv4地址标记为未分配。其中双栈用户终端在能够识别DHCPForceRenew消息中携带的IPv4地址释放标记的情况下发送DHCPRelease消息。

优选的，地址管理单元203还用于在接口单元202接收到双栈用户终端发送的DHCPRequest消息时，对IPv4地址进行续期处理，并不再向双栈用户终端发送IPv4地址主动释放信息。其中双栈用户终端在不能识别DHCPForceRenew消息中携带的IPv4地址释放标记的情况下发送DHCPRequest消息。

基于本发明上述实施例提供的用于动态释放IPv4地址的PGW，通过网络侧来释放双栈用户的空闲IPv4地址，可有效提高IPv4地址资源的利用效率。

优选的，地址管理单元203还用于在双栈用户终端接入EPC后，为双栈用户终端分配IPv4地址。

图3为本发明用于动态释放IPv4地址的系统一个实施例的示意图。如图3所示，该系统可包括PGW 301和双栈用户终端302。其中：

PGW 301，为图2中任一实施例涉及的PDN网关。

双栈用户终端302，用于在接收到PDN网关发送的IPv4地址主动释放信息后，将当前的IPv4地址去激活，并向PDN网关发送IPv4地址释放请求，以便PDN网关回收IPv4地址。

基于本发明上述实施例提供的用于动态释放IPv4地址的系统，通过网络侧来释放双栈用户的空闲IPv4地址，可有效提高IPv4地址资源的利用效率。

优选的，双栈用户终端302具体在接收到PGW 301发送的DHCPForceRenew消息后，判断是否能够识别DHCPForceRenew消息中携带的IPv4地址释放标记，若能够识别DHCPForceRenew消息中携带的IPv4地址释放标记，则将当前的IPv4地址去激活，并向PGW 301发送DHCPRelease消息。

优选的，双栈用户终端302还用于在不能识别DHCPForceRenew消息中携带的IPv4地址释放标记的情况下，向PGW 301发送DHCPRequest消息。

下面通过具体示例对本发明进行说明。

图4为本发明IPv4地址动态释放一个实施例的示意图。在图4所示实施例中，将双栈用户终端的空闲IPv4地址成功回收。

步骤401，双栈用户终端接入EPC，并获取IPv4地址。

其中，双栈用户终端在接入EPC后，双栈用户终端先广播DHCPDiscover消息，发送IP地址租用请求，PGW回复DHCPOffer消息，携带IPv4地址、租期、子网掩码等信息。双栈用户终端回复 DHCPRequest消息，请求租用该地址，PGW回复DHCPAck消息，携带IPv4地址租期，完成DHCP配置过程。

步骤402，PGW监控双栈用户终端的IPv4地址使用情况。

步骤403，若IPv4地址的未使用时间超过预定门限，则PGW向双栈用户终端发送DHCPForceRenew消息，其中在DHCPForceRenew消息的vendor-encapsulated-options域中携带IPv4地址释放标记。

步骤404，双栈用户终端接收到DHCPForceRenew消息后，判断是否能够识别vendor-encapsulated-options域中携带IPv4地址释放标记。

步骤405，若能够识别vendor-encapsulated-options域中携带IPv4地址释放标记，则双栈用户终端将IPv4地址去激活。

步骤406，双栈用户终端向PGW发送DHCPRelease消息。

步骤407，PGW接收到DHCPRelease消息后，将IPv4地址标记为未分配，以完成对该IPv4地址的回收。

图5为本发明IPv4地址动态释放一个实施例的示意图。在图5所示实施例中，未将双栈用户终端的空闲IPv4地址成功回收。

步骤501，双栈用户终端接入EPC，并获取IPv4地址。

步骤502，PGW监控双栈用户终端的IPv4地址使用情况。

步骤503，若IPv4地址的未使用时间超过预定门限，则PGW向双栈用户终端发送DHCPForceRenew消息，其中在DHCPForceRenew消息的vendor-encapsulated-options域中携带IPv4地址释放标记。

步骤504，双栈用户终端接收到DHCPForceRenew消息后，判断是否能够识别vendor-encapsulated-options域中携带IPv4地址释放标记。

步骤505，若无法识别vendor-encapsulated-options域中携带IPv4地址释放标记，则双栈用户终端将根据协议进入Renew状态，向PGW发送DHCPRequest消息。

步骤506，PGW接收到DHCPRequest消息后，为IPv4地址续期，向双栈用户终端发送DHCPAck消息，其中携带新的租期。

步骤507，PGW不再向双栈用户终端发送携带IPv4地址释放标记的DHCPForceRenew消息。

通过实施本发明，可通过网络侧来释放双栈用户的空闲IPv4地址，可有效提高IPv4地址资源的利用效率。同时本发明实现方便、兼容性好，无需对现网进行改造。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。