专利名称：基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法
技术领域：
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种实现异种介质互联传递IPv6报文的方法。
背景技术：
目前，互联网使用的是Internet(互联网)协议第4版本，即IPv4。随着Internet的不断发展，IPv4地址短缺等问题已经逐渐显现出来。为此，IETF(互联网工程任务组)决定采用新的IP协议-IPv6(互联网协议第6版)来解决现有网络中出现的地址短缺问题。在IPv6网络部署初期，必然存在许多局部的纯IPv6网络，当然，这些IPv6网络不可能独立运营，而必需通过现有的IPv4网络进行互通，以开展更为灵活的网络业务。这样，在IPv4网络逐渐向IPv6网络过渡的过程中，IPv6网络如何通过现有IPV4网络实现互通便成为了IPV6技术发展过程中需要解决的问题之一。
基于上述问题，目前已经出现了一些由IPV4网络到IPV6网络过渡的技术方案可以实现IPV6设备的互通。
其中，一种技术方案为IPv6 over MPLS(基于多协议标签交换路径的IPv6)技术，该技术是利用MPLS(多协议标签交换)建立的LSP(标签交换路径)实现基于MPLS/IPv4网络的IPv6网络孤岛之间的互通。因此，IPv6over MPLS适合于已经开展了MPLS业务，或者计划开展MPLS业务的运营商。所述的IPv6 over MPLS技术可以充分利用已有MPLS网络，使运营商暂时无需将现有核心网络升级为IPv6网络就可以实现对外提供IPv6业务。
IPv6 over MPLS目前主要存在两种实现方式一种是采用MPLS L2 VPN(MPLS二层虚拟专用网)技术将IPv6网络互联，MPLS L2 VPN是在MPLS网络上透明传递用户的二层数据，从用户的角度来看，这个MPLS网络就是一个二层的交换网络，可以在不同节点之间建立二层连接；MPLS L2 VPN承载IPv6报文在同种介质互联情况和普通的IPv4的MPLS L2 VPN情况相同，即为建立L2 VPN连接后，由PE设备(业务提供商边缘设备)直接在MPLS网络上透明传输用户的二层报文。MPLS L2 VPN同种介质互联在实际网络中存在很大的局限性，即无法实现异种介质互连情况下的二层链路互通。
另一种是采用BGP/MPLS(BGP，边界网关协议)网络技术，将IPV6网络看成是基于MPLS骨干网络的一个特殊的VPN(虚拟专用网)，直接利用骨干网的BGP/MPLS网络实现IPv6网络岛屿互连；所述的BGP/MPLS的IPv6实现，也就是通常提及的6PE(ipv6 on theProvider Edge Routers，基于IPv6技术的业务提供端边缘路由器)技术，具体为利用MPLS标签交换路径(即LSP)实现基于MPLS/IPV4网络的IPV6孤岛之间的互通。6PE技术主要依赖于BGP扩展协议实现6PE设备之间带标签的IPV6路由信息的交换。同时为了实现IPV6数据在MPLS网络内部的透明传送，需要在入口PE实现多层次的标签封装，顶层标签利用LDP(标记分发协议)或TDP(标记分发协议)标签(标记)发布协议实现MPLS骨干网内的互联，底层标签在出口PE上实现IPV6的转发，底层标签通过BGP扩展协议实现标签的分发扩散。
BGP/MPLS VPN的IPv6实现，虽然可以解决异种介质互联的问题，但由于在PE设备上需要引入和管理用户侧的路由信息，在路由量不断增加或者路由振荡的情况下大大增加了PE设备和整个SP(运营商)网络的负担，同时无法保证用户路由的可靠性、私有性。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，以实现在不增加PE设备的负担的情况下，可以基于异种介质进行IPv6报文的传递。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明提供了一种基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，包括A、在运营商边缘设备PE设备上配置该PE设备与本端用户侧边缘设备CE间的接口地址为对端CE设备的IPv6地址；B、根据PE设备配置的IPv6地址在所述的本端CE设备建立生成邻居发现ND表项；C、本端CE设备与对端CE设备间基于异种介质PE设备根据所述的ND表项，以及与PE设备配置的IPv6地址进行IPv6报文的交互。
所述的步骤A还包括在PE设备与本端CE设备间的接口上使能二层虚拟专用网功能。
所述的步骤B包括在CE设备上静态配置ND表项。
所述的步骤B包括在CE设备上基于ND机制分别建立生成ND表项。
所述的步骤B进一步包括B1、本端CE设备发出ND请求报文，本端PE设备收到所述ND请求报文后向本端CE设备返回响应报文，报文中携带着远端CE设备的IPv6地址；B2、本端CE设备收到所述的响应报文后，建立生成本端CE设备与对端CE设备间的IPv6地址对应关系的ND表项。
所述的步骤B1包括
本端PE设备收到所述ND请求报文，且本端PE设备接口配置的IPv6地址与CE设备的IPv6地址处于同一网段，则将本端PE设备配置的远端CE设备的IPv6地址，及其对应的本端PE设备与CE设备间的媒体接入控制MAC地址通过响应报文返回本端CE设备。
所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法还包括D、在PE设备中保存与其连接的CE设备的IPv6地址与MAC地址的对应关系。
所述的步骤D包括D1、在PE设备中静态配置与其连接的CE设备的IPv6地址与MAC地址的对应关系；或者，D2、PE设备通过和与其连接的CE设备间的ND机制动态生成ND表项，ND表项中记录着所述CE设备的IPv6地址与MAC地址的对应关系。
本发明中，当本端CE设备向对端CE设备发送IPv6报文时，所述的步骤C进一步包括C1、在本端CE设备将待发送的报文根据所述ND表项封装上远端CE设备的IPv6地址，及本端PE设备的二层MAC地址，并发送；C2、本端PE设备收到所述报文后去掉二层MAC地址，并基于多协议标签交换M PLS进行封装，发送给远端PE设备；C3、远端PE设备收到所述报文后进行解MPLS封装处理，获得报文承载的目的IPv6地址；C4、远端PE设备根据所述的目的IPv6地址确定对应的远端CE设备的MAC地址信息，并将所述报文发送给远端CE设备。
本发明中，当对端CE设备向本端CE设备返回响应IPv6报文时，所述的步骤C进一步包括
C5、在对端CE设备将响应IPv6报文根据所述ND表项封装上本端CE设备的IPv6地址，及对端PE设备的二层MAC地址，并发送；C6、对端PE设备收到所述报文后去掉二层MAC地址，并基于多协议标签交换MPLS进行封装，发送给本端PE设备；C7、本端PE设备收到所述报文后进行解MPLS封装处理，获得报文承载的目的IPv6地址；C8、本端PE设备根据所述的目的IPv6地址确定对应的本端CE设备的MAC地址信息，并将所述报文发送给本端CE设备。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实现了针对CE设备中的ND模块不需要做任何修改，便能够完成IPv6邻居发现的所有功能，而且对PE设备的要求也大大降低。因此，本发明既可以实现基于异种介质的IPv6报文的传递，又不需要增加网络中PE设备的负担。
图1为本发明应用的网络组网结构示意图；图2为本发明所述的方法的流程图。
具体实施例方式
本发明的目的是解决采用基于MPLS L2 VPN承载异种介质的IPv6报文进行转发的问题。为此，本发明是通过为PE与CE相连的接口配置远端CE的IPv6地址，以保证CE设备中的IPv6协议中的ND(Neighbor Discovery，邻居发现)发现机制能够正确执行，这样，便可以在CE设备上保存由本端CE设备到远端(即对端)CE设备的路由信息，从而可以实现了IPv6报文在异种介质间的正常交互。
为保证ND发现功能的实现，本发明在实现过程中要求传递IPv6报文的两CE设备处于相同的IPv6地址网段，如图1所示，CE-A(用户侧边缘设备A)与CE-B(用户侧边缘设备B)必须处于相同的网段。
同时，仍参见图1，CE-A与PE-A(运营商提供的边缘设备A)间可以采用以太网或者VLAN(虚拟局域网)连接，CE-B与PE-B(运营商提供的边缘设备B)间可以采用PPP(点对点协议)或者ATM(异步传输模式)连接。
本发明所述的方法的具体实现方式如图1和图2所示，具体包括步骤21在PE-A设备上配置远端CE-B的IPv6地址，以便于CE-A和PE-A间可以实现ND机制，从而使得CE-A和PE-A上均可以生成相应的ND表项，为CE-A与CE-B间的IPv6报文的互通提供基础；步骤22在CE设备中建立本端CE设备到对端CE设备的ND表项；如图1所示，假设CE-A与PE-A为本端设备，CE-B与PE-B为对端设备或远端设备；建立相应的ND表项的方法有两种，可以为静态配置，也可以为动态生成；如果采用在CE设备上配置静态ND表项的方式，则对PE设备没有任何要求，如果采用动态生成的方式，则需要CE设备与PE设备间配合从而动态生成相应的ND表项；在CE设备上动态生成ND表项过程中，对CE设备来说也没有特殊的要求，只要可以正常的发送ND请求报文即可；对PE来说，则需要将PE设备与CE设备直连的接口配置为远端CE的IPv6地址，如图1所示，将CE-A与PE-A间的接口配置为CE-B的IPv6地址；由于本接口同时使能了L2 VPN功能，故配置的IPv6地址不会导致生成网段路由；但是IPv6的ND机制处理可以正常的工作与普通接口配置IPv6地址后的ND处理没有任何区别，即可以处理本端CE-A侧发来的ND请求报文，并向CE-A返回相应的ND响应报文，同时在PE-A设备上产生去往CE-A设备的动态ND表项，在CE-A上生成去往CE-B的ND表项；
在CE-A上动态生成ND表项的具体处理过程如下CE-A发出ND请求报文，PE-A收到该ND请求报文后，由于和该CE直连的接口使能了L2 VPN的异种介质互联，对ND报文并不透传到远端的CE-B而是上送本机的ND模块；在PE-A的ND模块上，由于该接口配置了远端CE-B的IPv6地址，并且同CE-A为同一个网段，所以可以正确处理这个ND报文，给出相应的应答报文；如图1所示，应答的内容包括IPv6地址2000∷2/64对应的MAC地址，该MAC地址为PE-A与CE-A直连接口的MAC地址；CE-A收到应答的ND响应报文，生成去往地址2000∷2/64的动态ND表项。
所述的CE-B和PE-B之间的ND发现机制的实现过程与CE-A与PE-A间的ND发现机制相同，且需要保证IPv6报文在本端PE-B终结即可。
步骤23在PE-A到CE-A的打二层封装时需要知道CE-A的MAC地址信息，因此，需要在PE-A上配置有与PE-A连接的CE-A的IPv6地址与MAC地址对应关系信息；所述的对应关系信息可以为静态配置，也可以基于ND机制动态生成ND表项，在ND表项中记录该对应关系信息；所述的静态配置过程包括启用L2 VPN异种介质互连的接口，静态配置直连的CE-A的接口的MAC地址，所有PE-A到CE-A的IPv6报文的打封装均采用此MAC地址；当采用基于ND机制动态生成ND表项的方法记录对应关系信息时，具体的处理过程包括在PE-A与CE-A的直连接口上静态指定CE-A接口的IPv6地址；此IPv6地址作为PE往CE的下一跳地址；当远端CE-B经由MPLS网络(PE-B和PE-A)传送来的IPv6报文发现是去往CE-A，首先根据接口上的下一跳和出接口来查找ND表，如果找到对应的表项，则获取相应的MAC地址将所述IPv6报文打二层封装发往CE-A；如果没有找到对应的表项，则上报ND MISS(ND错过)消息，以启动ND发现功能，发送ND请求报文，ND请求报文的内容为下一跳IPv6地址(即接口静态指定的直连CE的IPv6地址)；ND请求报文发给CE-A，CE-A给出ND应答，应答的内容为CE-A的IPv6地址所对应的MAC地址；应答报文到达PE-A，PE-A不透传该ND报文而是上送给本机的ND模块，使PE-A学到去往CE-A的动态ND，此时在PE-A上建立生成了CE-A的ND表项。
在CE设备和PE设备上分别建立了相应的ND表项后，CE设备之间便可以基于所述的ND表项基于异种介质进行IPv6报文的交互。参见图1和图2所示，以由CE-A向CE-B发送报文为例，具体的IPv6报文的传递处理过程如下步骤24在CE-A将待发送的报文根据所述ND表项封装上CE-B的IPv6地址，及PE-A的二层MAC地址，并发送给PE-A；步骤25PE-A收到所述报文后去掉报文中的二层MAC地址，并基于多协议标签交换MPLS进行封装，然后发送给PE-B，即在PE-A和PE-B间不再基于MAC地址进行报文的传送，而是基于MPLS协议进行报文的传递，也正是因为这个原因，所述的CE设备与PE设备才称为异种介质；步骤26远端的PE-B收到所述IPv6报文后进行解MPLS封装处理，获得报文承载的目的IPv6地址，即CE-B的IPv6地址；步骤27PE-B根据所述的目的IPv6地址确定对应的CE-B的MAC地址信息，并将所述报文根据确定的CE-B的MAC地址信息发送给CE-B。
上述步骤24到步骤27给出了图1中由CE-A向CE-B发送IPv6报文的整个处理过程，对于由CE-B向CE-A发送IPv6报文(如返回响应报文等)的处理过程与上述处理过程基本相同；即当由CE-B向CE-A发送IPv6报文时，仍需要CE-B和PE-B上设置保存相应的ND表项，设置的过程如前面所述的步骤21到步骤23类似，相应的ND表项建立完成后，相应的报文的发送过程，可以看作是步骤24至步骤27所述处理过程的逆过程。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，包括A、在运营商边缘设备PE设备上配置该PE设备与本端用户侧边缘设备CE间的接口地址为对端CE设备的IPv6地址；B、根据PE设备配置的IPv6地址在所述的本端CE设备建立生成邻居发现ND表项；C、本端CE设备与对端CE设备间基于异种介质PE设备根据所述的ND表项，以及与PE设备配置的IPv6地址进行IPv6报文的交互。
2.根据权利要求1所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，所述的步骤A还包括在PE设备与本端CE设备间的接口上使能二层虚拟专用网功能。
3.根据权利要求1或2所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，所述的步骤B包括在CE设备上静态配置ND表项。
4.根据权利要求1所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，所述的步骤B包括在CE设备上基于ND机制分别建立生成ND表项。
5.根据权利要求1、2或4所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，所述的步骤B进一步包括B1、本端CE设备发出ND请求报文，本端PE设备收到所述ND请求报文后向本端CE设备返回响应报文，报文中携带着远端CE设备的IPv6地址；B2、本端CE设备收到所述的响应报文后，建立生成本端CE设备与对端CE设备间的IPv6地址对应关系的ND表项。
6.根据权利要求5所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，所述的步骤B1包括本端PE设备收到所述ND请求报文，且本端PE设备接口配置的IPv6地址与CE设备的IPv6地址处于同一网段，则将本端PE设备配置的远端CE设备的IPv6地址，及其对应的本端PE设备与CE设备间的媒体接入控制MAC地址通过响应报文返回本端CE设备。
7.根据权利要求1、2或4所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，该方法还包括D、在PE设备中保存与其连接的CE设备的IPv6地址与MAC地址的对应关系。
8.根据权利要求7所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，所述的步骤D包括D1、在PE设备中静态配置与其连接的CE设备的IPv6地址与MAC地址的对应关系；或者，D2、PE设备通过和与其连接的CE设备间的ND机制动态生成ND表项，ND表项中记录着所述CE设备的IPv6地址与MAC地址的对应关系。
9.根据权利要求7所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，当本端CE设备向对端CE设备发送IPv6报文时，所述的步骤C进一步包括C1、在本端CE设备将待发送的报文根据所述ND表项封装上远端CE设备的IPv6地址，及本端PE设备的二层MAC地址，并发送；C2、本端PE设备收到所述报文后去掉二层MAC地址，并基于多协议标签交换MPLS进行封装，发送给远端PE设备；C3、远端PE设备收到所述报文后进行解MPLS封装处理，获得报文承载的目的IPv6地址；C4、远端PE设备根据所述的目的IPv6地址确定对应的远端CE设备的MAC地址信息，并将所述报文发送给远端CE设备。
10.根据权利要求7所述的基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法，其特征在于，当对端CE设备向本端CE设备返回响应IPv6报文时，所述的步骤C进一步包括C5、在对端CE设备将响应IPv6报文根据所述ND表项封装上本端CE设备的IPv6地址，及对端PE设备的二层MAC地址，并发送；C6、对端PE设备收到所述报文后去掉二层MAC地址，并基于多协议标签交换MPLS进行封装，发送给本端PE设备；C7、本端PE设备收到所述报文后进行解MPLS封装处理，获得报文承载的目的IPv6地址；C8、本端PE设备根据所述的目的IPv6地址确定对应的本端CE设备的MAC地址信息，并将所述报文发送给本端CE设备。
全文摘要
本发明涉及一种基于异种介质的IPv6网络互通的实现方法。该方法是在运营商边缘设备PE设备上配置该PE设备与本端用户侧边缘设备CE间的接口地址为对端CE设备的IPv6地址；并根据PE设备配置的IPv6地址在所述的本端CE设备建立生成邻居发现ND表项；之后，本端CE设备与对端CE设备间基于异种介质PE设备根据所述的ND表项，以及与PE设备配置的IPv6地址进行IPv6报文的交互。本发明实现了针对CE设备中的ND模块不需要做任何修改，便能够完成IPv6邻居发现的功能，而且对PE设备的要求也大大降低。因此，本发明既可以实现基于异种介质的IPv6报文的传递，又不需要增加网络中PE设备的负担。
文档编号H04L12/56GK1783826SQ20041009619
公开日2006年6月7日 申请日期2004年12月1日 优先权日2004年12月1日
发明者范宇, 胡春哲, 张立华, 龚钧 申请人:华为技术有限公司