專利名稱：以電子產(chǎn)品碼為地址的分組交換互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信，特別是涉及一種采用分組交換技術(shù)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電子產(chǎn)品碼(Electronic Product Code，EPC)是一種物品編碼方案，采用電子形式存儲，能夠按照一定的規(guī)則，為包括通訊主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)接口在內(nèi)的物品分配全球唯一的號碼。電子產(chǎn)品碼在生產(chǎn)或包裝時即已賦予，一般來說，終生不變，是物品在全球范圍內(nèi)的身份號碼。相關(guān)組織制定了電子產(chǎn)品碼的編碼標(biāo)準(zhǔn)，致力于建立全球性的物品信息網(wǎng)絡(luò)，使得能夠根據(jù)電子產(chǎn)品碼查詢到與此物品相關(guān)的各種信息。全球統(tǒng)一性和唯一性使得電子產(chǎn)品碼適合于作為分組交換網(wǎng)絡(luò)的通信地址，既可以作為數(shù)據(jù)鏈路層(第二層)地址，也可以作為網(wǎng)絡(luò)層(第三層)地址，還可以作為兩層共同的地址。
在OSI7層參考模型中，網(wǎng)絡(luò)層的作用是實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)通信。著眼與實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)層需提供路由尋址機(jī)制，特別是對于如因特網(wǎng)這樣大規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，必須提供高效的路由尋址方案。
大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)層地址都是經(jīng)過精心編制的，具有一定的編碼和分配規(guī)則，反映了網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，能夠?yàn)槁酚蓪ぶ诽峁┍憷?。例如IPV4地址包括子網(wǎng)編碼(Subnet ID)和主機(jī)編碼(Host ID)，兩部分通過子網(wǎng)掩碼來區(qū)分；IPV6地址分為子網(wǎng)前綴(Subnet Prefix)和接口編碼(Interface ID)兩部分，各占64位。子網(wǎng)前綴部分還設(shè)計(jì)了層次結(jié)構(gòu)，包括TLA(Top Level Aggregator)編碼，NLA(Next Level Aggregator)編碼，SLA(Site Level Aggregator)編碼三部分。固定電話和移動電話號碼也有內(nèi)部規(guī)則和層次結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)層地址的內(nèi)部規(guī)則使得路由器或交換機(jī)能夠方便的判斷通信節(jié)點(diǎn)所在的區(qū)域，進(jìn)而做出轉(zhuǎn)發(fā)決策。地址的層次結(jié)構(gòu)能夠簡化路由尋址的算法，提高尋路的性能。IP通信和電話系統(tǒng)的正常工作，特別是路由尋址依賴于地址的這種規(guī)則性。
網(wǎng)絡(luò)地址的規(guī)則編碼在給路由尋址帶來便利的同時，也限制了通信節(jié)點(diǎn)移動的靈活性。例如，IP地址包括子網(wǎng)編碼和主機(jī)編碼，是作為一個整體來保證全局唯一性的，理論上，主機(jī)編碼只要保證在子網(wǎng)內(nèi)唯一即可。使用全局IP地址的計(jì)算機(jī)在從一個局域網(wǎng)移動到另一個局域網(wǎng)時，必須更改地址以符合當(dāng)前所在的子網(wǎng)(除子網(wǎng)編碼必須更改外，主機(jī)編碼也可能更改)，否則不能對外通信；電話機(jī)在接入另一交換局的線路時，電話號碼將反映當(dāng)前所接入的交換局，原有的號碼不再有效。
現(xiàn)代社會具有移動性的特點(diǎn)，人們使用網(wǎng)絡(luò)時不希望局限于特定的區(qū)域。在通信節(jié)點(diǎn)變換區(qū)域時，特別是移動節(jié)點(diǎn)作為被叫方(在IP通信中運(yùn)行服務(wù)器程序的一方)時，人們希望通信節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址能夠維持不變，以方便通信聯(lián)絡(luò)。IP通信的體系結(jié)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)決定了IP地址必須包含正確的子網(wǎng)信息才能實(shí)現(xiàn)通信，如果沒有一種支持移動性的機(jī)制，在通信過程中更改地址就會使通信中斷。移動IP是通過同時維護(hù)兩套地址來實(shí)現(xiàn)移動性的，一個是家鄉(xiāng)地址(HomeAddress)，是移動節(jié)點(diǎn)位于家鄉(xiāng)鏈路(Home Link)時的IP地址，在節(jié)點(diǎn)移動過程中始終保持不變；還有一個是轉(zhuǎn)交地址(Care of Address)，是位于外地鏈路網(wǎng)絡(luò)時的IP地址。移動節(jié)點(diǎn)位于家鄉(xiāng)鏈路時與家鄉(xiāng)代理(Home Agent)直接相連，跳數(shù)(Hop)為1；位于外地鏈路時與外地代理(Foreign Agent)直接相連。有兩種類型的轉(zhuǎn)交地址，一是外地代理作為轉(zhuǎn)交地址；另一種稱為局內(nèi)轉(zhuǎn)交地址(Collocated Care of Address)，是由外地代理臨時分配給移動節(jié)點(diǎn)的IP地址。移動節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)離家鄉(xiāng)鏈路(Home Link)時，須將轉(zhuǎn)交地址通知家鄉(xiāng)代理。以家鄉(xiāng)地址為目標(biāo)的數(shù)據(jù)包到達(dá)家鄉(xiāng)代理時，家鄉(xiāng)代理建立一條到轉(zhuǎn)交地址所指示的外地代理或移動節(jié)點(diǎn)的隧道，利用IP網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)到目標(biāo)主機(jī)。移動節(jié)點(diǎn)接受數(shù)據(jù)需通過隧道機(jī)制，但發(fā)送數(shù)據(jù)時可直接發(fā)送。隧道不是最有效的傳輸機(jī)制，通過隧道的傳遞路徑大多時候不是最優(yōu)的。
IP通信網(wǎng)絡(luò)中有兩類網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備主機(jī)和路由器，路由器是一種特殊的主機(jī)，和主機(jī)使用統(tǒng)一的地址編碼方案，統(tǒng)一的地址空間，只從IP地址不能分辨出一般主機(jī)和路由器。主機(jī)實(shí)現(xiàn)的是端到端的通信，與網(wǎng)關(guān)通過共享鏈路或者交換鏈路直接相連。在與位于不同鏈路的主機(jī)通信時，需將寫有目的地址的數(shù)據(jù)包發(fā)往網(wǎng)關(guān)(源網(wǎng)關(guān))，源網(wǎng)關(guān)通過路由器組成的IP網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)包傳送到目的主機(jī)所連接的網(wǎng)關(guān)(目的網(wǎng)關(guān))，目的網(wǎng)關(guān)然后在繼續(xù)把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給目的主機(jī)。尋找從源網(wǎng)關(guān)到目的網(wǎng)關(guān)的傳輸路徑，也就是路由尋址，是路由器的任務(wù)，路由器依賴目的IP地址的子網(wǎng)編碼來尋找合適的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑。由于IPV6地址的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是確定的，且子網(wǎng)前綴部分存在層次結(jié)構(gòu)，一些路由器甚至可以只依賴于這64位的子網(wǎng)前綴的部分?jǐn)?shù)據(jù)來選擇轉(zhuǎn)發(fā)路徑。主機(jī)與網(wǎng)關(guān)直接相連，傳輸路徑是確定的，而源網(wǎng)關(guān)到目的網(wǎng)關(guān)之間的路徑未知，因此，一般主機(jī)可以不關(guān)心IP地址的規(guī)則，而路由器必須依靠規(guī)則性的網(wǎng)絡(luò)地址來實(shí)現(xiàn)高效選路。
在IP網(wǎng)絡(luò)中，路由器(包括網(wǎng)關(guān))一般很少移動位置，也就很少需要更改地址，其地址是相對固定的。
VPN(Virtual Private Network，虛擬專用網(wǎng))，是利用隧道技術(shù)建立封閉的專用網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)一種協(xié)議的數(shù)據(jù)包跨越另一個網(wǎng)絡(luò)。在VPN中，無論是在第二層實(shí)現(xiàn)的VPN還是第三層實(shí)現(xiàn)的VPN，節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)包內(nèi)容和隧道端點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)包的內(nèi)容不相同，節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)包是作為負(fù)載在隧道中被傳送的，隧道端點(diǎn)在收到數(shù)據(jù)時，需將作為負(fù)載的數(shù)據(jù)包解出，做必要的處理(如數(shù)據(jù)重組)，然后繼續(xù)傳送到目的節(jié)點(diǎn)。在VPN中，隧道對主機(jī)節(jié)點(diǎn)是透明的，隧道端點(diǎn)的地址需事先配置，且需安裝隧道協(xié)議支持軟件。
對于網(wǎng)絡(luò)通信來說，電子產(chǎn)品碼作為網(wǎng)絡(luò)層地址完全無規(guī)則可言，不能根據(jù)電子產(chǎn)品碼快速的選定路由，但以電子產(chǎn)品碼為網(wǎng)絡(luò)層地址可以保證地址終生不變，任何場合下都是相同的，且不需要設(shè)置，也就不需要配備設(shè)置地址用的軟件和協(xié)議，能夠減輕設(shè)備的負(fù)擔(dān)，降低設(shè)備成本。

發(fā)明內(nèi)容
作為網(wǎng)絡(luò)層地址，電子產(chǎn)品碼不包括子網(wǎng)編碼信息，地址與通信節(jié)點(diǎn)所處的子網(wǎng)無關(guān)，因此也就不必隨著節(jié)點(diǎn)的位置移動而更改地址，可以在移動過程中，乃至整個生命周期中保持地址不變。也正因?yàn)槲恢脽o關(guān)性，作為網(wǎng)絡(luò)地址，電子產(chǎn)品碼不能為路由尋址提供任何便利，而快速有效的路由尋址依賴于有規(guī)則的地址編碼。在IP通信中，IP地址包含了子網(wǎng)編碼，IPV6地址的子網(wǎng)前綴更是具有層次結(jié)構(gòu)，這樣便于實(shí)現(xiàn)高效的路由尋址。IP網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)依賴于IP地址的規(guī)則結(jié)構(gòu)來工作，因此主機(jī)在位置移動的過程中，需要不斷的變換IP地址以反應(yīng)當(dāng)前所處的子網(wǎng)。
在本發(fā)明提出的系統(tǒng)中，主機(jī)和路由器采用不同的地址編碼方案，主機(jī)以電子產(chǎn)品碼為網(wǎng)絡(luò)層地址；路由器采用具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)和分配規(guī)則的編碼方案，能夠反映網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在主機(jī)間相互通信時，需同時指明主機(jī)地址和網(wǎng)關(guān)地址。
在這種分組交換網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)兩臺以電子產(chǎn)品碼為網(wǎng)絡(luò)層地址的主機(jī)相互通信時，源主機(jī)生成數(shù)據(jù)包，指明源主機(jī)、源網(wǎng)關(guān)以及目的主機(jī)和目的網(wǎng)關(guān)的地址信息，源網(wǎng)關(guān)地址也可以由實(shí)際經(jīng)過的源網(wǎng)關(guān)自己設(shè)置。利用網(wǎng)關(guān)地址的編碼規(guī)則，源網(wǎng)關(guān)及中間路由器選取合適的線路將數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的網(wǎng)關(guān)，目的網(wǎng)關(guān)再根據(jù)目的地址將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給目的主機(jī)。不采用隧道技術(shù)，源主機(jī)生成的數(shù)據(jù)包符合路由器支持的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，能夠直接轉(zhuǎn)發(fā)，而不是作為負(fù)載進(jìn)入隧道。
可直接利用IP網(wǎng)絡(luò)傳輸以電子產(chǎn)品碼為網(wǎng)絡(luò)層地址的主機(jī)之間的數(shù)據(jù)包，以IP設(shè)備作為網(wǎng)關(guān)接入IP網(wǎng)絡(luò)。連接主機(jī)及IP網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)運(yùn)行兩套協(xié)議，一套是IP協(xié)議，另一套協(xié)議處理與主機(jī)的通信。主機(jī)生成的標(biāo)準(zhǔn)IP數(shù)據(jù)包，或者網(wǎng)關(guān)根據(jù)主機(jī)提供的源網(wǎng)關(guān)及目的網(wǎng)關(guān)信息生成標(biāo)準(zhǔn)IP數(shù)據(jù)包，主機(jī)地址信息保存在標(biāo)準(zhǔn)IP數(shù)據(jù)包的負(fù)載部分。網(wǎng)關(guān)能夠識別完整的數(shù)據(jù)格式，能夠提取主機(jī)的地址信息進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，而網(wǎng)關(guān)之間的路由器則不要求做到這一點(diǎn)，只需是標(biāo)準(zhǔn)的IP路由器，能夠轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)包即可。
移動時場景下，以電子產(chǎn)品碼為網(wǎng)絡(luò)層地址的主機(jī)具有一套網(wǎng)絡(luò)層地址，但是至少需要維護(hù)著兩套網(wǎng)關(guān)地址。借用移動IP的術(shù)語，我們把網(wǎng)關(guān)稱為代理。兩套網(wǎng)關(guān)中，一是家鄉(xiāng)代理，一是外地代理。一臺主機(jī)的家鄉(xiāng)代理相對固定，在主機(jī)移動過程中不會更改，而外地代理會隨著主機(jī)的所處的子網(wǎng)的不同經(jīng)常更改。主機(jī)移動到不同的外地鏈路時，外地代理將隨之更改，主機(jī)把當(dāng)前的外地代理地址通知家鄉(xiāng)代理，家鄉(xiāng)代理維護(hù)著主機(jī)當(dāng)前的外地代理信息，能夠保證不管主機(jī)移動到什么位置，始終能夠被訪問到。除此之外，還要把新的代理地址報告給前一個與之相連的代理。當(dāng)接收到數(shù)據(jù)包的代理發(fā)現(xiàn)目的主機(jī)已經(jīng)不與之直接相連時，將從維護(hù)的信息列表中查找目的主機(jī)的代理地址，以新的代理地址代替數(shù)據(jù)包中的目的網(wǎng)關(guān)地址，然后繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。
采用同一網(wǎng)絡(luò)層地址的多接口主機(jī)在關(guān)閉某一接口時，將活動接口的網(wǎng)關(guān)地址通知待關(guān)閉的接口所連接的網(wǎng)關(guān)。采用前面提到的移動解決方案，待關(guān)閉接口所連接的網(wǎng)關(guān)將能夠轉(zhuǎn)發(fā)以此主機(jī)為目的地的數(shù)據(jù)包到活動接口所連接的網(wǎng)關(guān)，進(jìn)而轉(zhuǎn)發(fā)到此主機(jī)。
IPV6地址內(nèi)部結(jié)構(gòu)固定，前64位是子網(wǎng)編碼，后64位是接口編碼。接口編碼一般不采用順序編碼，而是根據(jù)MAC地址來生成。以太網(wǎng)是主流的局域網(wǎng)技術(shù)，其MAC地址是48位，且能保證全局唯一，而且64位能夠提供非常大的地址空間，選擇合適的接口編碼生成方式，有可能保證接口編碼的全局唯一性。如果接口編碼能夠保證全局唯一性，則接口編碼一旦生成，將不再更改，在主機(jī)移動的過程中，只改變子網(wǎng)前綴。
同前述以電子產(chǎn)品碼為地址實(shí)現(xiàn)移動性的方法類似，接口編碼固定不變的IPV6主機(jī)能夠采用一般的路由器轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，而不是隧道技術(shù)實(shí)現(xiàn)移動IP。在主機(jī)移動過程中，除了在家鄉(xiāng)代理記錄當(dāng)前的地址信息外，還在移動過程中前一與之相連的網(wǎng)關(guān)中記錄新的IP地址。當(dāng)接收到數(shù)據(jù)包的網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)目的主機(jī)離開當(dāng)前鏈路時，將根據(jù)接口編碼查找對應(yīng)的新的IPV6地址，并將IP數(shù)據(jù)包中的目的地址替換為新的IP地址，然后對外轉(zhuǎn)發(fā)，以通過IP網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)發(fā)送到目的主機(jī)。


圖1是以電子產(chǎn)品碼為網(wǎng)絡(luò)層地址的主機(jī)通過IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)通信的示意圖；圖2是以電子產(chǎn)品碼為網(wǎng)絡(luò)層地址的主機(jī)實(shí)現(xiàn)移動性的示意圖。
具體實(shí)施例方式
1.以電子產(chǎn)品碼為網(wǎng)絡(luò)層地址的主機(jī)通過IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)通信如圖1所示，主機(jī)通過網(wǎng)關(guān)連接到IP網(wǎng)絡(luò)。主機(jī)以電子產(chǎn)品碼為網(wǎng)絡(luò)層地址；網(wǎng)關(guān)具有兩套地址，一套是IP地址，用與實(shí)現(xiàn)IP通信；一套是電子產(chǎn)品碼，用與實(shí)現(xiàn)與主機(jī)的通信。作為主機(jī)地址，電子產(chǎn)品碼能夠保證全局唯一；作為路由器地址，IP地址具有規(guī)則結(jié)構(gòu)便于實(shí)現(xiàn)高效選路，使得跨越大規(guī)模的復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)成為可能。當(dāng)位于不同子網(wǎng)的主機(jī)互相通信時，采用主機(jī)的EPC地址和所連接的網(wǎng)關(guān)的IP地址相結(jié)合的方式標(biāo)識主機(jī)，如圖1中的主機(jī)101表示為IP102EPC101，主機(jī)111表示為IP112EPC111。
假設(shè)主機(jī)101欲通過IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)包到主機(jī)111，由源主機(jī)101生成符合IP標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)包，提供目的主機(jī)和目的網(wǎng)關(guān)地址信息?？刹捎脠D1中的數(shù)據(jù)包格式121，IP首部包含源網(wǎng)關(guān)102的地址IP102及目的網(wǎng)關(guān)112的地址IP112，IP網(wǎng)絡(luò)利用IP首部信息高效的選擇從源網(wǎng)關(guān)102到目的網(wǎng)關(guān)112的傳輸路徑，將數(shù)據(jù)包傳送到目的網(wǎng)關(guān)112。EPC首部包含源主機(jī)101的地址EPC101和目的主機(jī)111的地址EPC111，網(wǎng)關(guān)112從EPC首部中提取目的主機(jī)的地址信息，在本例中是EPC111，將數(shù)據(jù)包傳送到正確的目的主機(jī)111。從主機(jī)101到主機(jī)111之間的傳輸路徑上的所有設(shè)備是對相同的數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理，其中IP設(shè)備根據(jù)IP首部作出轉(zhuǎn)發(fā)決策，網(wǎng)關(guān)和主機(jī)通信時，根據(jù)EPC首部信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
網(wǎng)關(guān)需要能夠識別數(shù)據(jù)包格式121中的EPC首部信息，而中間路由器只需識別出IP首部即可。由于格式121數(shù)據(jù)包中的IP地址是網(wǎng)關(guān)的IP地址，因此網(wǎng)關(guān)不能繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)，而去處理IP數(shù)據(jù)包的負(fù)載部分。IP數(shù)據(jù)包通過首部的協(xié)議信息指明負(fù)載的類型，TCP和UDP各有不同的類型碼，因此可以設(shè)置一個特殊的類型碼，指明數(shù)據(jù)包中包括EPC地址信息，便于網(wǎng)關(guān)提出主機(jī)地址繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。
2.主機(jī)以電子產(chǎn)品碼為地址時移動性的實(shí)現(xiàn)路由器和主機(jī)采用不同的地址編碼方案，主機(jī)地址不包含子網(wǎng)信息，這樣主機(jī)在移動過程中，改變的只是當(dāng)前所連接的網(wǎng)關(guān)地址，主機(jī)地址保持不變，這樣可以更好的實(shí)現(xiàn)主機(jī)的移動性。
具體實(shí)現(xiàn)如圖2所示，在本例中，網(wǎng)關(guān)201是主機(jī)211的家鄉(xiāng)代理。主機(jī)211目前位于外地鏈路，當(dāng)前相連的外地代理是網(wǎng)關(guān)202。主機(jī)211本身以電子產(chǎn)品碼為地址，地址是EPC211，并且同時維護(hù)著兩套網(wǎng)關(guān)地址，一個是家鄉(xiāng)代理，另一個是當(dāng)前所連接的外地代理。當(dāng)主機(jī)211連接到外地代理202時，其維護(hù)的網(wǎng)關(guān)信息如表221所示。
主機(jī)將當(dāng)前所連接的外地代理地址及時的告知家鄉(xiāng)代理，例如在連接到新網(wǎng)關(guān)時向家鄉(xiāng)代理報告新的外地代理地址，以確保家鄉(xiāng)代理準(zhǔn)確的了解主機(jī)的最新行蹤。在主機(jī)211連連接到網(wǎng)關(guān)202時，其家鄉(xiāng)代理201維護(hù)的信息如表222所示；同時外地代理202維護(hù)著如表223所示的信息。
當(dāng)主機(jī)從一個網(wǎng)關(guān)切換到另一個網(wǎng)關(guān)時，除了更新家鄉(xiāng)代理維護(hù)的信息外，主機(jī)還將在前一個代理中記錄新的代理地址。例如當(dāng)主機(jī)211連接到網(wǎng)關(guān)203并斷開與網(wǎng)關(guān)202的連接時，主機(jī)211將外地網(wǎng)關(guān)地址設(shè)置改為IP203，如表231所示；并向家鄉(xiāng)代理201和前一個外地代理202報告新的代理地址，將與主機(jī)211對應(yīng)的外地代理的地址更新為IP203，如表232，233所示。網(wǎng)關(guān)203也將維護(hù)著如表234所示的信息。當(dāng)主機(jī)斷開與網(wǎng)關(guān)203的連接而接入新的網(wǎng)關(guān)時，在信息表234也要作相應(yīng)的更新以紀(jì)錄新的代理地址。
主機(jī)的家鄉(xiāng)代理是相對固定的，當(dāng)主機(jī)位于外地鏈路時，家鄉(xiāng)代理維護(hù)著主機(jī)的外地代理的最新信息。當(dāng)有其它主機(jī)向地址IP201EPC211發(fā)送數(shù)據(jù)到主機(jī)211時，數(shù)據(jù)包將被轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)關(guān)201，如果目前主機(jī)正與之相連，則直接發(fā)送到目的主機(jī)211；如果主機(jī)位于外地鏈路，網(wǎng)關(guān)201將檢索信息表，查找出主機(jī)211當(dāng)前的外地代理地址，如IP202，然后網(wǎng)關(guān)201修改數(shù)據(jù)包中的目的網(wǎng)關(guān)地址，由IP201改為IP202，并通過IP網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)發(fā)送到網(wǎng)關(guān)202。
當(dāng)以主機(jī)211為目的地址的數(shù)據(jù)包到達(dá)網(wǎng)關(guān)202時，或者網(wǎng)關(guān)202的發(fā)送隊(duì)列中有以主機(jī)211為目的地址的數(shù)據(jù)包未來得及發(fā)送，而此時主機(jī)211已經(jīng)斷開與網(wǎng)關(guān)202的連接，并連接到網(wǎng)關(guān)203，這時網(wǎng)關(guān)202將根據(jù)維護(hù)的信息表，發(fā)現(xiàn)主機(jī)211的下一個代理地址是IP203，把數(shù)據(jù)包中的目的網(wǎng)關(guān)地址修改為IP203，通過IP網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)發(fā)送。
這樣，由于主機(jī)本身的地址始終不變，網(wǎng)關(guān)可以根據(jù)維護(hù)的外地代理信息，盡可能的將數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的主機(jī)，以避免超時重傳。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，主機(jī)地址必須是全局唯一地址，電子產(chǎn)品碼就是這樣的全局唯一地址。
3.以IPV6地址中的接口編碼為主機(jī)識別碼實(shí)現(xiàn)移動性前已述及，IPV6前64位是子網(wǎng)前綴，采用層次化的規(guī)則編碼；后64位是接口編碼。IPV6是作為一個整體來保證全局唯一的，不要求，也不保證64位的接口編碼做到全局唯一。然而在實(shí)際的地址設(shè)置過程中，大多根據(jù)硬件地址來生成接口編碼，例如根據(jù)48位的以太網(wǎng)MAC地址生成64位的接口編碼，通過合適的生成規(guī)則，就可能保證接口編碼的全局唯一性，并且一經(jīng)設(shè)置將保持不變，不隨子網(wǎng)的不同而改變。利用IPV6地址中的接口編碼的這種固定性和全局唯一性，可以實(shí)現(xiàn)同以電子產(chǎn)品碼為主機(jī)地址相似的移動性，當(dāng)然前提是接口編碼的生成方式必須能夠保證全局唯一，并且至少在通訊過程中保持不變。
因?yàn)镮PV6地址本身包含子網(wǎng)前綴，路由器可以依靠子網(wǎng)前綴實(shí)現(xiàn)高效路由。以IPV6的接口編碼為主機(jī)識別碼，在IP網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)移動性。在接口編碼保持不變的情況下，在支持移動性的網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)關(guān)(包括家鄉(xiāng)代理和前一代理)只需紀(jì)錄主機(jī)新的IP地址即可。例如假設(shè)主機(jī)當(dāng)前的IPV6地址是NetID1IFID，在家鄉(xiāng)鏈路時的地址為NetIDIFID，NetID及NetID1是子網(wǎng)前綴，IFID是接口編碼，當(dāng)前網(wǎng)關(guān)地址是NetID1IFID1。當(dāng)主機(jī)移動到新的子網(wǎng)，連接到新的網(wǎng)關(guān)NetID2IFID2時，其地址將更改為NetID2IFID，在家鄉(xiāng)代理和網(wǎng)關(guān)NetID1IFID1中記錄這一新地址NetID2IFID。當(dāng)家鄉(xiāng)代理收到以NetIDIFID為目的地址的數(shù)據(jù)包，或者外地代理NetID1IFID1收到以NetID1IFID為目的地址的數(shù)據(jù)包時，發(fā)現(xiàn)目的主機(jī)不與之直接相連，然后根據(jù)接口編碼查找到新的IP地址為NetID2IFID，將數(shù)據(jù)包中的目的地址改為NetID2IFID，通過IP網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)發(fā)送。由于保證了主機(jī)接口編碼在移動中的不變性，無論IP地址如何變化，都可以將數(shù)據(jù)包發(fā)送到正確的目的主機(jī)。
3.主機(jī)多接口間無縫切換以主機(jī)本身的電子產(chǎn)品碼作為所有接口的網(wǎng)絡(luò)層地址，或者以其中之一接口的IPV6地址中的接口編碼來作為所有接口IPV6地址的接口編碼。當(dāng)其中的一個接口要關(guān)閉時，以電子產(chǎn)品碼為地址的主機(jī)將活動接口的網(wǎng)關(guān)地址通知待關(guān)閉的接口所連接的網(wǎng)關(guān)；IPV6主機(jī)將一個活動接口的IPV6地址通知待關(guān)閉的接口所連接的網(wǎng)關(guān)。當(dāng)以待關(guān)閉接口為目的地址的數(shù)據(jù)包到達(dá)先前與之連接網(wǎng)關(guān)時，網(wǎng)關(guān)根據(jù)新網(wǎng)關(guān)地址或者新的IPV6地址更新數(shù)據(jù)包中的地址信息，并繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，這樣能夠保證以待關(guān)閉接口為目的地址的數(shù)據(jù)包能夠通過可用接口到達(dá)主機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種分組交換互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其特征在于主機(jī)和路由器的網(wǎng)絡(luò)層地址采用兩套不同的編碼方案，主機(jī)地址保證全局唯一性，路由器地址的結(jié)構(gòu)和分配具有規(guī)則性，以網(wǎng)關(guān)地址和主機(jī)地址相結(jié)合的方式標(biāo)示主機(jī)。還在于主機(jī)地址在移動過程中不改變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于主機(jī)以電子產(chǎn)品碼為網(wǎng)絡(luò)層地址，路由器以IP地址為網(wǎng)絡(luò)層地址。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于源主機(jī)根據(jù)網(wǎng)關(guān)地址生成標(biāo)準(zhǔn)的IP數(shù)據(jù)包，作為主機(jī)地址的電子產(chǎn)品碼位于標(biāo)準(zhǔn)IP數(shù)據(jù)包的負(fù)載部分；還在于數(shù)據(jù)包在從源主機(jī)到目的主機(jī)整個傳輸路徑上直接轉(zhuǎn)發(fā)，而不是作為另一種協(xié)議數(shù)據(jù)包的負(fù)載。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2，3所述的系統(tǒng)，其特征在于在主機(jī)移動過程中，在切換網(wǎng)關(guān)時，除了在家鄉(xiāng)代理中記錄當(dāng)前網(wǎng)關(guān)地址信息外，還在前一網(wǎng)關(guān)中記錄當(dāng)前網(wǎng)關(guān)地址。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，2，3所述的系統(tǒng)，其特征在于一種多接口主機(jī)，多個接口采用同一地址，一個接口待關(guān)閉時，主機(jī)將活動接口的網(wǎng)關(guān)地址通知待關(guān)閉接口所連接的網(wǎng)關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于接收到數(shù)據(jù)包的網(wǎng)關(guān)發(fā)現(xiàn)目的主機(jī)不與之直接相連時，根據(jù)記錄的目的主機(jī)的當(dāng)前網(wǎng)關(guān)地址信息，更新數(shù)據(jù)包中的網(wǎng)關(guān)地址，繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。
7.一種實(shí)現(xiàn)IPV6移動性的系統(tǒng)，其特征在于主機(jī)IPV6地址的接口編碼為主機(jī)識別碼，采用能夠保證全局唯一的生成算法，一經(jīng)生成在通訊過程中保持不變。還在于主機(jī)移動過程中，在家鄉(xiāng)代理和前一代理中記錄主機(jī)新的IPV6地址，網(wǎng)關(guān)接收到目的主機(jī)不在當(dāng)前鏈路的數(shù)據(jù)包時，根據(jù)目的地址的接口編碼查找新的IPV6地址，更新數(shù)據(jù)包中的目的地址為新的IPV6地址，然后繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。
全文摘要
作為通信地址，電子產(chǎn)品碼是非規(guī)則編碼，難以實(shí)現(xiàn)高效路由；路由器采用具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)和分配規(guī)則的編碼，以網(wǎng)關(guān)地址和主機(jī)地址結(jié)合的方式標(biāo)識主機(jī)?？梢酝ㄟ^IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)主機(jī)間通信。在主機(jī)移動過程中，主機(jī)地址保持不變，只改變網(wǎng)關(guān)地址。在家鄉(xiāng)代理和前一代理中記錄新代理地址，當(dāng)收到數(shù)據(jù)包的代理發(fā)現(xiàn)目的主機(jī)不與之直接相連時，查找新網(wǎng)關(guān)地址，更新數(shù)據(jù)包中的網(wǎng)關(guān)地址并繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。IPV6地址的接口編碼在保證全局唯一的前提下，以接口編碼來標(biāo)識主機(jī)，在移動過程中保持不變。更改地址時，將新地址通知家鄉(xiāng)代理和前一代理，網(wǎng)關(guān)根據(jù)接口編碼來查找主機(jī)，主機(jī)不與代理相連時，以新IPV6地址代替數(shù)據(jù)包中的目的地址，繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。
文檔編號H04L29/12GK1783870SQ20041006126
公開日2006年6月7日 申請日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月3日
發(fā)明者趙江濱 申請人:趙江濱