一种获取互联网协议地址前缀的方法、运营商边缘设备和客户端设备

摘要

本发明提供了一种获取互联网协议地址前缀的方法。其中运营商边缘设备向客户端设备发送广告消息以通知用于接入运营商网络和/或业务的前缀信息，客户端设备根据希望接入的运营商和/或业务从所述广告消息中选择对应的前缀用于地址的配置。由此使客户端设备在具有多个运营商和多业务的网络中有效地接入想要的运营商和/或业务。本发明还提供了实现该方法的运营商边缘设备和客户端设备。

说明书

技术领域

本发明涉及互联网技术，尤其涉及一种获取互联网协议地址前缀的方法以及实现该方法的运营商边缘设备和客户端设备。

背景技术

根据现有的IPv6协议，通过在互联网工程任务组(IETF)规范RFC2461/RFC4311中所定义的邻居发现协议(Neighbor Di scovery Protocol)在路由器广告消息(RouterAdvertisement Message，简称RA)中以选项的形式广告IP地址的前缀(prefix)。客户端设备，如多宿主机(multihomed host)，可以获得一个以上的在连接(On-Link)全局前缀，进而获得一个以上的全局IPv6地址。IPv6协议没有给前缀定义标识和用途，当主机发送IP包时，需根据RFC3484规定的“默认地址选择算法(Default Address Selection Algorithm)”来选择IPv6地址，以及根据RFC2461规定的“下一跳确定算法(Next-Hop DeterminationAlgorithm)”来选择网关。

然而，这两种算法有时可能导致主机作出错误的选择。图1示出了在多个运营商情况下的一个例子，其中采用IPoE(IP over Ethernet)方式通信。本文所称的运营商是指为基于IP的用户提供业务的运营商，如互联网业务提供商ISP(Internet Service Provider)等。主机1和主机2经由层1或层2的用户驻地设备(CPE)以及层1或层2的接入复用设备(AM)连接到运营商ISP1和运营商ISP2的层3边缘设备上，其中，用户驻地设备可以是DSL调制解调器、以太网交换机、集线器(HUB)或无线局域网接入点(AP)，接入复用设备可以是DSLAM、以太网交换机、集线器、无线局域网接入点或基站(Node B)。主机1与主机2可以动态地选择运营商ISP以访问互联网，也就是说，其前缀和默认网关将因选择不同的运营商而改变。假定主机1和主机2分别为运营商ISP1和运营商ISP2的用户。根据现有技术，主机1和主机2都有可能得到由运营商ISP1和运营商ISP2的层3边缘设备广告的前缀，并由此生成相应的IPv6地址。这就可能出现以下情况，即当主机1需要进行通信时，它可能选择了由运营商ISP2的层3边缘设备所广告的前缀，由此生成IPv6地址作为其源IPv6地址，并把运营商ISP2的层3边缘设备选择为默认网关。但是，由于主机1不是运营商ISP2的用户，当运营商ISP2接收到主机1的IP包时，便会丢弃，使得主机1不能成功通信。

实际上，具有多个运营商的网络环境将会非常普遍，因此，基于运营商的寻址也是有必要的。运营商还可以通过多个虚拟路由器和转发器(VRF)利用不同的前缀来提供多种业务。从图1的例子可以看出，现有的前缀广告机制、“默认地址选择算法”和“下一跳确定算法”尚不能满足即将普遍出现的多运营商和多业务网络环境的要求。

IETF RFC4191提出了对邻居发现路由器广告消息的一种可选扩展，用于向主机广告优选的默认路由器和其它特定的路由。但是，路由器仍然不能将前缀的用途(也即前缀与业务或运营商之间的对应关系)通知给主机，主机不能根据其想要接入的运营商或业务来选择前缀。

在现有技术中有一种方法用于保证主机或用户终端接入其对应的运营商的网络。该方法利用虚拟局域网(VLAN)来隔离运营商。但是，这一方法的缺点是：如果每个运营商具有一个VLAN，那么就不能支持动态的业务选择；而如果每个主机具有一个VLAN，则需要许多VLAN用于每个接入复用设备，使网络实现复杂化。

发明内容

本发明的目的是，提供一种适用于具有多个运营商和/或多种业务的网络环境的前缀广告机制以及实现该机制的运营商边缘设备和客户端设备，使得客户端设备能根据想要接入的运营商和/或业务而相应地选择IP地址的前缀。

本发明提出了一种获取互联网协议地址前缀的方法，其中，预先设置用于区分运营商的运营商标识和/或用于区分一运营商所提供的各业务的业务标识，在运营商边缘设备中保存该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识与前缀之间的对应关系，在客户端设备中保存该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识；该方法包括：

步骤11:运营商边缘设备广告该边缘设备所支持的前缀信息，所述前缀信息包括该边缘设备所支持的运营商标识和/或业务标识、该边缘设备所支持的前缀以及所述运营商标识和/或业务标识与所述前缀之间的对应关系；

步骤12：在需要获取前缀时，客户端设备基于该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识，从接收到的所述广告的前缀信息中选择该客户端设备可以使用或希望使用的运营商标识和/或业务标识所对应的前缀。

作为该方法的一个优选方案，进一步使客户端设备保存该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的优先权；在步骤12之后，进一步包括：

步骤13：客户端设备基于该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的优先权从步骤12所选择的前缀中进一步选择前缀。

作为该方法的另一个优选方案，进一步在运营商边缘设备中保存运营商边缘设备支持的前缀的优先权；在步骤11中，运营商边缘设备广告的所述前缀信息中进一步包括前缀的优先权信息；在步骤12或步骤13之后，进一步包括：

步骤14：客户端设备基于运营商边缘设备广告的所述前缀的优先权信息，从步骤12或步骤13所选择的前缀中进一步选择前缀。

该方法在步骤11中，运营商边缘设备通过在路由器广告消息中增加一个选项来携带该边缘设备所支持的前缀信息。

基于同一发明构思，本发明还提供了另一种获取互联网协议地址前缀的方法，其特征在于，预先设置用于区分运营商的运营商标识和/或用于区分一运营商所提供的各业务的业务标识，在运营商边缘设备中保存该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识与前缀之间的对应关系，在客户端设备中保存该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识；该方法包括：

步骤21:客户端设备发出请求，所述请求携带有该客户端设备可以使用或希望使用的运营商标识和/或业务标识，以从运营商边缘设备获得对应的前缀信息；

步骤22:运营商边缘设备接收所述请求，并从所述请求中携带的运营商标识和/或业务标识中选择至少一个该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识，利用所述至少一个该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识及其对应的前缀、以及所述至少一个该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识与其对应的前缀之间的对应关系，构建返回给所述客户端设备的前缀信息；

步骤23:运营商边缘设备向所述客户端设备返回广告，其中携带的前缀信息包括所述至少一个该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识及其对应的前缀、以及所述至少一个该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识与其对应的前缀之间的对应关系；

步骤24：客户端设备接收返回的广告，并从其中携带的所述前缀信息中选择对应的前缀。

作为该方法的一个优选方案，进一步使客户端设备保存该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的优先权；在步骤24之后，进一步包括：

步骤25：客户端设备基于该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的优先权从步骤24所选择的前缀中进一步选择前缀。

作为该方法的另一个优选方案，进一步在运营商边缘设备中保存该边缘设备支持的前缀的优先权；在步骤22中，所述运营商边缘设备用来构建返回给所述客户端设备的前缀信息还包括前缀的优先权信息；在步骤24或步骤25之后，进一步包括：

步骤26：客户端设备基于所述返回的广告所携带的前缀的优先权信息从步骤24或步骤25所选择的前缀中进一步选择前缀。

在步骤21中，客户端设备通过在路由器请求消息中增加一个选项来携带该客户端设备可以使用或希望使用的运营商标识和/或业务标识；在步骤23中，运营商边缘设备通过在路由器广告消息中增加一个选项来携带返回给所述客户端设备的前缀信息。

本发明提供了一种实现上述第一种方法的运营商边缘设备，所述运营商边缘设备包括：

运营商存储单元，所述运营商存储单元用于保存该运营商边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识、该运营商边缘设备支持的前缀以及所述运营商标识和/或业务标识与所述前缀之间的对应关系；

第一广告构建单元，所述第一广告构建单元用于利用运营商存储单元所保存的该运营商边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识、该运营商边缘设备支持的前缀以及所述运营商标识和/或业务标识与所述前缀之间的对应关系，构建要在网络上广告的前缀信息；

第一广告发送单元，所述第一广告发送单元用于将包含了第一广告构建单元构建的前缀信息的广告发送出去。

作为一个优选方案，所述运营商存储单元进一步用于保存运营商边缘设备支持的前缀的优先权信息；所述第一广告构建单元进一步用于从所述运营商存储单元获得所述前缀的优先权信息，用于构建要在网络上广告的前缀信息。

本发明相应地提供了一种实现上述第一种方法的客户端设备，所述客户端设备包括：

客户端存储单元，所述客户端存储单元用于保存该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识；

第一广告接收单元，所述第一广告接收单元用于接收包含前缀信息的广告；

第一前缀选择单元，所述第一前缀选择单元用于从来自第一广告接收单元的广告中获取其中携带的运营商标识和/或业务标识，确定其中该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识，进而从所述广告携带的前缀信息中选择对应的前缀。

作为一个优选方案，所述客户端存储单元还用于保存该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的优先权。所述客户端设备进一步包括：

第一标识优先权选择单元，所述第一标识优先权选择单元用于在第一前缀选择单元的选择结果基础上基于客户端存储单元保存的该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的优先权进一步选择前缀。

作为另一个优选方案，所述客户端设备进一步包括：

第一前缀优先权选择单元，所述第一前缀优先权选择单元用于从来自第一广告接收单元的广告中获取其中携带的前缀的优先权，并在第一前缀选择单元的选择结果基础上基于所述前缀的优先权进一步选择前缀，或者在需要先考虑运营商标识和/或业务标识的优先权、再考虑前缀的优先权时，在第一标识优先权选择单元的选择结果基础上基于所述前缀的优先权进一步选择前缀。

本发明还提供了一种实现上述第二种方法的运营商边缘设备，所述运营商边缘设备包括：

运营商存储单元，所述运营商存储单元用于保存该运营商边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识、该运营商边缘设备支持的前缀以及所述运营商标识和/或业务标识与所述前缀之间的对应关系；

请求接收单元，所述请求接收单元用于接收对前缀信息的请求；

请求处理单元，所述请求处理单元用于从来自接收单元的请求中获取其中携带的运营商标识和/或业务标识，根据运营商存储单元所保存的该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识从中得到至少一个该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识，并从运营商存储单元得到所述至少一个该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识对应的前缀以及所述至少一个该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识与所述前缀的对应关系；

第二广告构建单元，所述第二广告构建单元用于利用请求处理单元所得到的所述至少一个该运营商边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识及其前缀、以及所述运营商标识和/或业务标识与所述前缀之间的对应关系，构建用于广告的前缀信息；

第二广告发送单元，所述第二广告发送单元用于将包含了第二广告构建单元构建的前缀信息的广告返回给所述客户端设备。

作为一个优选方案，所述运营商存储单元进一步用于保存运营商边缘设备支持的前缀的优先权信息；所述请求处理单元进一步用于从所述运营商存储单元获得所述至少一个该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识对应的前缀的优先权信息，用于构建要返回给所述客户端设备的前缀信息。

本发明相应地提供了一种实现上述第二种方法的客户端设备，所述客户端设备包括：

客户端存储单元，所述客户端存储单元用于保存该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识；

请求构建单元，所述请求构建单元用于利用客户端存储单元所保存的该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识，构建用于对前缀信息的请求；

请求发送单元，所述请求发送单元用于将请求构建单元构建好的请求发送出去；

第二广告接收单元，所述第二广告接收单元用于接收包含前缀信息的广告；

第二前缀选择单元，所述第二前缀选择单元用于从来自第二广告接收单元的广告中获取其中携带的运营商标识和/或业务标识，进而从所述广告携带的前缀信息中选择对应的前缀。

作为一个优选方案，所述客户端存储单元进一步用于保存该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的优先权；所述客户端设备进一步包括：

第二标识优先权选择单元，所述第二标识优先权选择单元用于在第二前缀选择单元的选择结果基础上基于客户端存储单元保存的该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的优先权进一步选择前缀。

作为另一个优选方案，所述客户端设备进一步包括：

第二前缀优先权选择单元，所述第二前缀优先权选择单元用于从来自接收单元的广告中获取其中携带的前缀的优先权，并在第二前缀选择单元的选择结果基础上基于所述前缀的优先权进一步选择前缀，或者在需要先考虑运营商标识和/或业务标识的优先权、再考虑前缀的优先权时，在第二标识优先权选择单元的选择结果基础上基于所述前缀的优先权进一步选择前缀。根据本发明的上述方法和设备，客户端设备能够根据运营商和/或业务的标识动态地选择对应的前缀，进而生成完整的IP地址用于通信。这可避免出现客户端设备因前缀选择不当而造成的不必要的多宿情形，使客户端设备有效快捷地接入想要的运营商和/或业务，也可使地址资源得到更好的利用。

附图说明

下面根据附图所示的实施例来详细描述本发明。其中：

图1示出了现有技术中具有多个运营商的网络环境的示例；

图2示出了本发明第一实施例的消息流程图；

图3给出了本发明第一实施例的运营商边缘设备示意图；

图4给出了本发明第一实施例的客户端设备示意图；

图5示出了本发明第二实施例的消息流程图；

图6给出了本发明第二实施例的运营商边缘设备示意图；

图7给出了本发明第二实施例的客户端设备示意图；

图8示出了本发明第三实施例的网络环境。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明进行详细描述。

在图2所示的本发明第一实施例中，需预先设置运营商标识和/或业务标识。所述运营商标识用于在具有多个运营商的情况下区分运营商。所述业务标识用于在运营商提供多种业务的情况下区分各业务。

在运营商边缘设备上配置并保存该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识与前缀之间的对应关系。可以通过例如操作维护管理(OAM)系统或直接在运营商边缘设备中进行配置和保存。

客户端设备可以通过直接配置的方式，或者从接入控制过程中获知该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的相关信息，并保存所述标识的集合。

步骤11中，运营商边缘设备广告该边缘设备所支持的前缀的相关信息，所述相关信息包括该边缘设备所支持的运营商标识和/或业务标识、该边缘设备所支持的前缀以及所述运营商标识和/或业务标识与所述前缀之间的对应关系。

通常，运营商边缘设备可以周期性地以广播的方式在网络上进行所述广告。

步骤12：在需要获取前缀时，客户端设备基于该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识，从接收到的所述广告的前缀的相关信息中选择该客户端设备可以使用或希望使用的运营商标识和/或业务标识所对应的前缀，用于生成完整的地址以接入相应的运营商网络和/或业务。

所谓的该客户端设备希望使用的运营商标识和/或业务标识是指从该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识中选择的一个或几个运营商标识和/或业务标识。

作为一个优选方案，还可以设置该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的优先权，并保存在客户端设备中。客户端设备可以通过通过直接配置的方式，或者从接入控制过程中获取，或者从网络广告的消息中获取等方式获知所述优先权的相关信息。

在此优选方案中，在步骤12之后进一步包括：

步骤13：客户端设备基于该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的优先权从步骤12选择的前缀中进一步选择前缀。

作为另一个优选方案，还可以配置运营商边缘设备支持的前缀的优先权，并保存在运营商边缘设备中。在这种情况下，步骤11运营商边缘设备所广告的前缀的相关信息中进一步包括前缀的优先权信息。客户端设备则在步骤12之后进一步包括：

步骤14：客户端设备基于运营商边缘设备广告的所述前缀的优先权信息从步骤12所选择的前缀中进一步选择前缀。

这两个优选方案也可以结合起来使用，即客户端设备先考虑运营商标识和/或业务标识的优先权，再考虑前缀的优先权。也就是在客户端设备执行步骤13之后，进一步从步骤13所选择的前缀中进一步选择前缀。

下面以一个具体示例来说明上述过程。假设在具有两个运营商ISP1和ISP2的网络中，ISP1提供语音和视频业务，ISP2提供语音业务。则在ISP1和ISP2的边缘设备中配置并保存的各自的运营商标识和业务标识、前缀以及它们之间的对应关系，分别如表1和表2所示。

表1

 

运营商标识和业务标识(Service-Name)      前缀    (Prefix)Voice.ISP1Prefix-AVideo.ISP1Prefix-B

表2

 

运营商标识和业务标识(Service-Name)      前缀    (Prefix)Voice.ISP2Prefix-C

需要说明的是，上述运营商标识和业务标识的设置只是作为示例。实际上，可以根据具体网络情形的不同来具体设置运营商标识和业务标识。例如，在一个运营商提供多种业务的情况下，可以用例如Voice、Video、Internet等作为不同业务的标识；在具有多个运营商的情况下，可以用例如ISP1、ISP2、ISP3等作为不同运营商的标识；在具有多个运营商且运营商提供多种业务的情况下，可以用运营商标识和业务标识，例如Voice.ISP1、Video.ISP1、Voice.ISP2、Video.ISP3、Internet.ISP3，来区分不同运营商提供的不同业务。

假设一个客户端设备是ISP1的用户且可以使用语音和视频业务，它保存有该客户端设备可以使用的运营商标识和业务标识的集合Voice.ISP1和Video.ISP1。需要说明的是，本发明也适用于客户端同时为运营商ISP1和ISP2的用户的情况，但为方便起见，以下只以客户端为运营商ISPI的用户为例进行描述。

在实际网络中，可以通过对IETF RFC2461现有的路由器广告消息进行扩展来实现步骤11所述的广告前缀的相关信息的功能。现有的路由器广告消息可携带前缀信息选项，作为示例，本发明在现有的路由器广告消息中进一步增加如表3所示格式的业务选项。

表3

其中，

类型(Type)：一个8比特的标识符，用于标识所述业务选项的类型；

长度(Length)：一个8比特的整数，用于指示所述业务选项的长度；

序号(SN)：一个16比特的整数，用于指示前缀在前缀信息选项列表中的序号；

优先权(Priority)：一个16比特的整数，用于指示序号为SN的前缀的优先级；

保留(Reserved)：一个16比特的保留字段；

运营商标识/业务标识(Service-Name)：一个字符串，用于指示与序号为SN的前缀对应的运营商标识和/或业务标识。

ISP1的边缘设备发送的路由器广告消息RA1包含两个业务选项，其中分别在运营商标识/业务标识字段携带了Voice.ISP1和Video.ISP1、在序号字段携带了Voice.ISP1和Video.ISP1与前缀Prefix-A和Prefix-B的对应关系。ISP2的边缘设备发送的路由器广告消息RA2包含一个业务选项，其中在运营商标识/业务标识字段携带了Voice.ISP2、在序号字段携带了Voice.ISP2与前缀Prefix-C的对应关系。

客户端设备收到RA1和RA2。在需要获取前缀时，客户端设备根据该客户端设备可以使用的运营商标识和业务标识Voice.ISP1和Video.ISP1，从RA1和RA2的业务选项中运营商标识/业务标识字段所携带的Voice.ISP1、Video.ISP1和Voice.ISP2中选择出Voice.ISP1和Video.ISP1。根据RA1的业务选项的序号字段分别得到Voice.ISP1和Video.ISP1对应的前缀的序号，进而从RA1的前缀信息选项中得到具体的前缀Prefix-A和Prefix-B，用于生成完整的IP地址以接入ISP1的语音和视频业务。

如果为客户端设备设置了Voice.ISP1的优先权高于Video.ISP1的优先权，或者此时用户想要优选使用语音业务，则客户端设备进一步从前缀Prefix-A和Prefix-B中选择Prefix-A作为优选的前缀。类似地，也可以设置与运营商相关的优先权来进行优化的前缀的选择。与运营商和/或业务相关的优选权的设置使得客户端设备能够根据用户的设置准确快捷地接入用户所希望的运营商网络和/或业务。

此外，运营商有可能为一个业务配置一个以上的网段，体现为一个业务标识对应一个以上的前缀，例如，ISP1还为Voice.ISP1配置了Prefix-D。这种情况下，ISP1可以进一步配置前缀的优先权，并通过RA1的业务选项的优先权字段指示前缀的优先权。客户端设备按照优先权字段所指示的优先权，从由Voice.ISP1同时得到的Prefix-A和Prefix-D中选择优先权高的一个用于生成完整的IP地址。这种机制便于运营商在业务量变化时灵活地配置网络地址资源，并对各种业务进行有效控制。

本发明所述的运营商边缘设备可以由例如宽带接入服务器(Broadband Remote AccessServer，简称BRAS)、路由器、无线局域网网关、GPRS网关支持节点(Gate GPRS SupportingNode，简称GGSN)等设置在运营商网络边缘的层3设备来具体实现。图3给出了实现本发明第一实施例的运营商边缘设备示意图。

所述运营商边缘设备包括运营商存储单元、第一广告构建单元和第一广告发送单元。其中，所述运营商存储单元用于保存预先配置好的信息，如该运营商边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识、该运营商边缘设备支持的前缀以及所述运营商标识和/或业务标识与所述前缀之间的对应关系；所述第一广告构建单元用于利用运营商存储单元所保存的信息，如该运营商边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识、该运营商边缘设备支持的前缀以及所述运营商标识和/或业务标识与所述前缀之间的对应关系，构建要在网络上广告的前缀的相关信息；所述第一广告发送单元用于将包含了第一广告构建单元构建的前缀信息的广告消息发送出去。

此外，如果进一步配置了运营商边缘设备支持的前缀的优先权，则相应地，所述运营商存储单元还用于保存运营商边缘设备支持的前缀的优先权信息。在这种情况下，所述第一广告构建单元还用于从所述运营商存储单元获得所述前缀的优先权信息，用于构建要在网络上广告的前缀的相关信息。

为实现本发明第一实施例的方法，还需要相应的客户端设备与图3所示运营商边缘设备进行配合。本发明所述的客户端设备可以是基于IP的用户终端，如主机、VoIP(Voice over IP)电话、机顶盒(STB)，也可以是客户侧接入网络中的层3设备，如路由器，用户网关。图4给出了实现本发明第一实施例的客户端设备示意图。

所述客户端设备包括客户端存储单元、第一广告接收单元和第一前缀选择单元。其中，所述客户端存储单元用于保存预先获知的、该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识；所述第一广告接收单元用于接收来自运营商边缘设备的、包含前缀的相关信息的广告消息；所述第一前缀选择单元用于从来自第一广告接收单元的广告消息中获取其中携带的运营商标识和/或业务标识，从中确定该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识，进而从接收到的前缀的相关信息中选择对应的前缀，用于生成完整的IP地址。

如果进一步为客户端设备设置该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的优先权，则所述客户端存储单元还用于保存该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的优先权。在这种情况下，所述客户端设备还包括第一标识优先权选择单元，用于在第一前缀选择单元的选择结果基础上基于客户端存储单元保存的该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的优先权进一步选择前缀。

如果客户端设备在选择前缀时还需要考虑前缀的优先权，则所述客户端设备进一步包括第一前缀优先权选择单元，用于从来自第一广告接收单元的广告消息中获取其中携带的前缀的优先权，并在第一前缀选择单元的选择结果基础上基于所述前缀的优先权进一步选择前缀，或者在需要先考虑运营商标识和/或业务标识的优先权、再考虑前缀的优先权时，在第一标识优先权选择单元的选择结果基础上基于所述前缀的优先权进一步选择前缀。

图5所示的本发明第二实施例体现了客户端设备主动从运营商网络获取前缀的情形。在网络中，此情形可以与第一实施例的情形共存。

第二实施例与前述第一实施例一样需要预先进行相关设置，具体与第一实施例中步骤11之前的描述相同，此处不再赘述。

步骤21:客户端设备发出请求，所述请求携带有该客户端设备可以使用或希望使用的运营商标识和/或业务标识，以从运营商边缘设备获得对应的前缀信息。

步骤22:运营商边缘设备接收所述请求，并从所述请求中携带的运营商标识和/或业务标识中选择至少一个该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识。然后，根据该运营商边缘设备所保存的运营商标识和/或业务标识与前缀之间的对应关系，得到与所选择的至少一个该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识对应的前缀。利用所述至少一个该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识及其对应的前缀、以及所述至少一个该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识与其对应的前缀之间的对应关系，构建返回给所述客户端设备的前缀信息。

步骤23:运营商边缘设备向所述客户端设备返回广告，其中包含步骤22构建的前缀信息。

步骤24：客户端设备接收返回的广告，并从其中包含的所述前缀信息中选择对应的前缀，用于生成完整的地址以接入相应的运营商网络和/或业务。

本实施例的一个优选方案是，可以进一步设置该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的优先权，并保存在客户端设备中。这种情况下，在步骤24之后进一步包括：

步骤25：客户端设备基于该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的优先权从步骤24选择的前缀中进一步选择前缀。

本实施例的另一个优选方案是，可以进一步配置运营商边缘设备支持的前缀的优先权，并保存在运营商边缘设备中。在这种情况下，步骤22中运营商边缘设备用来构建返回给所述客户端设备的前缀信息还包括前缀的优先权信息。步骤23中运营商边缘设备向所述客户端设备返回的前缀信息中进一步包括前缀的优先权信息。客户端设备则在步骤24之后进一步包括：

步骤26：客户端设备基于所述返回的广告所携带的前缀的优先权信息从步骤24所选择的前缀中进一步选择前缀。

这两个优选方案也可以结合起来使用，即客户端设备先考虑运营商标识和/或业务标识的优先权，再考虑前缀的优先权。也就是在客户端设备执行步骤25之后，进一步从步骤25所选择的前缀中进一步选择前缀。

下面以一个具体示例来说明上述过程。本例采用与第一实施例的具体示例相同的预先设置。只是此时客户端设备主动向ISP1的边缘设备请求前缀信息。

类似地，所述客户端设备发出的请求可以通过对IETF RFC2461现有的路由器请求消息(Router Solicitation Message，简称RS)进行扩展来实现。作为示例，本发明在现有的路由器请求消息中增加如表4所示格式的业务选项：

表4

其中，

类型(Type)：一个8比特的标识符，用于标识所述业务选项的类型；

长度(Length)：一个8比特的整数，用于指示所述业务选项的长度；

序号(SN)：一个16比特的整数，用于指示该业务选项在请求消息中的序号；

优先权(Priority)：一个16比特的整数，用于指示本业务选项中的运营商标识和/或业务标识的优先级；

保留(Reserved)：一个16比特的保留字段；

运营商标识/业务标识(Service-Name)：一个字符串，用于指示客户端设备可以使用或希望使用的运营商标识和/或业务标识。

客户端设备发出请求RS，在其中的业务选项的运营商标识/业务标识字段携带有该客户端设备可以使用的运营商标识和业务标识如Voice.ISP1和Video.ISP1，以从ISP1的边缘设备获得对应的前缀信息。如果客户端只想使用语音业务，RS也可以只携带运营商标识/业务标识为Voice.ISP1的业务选项。以下只以前一种情况为例进行说明。

ISP1的边缘设备接收RS，并从RS携带的Voice.ISP1和Video.ISP1中选择ISP1边缘设备支持的运营商标识和业务标识，即Voice.ISP1和Video.ISP1。然后，根据ISP1边缘设备所保存的运营商标识和业务标识与前缀之间的对应关系，得到分别与Voice.ISP1和Video.ISP1对应的前缀Prefix-A和Prefix-B。

同样，运营商边缘设备可以采用对IETF RFC2461扩展后的路由器广告消息RA向客户端返回前缀信息，其格式与第一实施例的具体示例相同。ISP1的边缘设备将得到的运营商标识和业务标识Voice.ISP1和Video.ISP1及前缀Prefix-A和Prefix-B分别携带于RA的业务选项和前缀信息选项中，并利用业务选项的序号字段分别指示Voice.ISP1与Prefix-A的对应关系以及Video.ISP1与Prefix-B的对应关系，由此构建得到返回给所述客户端设备的路由器广告消息RA。

ISP1的边缘设备向所述客户端设备返回步骤22构建的路由器广告消息RA，其中包含了分别对应于Voice.ISP1和Video.ISP1的两个业务选项以及携带有Prefix-A和Prefix-B的前缀信息选项。

客户端设备接收ISP1返回的路由器广告消息RA，并根据其中业务选项指示的对应关系从前缀信息选项中得到对应的前缀Prefix-A和Prefix-B，用于生成完整的IP地址以接入ISP1的语音和视频业务。

第二实施例的两个优选方案与第一实施例中所述的两个优选方案原理相同，此处不再详述。

图6给出了实现本发明第二实施例的运营商边缘设备示意图。

所述运营商边缘设备包括运营商存储单元、请求接收单元、请求处理单元、第二广告构建单元和第二广告发送单元。其中，所述运营商存储单元用于保存预先配置好的该运营商边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识、该运营商边缘设备支持的前缀以及所述运营商标识和/或业务标识与所述前缀之间的对应关系；所述请求接收单元用于接收来自客户端设备的、请求前缀信息的请求消息；所述请求处理单元，用于从来自接收单元的请求消息中获取其中携带的运营商标识和/或业务标识，根据运营商存储单元所保存的该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识从中得到至少一个该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识，并从运营商存储单元得到所述至少一个该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识对应的信息，包括其对应的前缀以及所述至少一个该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识与所述前缀的对应关系；所述第二广告构建单元，用于利用请求处理单元所得到的信息，如所述至少一个该运营商边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识及其前缀、以及所述运营商标识和/或业务标识与所述前缀之间的对应关系，构建用于广告前缀信息的广告消息；所述第二广告发送单元用于将第二广告构建单元构建好的、包含了前缀的相关信息的广告消息返回给所述客户端设备。

此外，如果进一步配置运营商边缘设备支持的前缀的优先权，则相应地，运营商边缘设备的所述运营商存储单元进一步用于保存运营商边缘设备支持的前缀的优先权信息。在这种情况下，所述请求处理单元从所述运营商存储单元获得的、所述至少一个该边缘设备支持的运营商标识和/或业务标识对应的信息还包括其对应的前缀的优先权信息，用于构建要在网络上广告的前缀信息。

实现本发明第二实施例的相应的客户端设备如图7所示。所述客户端设备包括客户端存储单元、请求构建单元、请求发送单元、第二广告接收单元和第二前缀选择单元。其中，所述客户端存储单元用于保存预先获知的、该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识；所述请求构建单元用于利用客户端存储单元所保存的信息，如该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识中的一个或几个，构建用于请求前缀信息的请求消息；所述请求发送单元用于将请求构建单元构建好的所述请求消息发送出去；所述第二广告接收单元用于接收运营商边缘设备返回的、包含前缀信息的广告消息；所述第二前缀选择单元用于从来自第二广告接收单元的广告消息中获取其中携带的运营商标识和/或业务标识，进而从接收到的前缀信息中选择对应的前缀，用于生成完整的IP地址。

如果进一步为客户端设备设置该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的优先权，则所述客户端存储单元进一步用于保存该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的优先权。在这种情况下，所述客户端设备进一步包括第二标识优先权选择单元，用于在第二前缀选择单元的选择结果基础上基于客户端存储单元保存的该客户端设备可以使用的运营商标识和/或业务标识的优先权进一步选择前缀。

如果客户端设备在选择前缀时需要考虑前缀的优先权，则所述客户端设备进一步包括第二前缀优先权选择单元，用于从来自接收单元的广告信息中获取其中携带的前缀的优先权，并在第二前缀选择单元的选择结果基础上基于所述前缀的优先权进一步选择前缀，或者在需要先考虑运营商标识和/或业务标识的优先权、再考虑前缀的优先权时，在第二标识优先权选择单元的选择结果基础上基于所述前缀的优先权进一步选择前缀。

为了更好地理解本发明，下面再以一个第三实施例说明在具有多个运营商以及多种业务的网络中动态地选择前缀以接入业务的过程。图8示出了本发明的第三实施例的网络环境。客户端设备VoIP电话、机顶盒、主机经由用户驻地设备以及接入复用设备连接到ISP1和ISP2的层3边缘设备上。ISP1的层3边缘设备与提供语音业务的网络和互联网业务的网络相连，ISP2的层3边缘设备与提供视频业务的网络和互联网业务的网络相连。

在图8所示的本发明第三实施例中，运营商ISP1提供语音业务和互联网业务，而运营商ISP2提供视频业务和互联网业务。ISP1和ISP2各自的宽带远程接入服务器BRAS1和BRAS2保存了各自支持的运营商标识和业务标识、前缀以及其对应关系，分别如表5和表6所示。

表5

 

运营商标识/业务标识(Service-Name)     前缀    (Prefix)Voice.ISP1Prefix-AInternet.ISP1Prefix-B

表6

 

运营商标识/业务标识(Service-Name)     前缀    (Prefix)Video.ISP2Prefix-CInternet.ISP2Prefix-D

在该实施例中，仍以前面所述的基于IETF RFC2461路由器请求消息(RS)和路由器广告消息(RA)扩展的业务选项为例进行描述。

VoIP电话在无层2接入控制的情况下接入运营商ISP1的语音业务，业务选择通过静态配置来完成；机顶盒在无层2接入控制的情况下接入运营商ISP2的视频业务，业务选择也通过静态配置来完成；主机接入运营商ISP2的互联网业务和视频业务，并采用IEEE802.1X进行层2接入控制和动态业务选择。

根据本发明，该实施例的具体工作过程如下所述。

对于VoIP电话：

当VoIP电话发送路由器请求消息RS1时，在该消息中插入一个业务选项，该业务选项中的运营商标识/业务标识为Voice.ISP1。当ISP1的BRAS1接收到RS1时，便向VoIP电话发送一个具有一个前缀选项和一个业务选项的路由器广告消息RA1，其中，前缀选项中的前缀为Prefix-A，而业务选项中的运营商标识/业务标识为Voice.ISP1。当ISP2的BRAS2接收到RS1时，将丢弃RS1，因为它不支持该业务。

当VoIP电话接收到一个路由器广告消息时，它只使用对应于运营商标识/业务标识为Voice.ISP1的前缀作为On-Link前缀并用于地址配置。如果在路由器广告消息中不存在对应于运营商标识/业务标识为Voice.ISP1的前缀，那么VoIP电话将丢弃该路由器广告消息。

对于机顶盒：

当机顶盒发送路由器请求消息RS2时，在该消息中插入一个业务选项，该业务选项中的运营商标识/业务标识为Video.ISP2。当ISP1的BRAS1接收到RS2时，将默认地丢弃RS2，因为它不支持该业务。当ISP2的BRAS2接收到RS2时，便向机顶盒发送一个具有一个前缀选项和一个业务选项的路由器广告消息RA2，其中，前缀选项中的前缀为Prefix-C，而业务选项中的运营商标识/业务标识为Voice.ISP2。

当机顶盒接收到一个路由器广告消息时，它只使用对应于运营商标识/业务标识为Voice.ISP2的前缀作为On-Link前缀并用于地址配置。如果在路由器广告消息中不存在对应于运营商标识/业务标识为Voice.ISP2的前缀，那么机顶盒将丢弃该路由器广告消息。

对于主机：

在主机成功地通过IEEE802.1X接入鉴权之前，它丢弃所有的路由器广告消息。

当主机启动IEEE802.1X接入鉴权时，通过键盘从对话框输入Video.ISP2和Internet.ISP2以作为扩展鉴权协议(EAP)消息的识别(IDENTITY)的一部分。这被用于接入鉴权和动态业务选择。主机在其业务列表中以相同的优先级存储这两个业务的名称。

在成功通过IEEE802.1X接入鉴权之后，主机启动自动地址配置。

当主机发送路由器请求消息RS3时，在该消息中插入两个业务选项，运营商标识/业务标识分别为Video.ISP2和Internet.ISP2。当ISP1的BRAS1接收到RS3时，将丢弃RS3，因为它不支持该业务。当ISP2的BRAS2接收到RS3时，便向主机发送一个具有两个前缀选项和两个业务选项的路由器广告消息RA3，其中，前缀选项中的前缀分别为Prefix-C和Prefix-D，而两个业务选项中的运营商标识/业务标识分别为Video.ISP2和Internet.ISP2。

当主机接收到一个路由器广告消息时，它使用对应于运营商标识/业务标识分别为Video.ISP2和Internet.ISP2的前缀作为On-Link前缀并用于地址配置，由此生成的两个地址并分别用于ISP2提供的Video和Internet业务。如果在路由器广告消息中不存在对应于运营商标识/业务标识为Video.ISP2或Internet.ISP2的前缀，那么主机将丢弃该路由器广告消息。

对于ISP1的BRAS1：

在客户端主动发出路由器请求消息的情况下，BRAS1如前所述处理路由器请求消息。另外，BRAS1也可周期性地发送路由器广告消息。此时，BRAS1广告其前缀Prefix-A和Prefix-B，并在与前缀Prefix-A和Prefix-B相关的路由器广告消息中分别插入运营商标识/业务标识分别为Voice.ISP1和Internet.ISP1的两个业务选项。

对于ISP2的BRAS2：

在客户端主动发出路由器请求消息的情况下，BRAS2如前所述处理路由器请求消息。另外，BRAS2也可周期性地发送路由器广告消息。此时，BRAS2广告其前缀Prefix-C和Prefix-D，并在与前缀Prefix-C和Prefix-D相关的路由器广告消息中分别插入运营商标识/业务标识分别为Video.ISP2和Internet.ISP2的两个业务选项。

通过本发明的方法和设备，运营商边缘设备和客户端设备能够动态地交换与运营商和/或业务相关的信息以及IP地址前缀与相关运营商和/或业务的对应关系。基于这些信息进行地址前缀的选择，可避免客户端设备因前缀选择不当而造成的通信失败，同时也便于运营商灵活地配置网络地址资源以及对各种业务进行有效控制。