一种解决柔性IP网络技术体系网段冲突的方法.pdf

本发明涉及一种解决柔性IP网络技术体系网段冲突的方法。其包括以下步骤：1)移动节点通过对在扩展网络域所获得的IP地址和子网掩码信息的分析，得到扩展网络域所在的网段；2)移动节点通过对自己基本网络域地址和子网掩码信息的分析，得到基本网络域所在的网段，比较两个网段是否冲突；3)如果网段存在冲突，调整路由表；如果不存在冲突，保持移动节点原来的路由信息；4)移动节点判断是否调整过路由表；5)如果调整过路由表，对路由表进行恢复；如果未调整，保持移动节点原来的路由信息。本发明可保证移动节点的基本网络域和扩展网络域存在网段冲突时，使移动节点仍然能够正常访问基本网络域的主机或其他移动节点。

1、  一种解决柔性IP网络技术体系网段冲突的方法，其特征在于：该方法包括移动节点对路由表的调整步骤和移动节点对路由表的恢复步骤，所述移动节点对路由表的调整步骤如下：
1)移动节点通过对在扩展网络域所获得的IP地址和子网掩码信息的分析，得到扩展网络域所在的网段；
2)移动节点通过对自己基本网络域地址和子网掩码信息的分析，得到基本网络域所在的网段，比较两个网段是否冲突；
3)如果网段存在冲突，调整路由表；如果不存在冲突，保持移动节点原来的路由信息；
移动节点对路由表的恢复步骤如下：
4)移动节点判断是否调整过路由表；
5)如果调整过路由表，对路由表进行恢复；如果未调整，保持移动节点原来的路由信息。

2、  根据权利要求1所述的解决柔性IP网络技术体系网段冲突的方法，其特征在于：所述步骤3)中是按以下步骤调整路由表：
1)删除路由表中扩展网络域所在网段对应的子网路由；
2)添加新的基本网络域所在网段对应的子网路由，这条新加路由的下一跳和端口均为移动节点的基本网络域地址。

3、  根据权利要求2所述的解决柔性IP网络技术体系网段冲突的方法，其特征在于：所述步骤5)中是按以下步骤恢复路由表：
1)删除调整路由表时添加的基本网络域所在网段对应的子网路由；
2)恢复扩展网络域所在网段对应的子网路由，这条路由的下一跳和端口恢复为移动节点所获得的IP地址。

4、  根据权利要求1所述的解决柔性IP网络技术体系网段冲突的方法，其特征在于：所述步骤3)中是按以下步骤调整路由表：
1)修改路由表中扩展网络域所在网段对应的子网路由的度量值(metric)为合法的值A；
2)添加新的基本网络域所在网段对应的子网路由，这条新加路由的下一跳和端口均为移动节点的基本网络域地址，度量值为合法的值B，使新添加的路由的优先级高于扩展网络域所在子网对应的路由。

5、  根据权利要求4所述的解决柔性IP网络技术体系网段冲突的方法，其特征在于：所述步骤5)中是按以下步骤恢复路由表：
1)删除基本网络域所在网段对应的度量值为B的子网路由；
2)恢复扩展网络域所在网段对应的度量值为A的子网路由的度量值为修改以前的值。

6、  根据权利要求1所述的解决柔性IP网络技术体系网段冲突的方法，其特征在于：所述步骤3)中是按以下步骤调整路由表：
直接修改路由表中扩展网络域所在网段对应的子网路由为基本网络域所在网段对应的子网路由，其中下一跳和端口修改为移动节点的基本网络域地址。

7、  根据权利要求6所述的解决柔性IP网络技术体系网段冲突的方法，其特征在于：所述步骤5)中是按以下步骤恢复路由表：
直接修改路由表中扩展网络域所在网段对应的子网路由为基本网络域所在网段对应的子网路由，其中下一跳和端口恢复为移动节点所获得的IP地址。

一种解决柔性IP网络技术体系网段冲突的方法
一、技术领域
本发明涉及一种IP网络技术，尤其是一种解决柔性IP网络技术体系网段冲突的方法。柔性IP网络技术体系是指由基本域管理实体，扩展域管理实体，接入管理实体，移动节点构成，使局域网中的移动节点能够在全球互联网范围内随意漫游，并且确保移动节点随时能够与其局域网实现交互访问。
二、背景技术
移动IP技术是IETF(Internet Engineering Task Force)为了使传统的TCP/IP网络支持移动性而提出的一种IP层解决方案，它可以使连接到任何网络上的移动节点使用原有IP地址身份持续接收发给它IP数据包。
传统的移动IP系统中，由于用户采用私有IP地址独立规划自己的网络，而可用的私有IP地址范围在RFC1597中有明确规定(10.0.0.0-10.255.255.255.、172.16.0.0-172.31.255.255和192.168.0.0-192.168.255.255三个地址块)，所以在众多的私有网络中采用相同的IP地址规划是十分普遍的。因此，移动节点漫游到外地网络时，由于网段冲突而造成移动节点无法与家乡网络中的其他主机或其他移动节点进行正常通信，是传统移动IP需要解决的一个重要问题，同时，该问题还严重影响了移动IP系统的大规模商业应用和推广。由于移动节点可能的移动区域遍布世界各地，所以家乡网络和外地网络发生网段冲突的可能性非常大，所以如何解决网段冲突问题，对移动IP系统的大规模使用推广有着十分重要的意义。
从技术上讲，移动节点本身并不能确定自己所处的位置，而传统移动IP技术并没有改变原有的TCP/IP协议，因此当移动节点漫游到与其具有相同网段的IP地址时就会出现以下问题：
1、如果移动节点本身配置的IP地址在此网段存在，则必然会出现系统提示IP地址冲突，由此导致移动节点无法正常工作；
2、如果移动节点所请求的家网主机的IP地址在外地网络存在，则数据包将无法到达移动节点所希望请求的家网主机，而会被转发到该网络具有相同IP地址的主机，造成移动IP系统提供的服务中断。
3、移动节点请求的家网主机在外地网络并不存在时，当前的路由机制会使移动节点首先在外地网络查找所请求的家网主机，此时不会产生应答，因而移动节点也无法与期望的家网主机建立正常通信。
目前，还没有解决此类问题的方法。
三、发明内容
本发明为解决背景技术中存在的上述技术问题，而提供一种可保证移动节点的基本网络域和扩展网络域存在网段冲突时，使移动节点仍然能够正常访问基本网络域的主机或其他移动节点的方法。
本发明的技术解决方案是：一种解决柔性IP网络技术体系网段冲突的方法，其特殊之处在于：该方法包括移动节点对路由表的调整步骤和移动节点对路由表的恢复步骤，所述移动节点对路由表的调整步骤如下：
1)移动节点通过对在扩展网络域所获得的IP地址和子网掩码信息的分析，得到扩展网络域所在的网段；
2)移动节点通过对自己基本网络域地址和子网掩码信息的分析，得到基本网络域所在的网段，比较两个网段是否冲突；
3)如果网段存在冲突，调整路由表；如果不存在冲突，保持移动节点原来的路由信息；
移动节点对路由表的恢复步骤如下：
4)移动节点判断是否调整过路由表；
5)如果调整过路由表，对路由表进行恢复；如果未调整，保持移动节点原来的路由信息。
上述步骤3)中是按以下步骤调整路由表：
1)删除路由表中扩展网络域所在网段对应的子网路由；
2)添加新的基本网络域所在网段对应的子网路由，这条新加路由的下一跳和端口均为移动节点的基本网络域地址。
上述步骤5)中是按以下步骤恢复路由表：
1)删除调整路由表时添加的基本网络域所在网段对应的子网路由；
2)恢复扩展网络域所在网段对应的子网路由，这条路由的下一跳和端口恢复为移动节点所获得的IP地址。
上述步骤3)中是按以下步骤调整路由表：
1)修改路由表中扩展网络域所在网段对应的子网路由的度量值为合法的值A；
2)添加新的基本网络域所在网段对应的子网路由，这条新加路由的下一跳和端口均为移动节点的基本网络域地址，度量值为合法的值B，使新添加的路由的优先级高于扩展网络域所在子网对应的路由。
上述步骤5)中是按以下步骤恢复路由表：
1)删除基本网络域所在网段对应的度量值为B的子网路由；
2)恢复扩展网络域所在网段对应的度量值为A的子网路由的度量值为修改以前的值。
上述步骤3)中是按以下步骤调整路由表：
直接修改路由表中扩展网络域所在网段对应的子网路由为基本网络域所在网段对应地子网路由，其中下一跳和端口修改为移动节点的基本网络域地址。
上述步骤5)中是按以下步骤恢复路由表：
直接修改路由表中扩展网络域所在网段对应的子网路由为基本网络域所在网段对应的子网路由，其中下一跳和端口恢复为移动节点所获得的IP地址。
本发明的方法是通过动态调整操作系统的路由表实现的。当移动节点漫游到扩展网络域后，如果存在网段冲突时，通过移动节点动态调整路由表中冲突的网段所对应的路由，使访问基本网络域主机的数据被路由到隧道入口，进行正常的隧道封装，封装后的数据包被发送到基本网络域目的主机。本发明运用动态调整路由表的技术，对网段冲突问题给予了很好的解决，而且这种解决方案对用户来讲是透明的，用户在享受柔性IP网络技术体系所带来的便利性的时候，根本意识不到移动节点对对路由表的动态调整和恢复。本发明不但可以运用于Windows操作系统，同样可以应用于Linux系统。
四、具体实施方式
本发明的核心是动态对路由表进行调整。移动节点判断存在网段冲突后，需要调整路由表使得访问基本网络域的数据进入到隧道模块进行隧道封装；移动节点结束漫游功能时，需要恢复其路由表，以使本地通信恢复正常。
本发明的方法如下：
A、网段冲突时移动节点对路由表进行调整
1)移动节点通过对在扩展网络域所获得的IP地址和子网掩码信息的分析，得到扩展网络域所在的网段；
2)移动节点通过对自己基本网络域地址和子网掩码信息的分析，得到基本网络域所在的网段，比较两个网段是否冲突；
3)如果不存在冲突，保持移动节点原来的路由信息；如果存在冲突，按以下几种方法之一调整路由表；
方法1：
1)删除路由表中扩展网络域所在网段对应的子网路由；
2)添加新的基本网络域所在网段对应的子网路由，这条新加路由的下一跳(Gateway)和端口(interface)均为移动节点的基本网络域地址。
方法2：
1)修改路由表中扩展网络域所在网段对应的子网路由的度量值(metric)为合法的值A；
2)添加新的基本网络域所在网段对应的子网路由，这条新加路由的下一跳(Gateway)和端口(interface)均为移动节点的基本网络域地址，度量值为合法的值B，使新添加的路由的优先级高于扩展网络域所在子网对应的路由。
方法3：
直接修改路由表中扩展网络域所在网段对应的子网路由为基本网络域所在网段对应的子网路由，其中下一跳(Gateway)和端口(interface)修改为移动节点的基本网络域地址。
移动节点对路由表进行动态调整后，当移动节点访问基本网络域的主机时，移动节点发送的数据包按照正常的TCP/IP路由机制被路由到隧道入口，经过隧道封装后正常的被发送到基本域管理实体；同时，从基本域管理实体转发来的经过封装的数据也会被送往隧道进行正常的解封，从而实现柔性IP网络技术体系的正常功能。
B、移动节点对路由表进行恢复
4)移动节点判断是否调整过路由表；
5)如果未调整，保持移动节点原来的路由信息。如果调整过路由表，根据上述的调整路由表的方法对应按以下几种方法之一对路由表进行恢复。
方法1：
1)删除调整路由表时添加的基本网络域所在网段对应的子网路由；
2)恢复扩展网络域所在网段对应的子网路由，这条路由的下一跳(Gateway)和端口(interface)恢复为移动节点所获得的IP地址。
方法2：
1)删除基本网络域所在网段对应的度量值(metric)为B的子网路由。
2)恢复扩展网络域所在网段对应的度量值(metric)为A的子网路由的度量值为修改以前的值。
方法3：
直接修改路由表中扩展网络域所在网段对应的子网路由为基本网络域所在网段对应的子网路由，其中下一跳(Gateway)和端口(interface)恢复为移动节点所获得的IP地址。
名词解释：
1、基本域管理实体：有一个端口与移动节点所在的基本网络域相连的网络设备，为发生漫游的移动节点提供权限认证以及身份代理。
2、扩展域管理实体：在移动节点的扩展网络域上的网络设备，为移动节点转发身份认证消息以及数据包。
3、接入管理实体：具有可在因特网路由的IP地址的网络设备，它位于基本域管理实体与扩展域管理实体之间，对移动节点身份进行认证以及转发移动节点数据包的中继设备。
4、基本网络域：移动节点漫游前所在的网络。
5、扩展网络域：移动节点漫游后所到达的网络。
6、移动节点：可以将接入因特网的位置从一条链路切换到另一条链路上，而仍然保持所有正在进行的通信，并且只使用原有固定IP地址的设备。
7、通信对端：移动节点移动到扩展网络域以后，与其建立通信的主机或服务器。
8、IP隧道：是指基于IP的一个数据包被封装在另一个IP数据包的净负荷中进行传送时经过的路径。
9、隧道操作：包括隧道的封装与解封，隧道封装指在原来IP数据报的基础上再增加一层新的报头的过程；隧道解封指剔除隧道封装时所增加的报头的过程。
10、网段冲突：如果子网1和子网2相同或存在重叠关系，我们称子网1和子网2存在网段冲突。
11、路由表：路由表是操作系统路由选择的依据，路由表由一个或多个路由条目组成，路由条目一般包括：目的地址、掩码、网关地址(下一跳地址)、本地端口和度量值。