基于IP双栈的随遇接入方法分析与实现.pdf
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1、技术论坛计算机与网络基于IP双栈的随遇接入方法分析与实现韩凯,卢华斌(中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄0 50 0 8 1)摘要:针对海上平台网络漫游切换过程中的实效性、便捷性高标准要求,分析了基于静态路由和DHCP动态2 种接入方案,对基于IPv6技术实现随遇接入方案的原理进行了简要介绍,搭建了网络测试环境,针对关键技术进行了仿真和分析,提出了基于IPv4/IPv6双栈承载网络数据随遇接入的解决方案。该方案网络架构设计灵活,当海上平台网络中继链路落地点改变时,可自动、快速、准确构建岸船互联网络,具有收敛时间短,不会引起路由表震荡、邻接关系的改变等特点。关键词:海上平台;随遇接入
2、;IPv6路由中图分类号:TP393文献标志码:AAnalysis and Implementation of Random Access Method Based on文章编号:10 0 8-17 39(2 0 2 3)19-38-4IP Dual Stack TechnologyHAN Kai,LU Huabin(The 54th Research Institute of CETC,Shijiazhuang 050081,China)Abstract:In response to the high standard requirements for effectiveness and c
3、onvenience in the roaming and switching process ofoffshore platform networks,the static access solution and the DHCP dynamic solution are carefully analyzed.The principle ofimplementing the random access solution based on IPv6 technology is briefly introduced,and a network testing environment isesta
4、blished with key technologies simulated and analyzed.Then,a random access solution based on IPv4/IPv6 dual stack technology isproposed.The network architecture design of the solution is flexible,and when the location of the relay link in the offshore platformnetwork changes,a shore-ship interconnect
5、ion network can be automatically,quickly,and accurately built.At the same time,it is alsocharacterized by short convergence time,no routing table oscillation and no changes in adjacency relationships.Keywords:offshore platform;random access;IPv6 routing0引言随着海上平台机动部署提出更高要求,对岸船网络随遇接人性、灵活便捷性提出了更高挑战,为满足
6、海上平台网络能够在各岸站网络之间准确、无误、高效地切换,设计合理可行的岸船随遇接人互联方案尤为重要。海上平台接人点的改变必然需要改变网络系统的配置参数,当海上平台频繁移动或者漫游时,网络设备的配置参数调整工作量加剧,带来了网络通信的不确定性,同时增加了系统风险。目前,针对随遇接人方案中IP地址互联分配解决方案大致分为2 种:一种是静态接入解决方案;另外一种是动态接人解决方案。随着岸基节点和海上平台节点增加时,2 种解决方案都存在局限性。收稿日期:2 0 2 3-0 6-10本文针对海上平台机固互联随遇接人的特殊要求,试图基于IPv6链路本地地址特性,通过海上平台对外路由器运行ISIS协议,构建
7、IPv4/IPv6双栈的广域网,对内运行OSPF协议,构建IPv4的局域网;在边界路由器将ISIS路由协议和OSPF路由协议互相引人,在查找IPv4的路由表时可见下一跳为IPv6地址。据此设计出岸船网络随遇接人互联方案,同时提高网络的可靠性、便捷性和实效性也是本文的分析重点。1网络随遇接入方案1.1静态接入方案岸船之间广域网路由器互联地址可以采用静态IP地址分配方案,即为每个岸基节点和海上平台节点的路由器广域网接口预先规划好互联所需要的全部IP地址。对于每个海上38计算机与网络技术论坛IP4OverIPv6平台来说,需要接入到哪个岸基节点,使能相应的互联链路,抑制其他备用互联地址,实现岸船网络
8、一体化互联。静态地址分配方案存在不足之处是当岸基节点M和海上平台节点N数量增多时,需要MN条静态路由,且每次切换时都需要人工干预,加大了操作人员的维护难度。因此针对岸船网络随遇接人技术仍需寻找一种动态的解决方案。1.2动态接入方案动态接人方案采用动态主机配置协议(DynamicHostConfiguration Protocol,DHCP)技术,DHCP是一种网络 IP 地址管理协议,采用客户端/服务器的架构 2 ,用于集中对终端IP地址的动态管理和配置。DHCP协议由客户端(Client)向服务器(Server)发起配置申请,服务器为网络内每台终端设备分配IP地址、掩码、网关、域名服务器地址
9、等配置参数。要求服务器和客户端在同一个网段内,其基本流程如图1所示。DHCP客户端发现阶段:客户端以广播方式发送发现报文提供阶段:服务器回应提供报文选择阶段:客户端广播发送请求报文确认阶段:服务器回应确认报文图1DHCP工作流程发现阶段由客户端以广播的方式发送DHCP发现报文,提供阶段由服务器回应DHCP提供报文,选择阶段由客户端以广播方式发送DCHP请求报文,确认阶段服务器回应DHCP确认报文。DHCP协议的传输层采用UDP协议,客户端发送请求消息到服务器的6 8 端口,服务器回应应答消息到客户端的6 7 端口。DHCP具有精准的分配IP地址、减少IP地址冲突、自动化管理IP地址等特点。在岸
10、船网络互连时,岸基节点和海上平台网络之间的广域网链路接口IP地址可以采用DHCP的方式进行分配,能够实现岸船之间的随遇接人,避免切换岸站时人工配置海上平台广域网出口IP地址。但是也存在不足之处:一是如果海上平台DHCP客户端通过微波机、卫通调制解调器 3 等设备连接到岸端DHCP服务器,只要链路设备不关机,海上平台路由器申请IP地址成功后直到其IP地址到期前不重复发送IP地址申请请求,导致当岸船连接关系改变后,海上平台路由器不能及时发现,需要人工干预将岸船链路设备关机4;二是由于DHCP技术体制的限制,海上平台网络经过海上平台网络再跟岸端网络互通时,中间的海上平台路由器既是客户端又是服务端,随
11、遇接人不够灵活。因此本文分析的随遇接人采用DHCP技术也具有局限性。2基于IP双栈随遇接入方案2.1IPv6的接入方案海上平台网络的路由器PE作为网络的出口,PE内侧构建IPv4网络利用OSPF打通;PE外侧的出口配置IPv6链路本地地址,该接口下与每个岸基PE节点建立基于IPv6的网络。IPv6链路本地地址用于邻居发现协议和无状态自动配置进程中链路本地上节点之间的通信。链路本地地址只在本地链路有效。使用链路本地地址作为源或目的地址的数据包不会被转发到其他链路上。DHCP服务器岸端和海上平台内部的网络全部采用OSPF路由协议,岸船广域网采用ISIS路由协议。在边界路由器上将ISIS的IPv6路
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