[发明专利]基于地理行政区划的网络地址分层结构设计及维护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于地理行政区划的网络地址分层结构设计及维护方法，属于计算机应用技术领域。

背景技术

随着因特网地址体系由起先的IPv4发展到如今正在完善和推广的IPv6，寻址空间由32位扩展至128位，网络设备IP地址分配不足的问题得到了解决。目前国际上正在使用的IPv6网络地址体系方案，具有单播、多播和任播三种地址结构：

单播地址被划分为两部分。第一部分包含地址前缀，第二部分包含接口标识符。单播地址用于单个接口的标识符，发送到此地址的数据包被传递给标识的接口，通过高序位八位字节的值来将单播地址与多播地址区分开来。

多播地址是一组接口的标识符(通常属于不同的节点)，发送到此地址的数据包被传递给该地址标识的所有接口。多路广播地址的高序位八位字节具有十六进制值FF，此八位字节的任何其他值都标识单播地址。

任播地址也是一组接口的标识符(通常属于不同的节点)，但发送到此地址的数据包被传递给该地址标识的唯一一个接口，这是按路由标准标识的最近的接口。任播地址取自单播地址空间，而且在语法上不能与其它地址区别开来，寻址的接口只能依据其配置确定单播和任播地址之间的差别。

随着应用层组播技术的出现和发展，已经可以把捆绑在IP地址下的多播和任播地址结构分离出来，在应用层而不是网络层实现数据包传输的多播和任播。基于此，本发明借鉴电信上按照地理位置分片来设置电话区号的策略，将其应用于IPv6因特网地址体系的设计之中，设计出分层的网络地址结构，并制定与之配套的路由策略。

现有技术存在以下缺点：

①.网络整体近似平面结构，路由节点相互位置关系不明确，导致数据传输以动态路由为主，开销大；

②.根据网络供应商划分网络，分属不同供应商的同地区用户，相互之间通信繁琐；

③.路由表存储的IPv6地址是完整的128位，寻址时存在码段冗余；

④.现有方案的流量结构是汇聚后再分流，导致路由系统拥塞现象比较严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于地理行政区划的网络地址分层结构设计及维护方法，解决在IPv6网络地址条件下有效地划分整个因特网网络地址的问题，并在此基础上设计出相应的网络路由策略。

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明的一种基于地理行政区划的网络地址分层结构设计及维护方法的整体框架设计流程如图1所示，具体实现步骤如下：

步骤一、网络结构框架设计

本发明把规律化管理和分层处理这两大方法结合起来，根据世界各国的地理行政区分层结构来划分和管理网络，每一节点都可根据自身下级行政结构来选择下级层级的划分方式，并根据通信流量选择连接设备。如中国和美国的行政结构不同，其下级层级划分也不相同；同在中国，北京和西藏的通信流量相差很大，其路由设备须根据实际情况进行选择。

由此可以得到一个全新的因特网全球总体结构框架，以中国的行政区划为例具体可描述为网络的最上层为互相连接的国家节点，如中国、美国、日本等；国家节点之下划分为若干个互相连接的下属省节点，每个省节点之下是若干个互相连接的下属市(州)节点，每个市(州)节点之下是若干个互相连接的下属县(镇)节点，每个县(镇)节点之下是若干个互相连接的下属区节点，每个区节点之下是若干个互相连接的下属街区节点，每个街区节点之下是若干个互相连接的下属院落节点，每个院落节点之下是若干个互相连接的下属建筑节点，每个建筑节点之下是若干个互相连接的下属楼层节点，每个楼层节点之下是若干个互相连接的下属房间节点，每个房间节点之下就是在该房间内联网的若干个独立的用户终端节点，如图2所示。

步骤二、网络地址设计

根据步骤一中网络物理结构上的分层，相应地将用户终端的IP网络地址自左向右分成国家码、省码、市码、县码、区码、街区码、院落码、建筑码、楼层码、房间码和用户码共计11段，并采用右末端余位置空的方式将网络地址补齐为IPv6的128位寻址空间。当然，不同的行政区可根据自身下属行政区的实际划分来设置其下层的网络地址码段结构。

图3所示的是图2中用户1终端的IP地址结构，其中带斜线部分的前10个码段(国家码除外)是由用户1终端所属的各级地理行政区路由节点决定和产生，而国家码则由因特网的组织机构设置。用户码是用户1终端接入因特网时由用户层之上的房间层路由器分配。