（计算机软件与理论专业论文）基于ttcn3的dhcpv6协议互操作测试的设计与实现.pdf

内蒙古大学硕士学位论文 基于t t c n - 3 的d h c p v 6 协议互操作测试的设计与实现 摘要 基于i p v 6 的动态主机配置协议( d h c p v 6 ) 是t c p i p 网络中为网络节点传递 配置信息的协议。动态主机配置协议可以为网络节点分配i p 地址，并提供其它 配置信息，以实现网络终端设备的即插即用，降低网络管理人员的工作强度和 提高网络资源的利用率。d h c p v 6 协议实现之间能否正确互操作将直接影响i p v 6 网络的性能。目前，关于d h c p v 6 协议互操作测试系统的资料很少。 t t c n 3 是由欧洲电信标准化协会e t s i 提出的新一代测试语言，可被用于 一致性测试、互操作测试等多种测试。t t c n - 3 的通用性很强，可读性好。基于 它实现的测试系统可以独立于测试平台，可移植性和兼容性好。 本文在深入理解d h c p v 6 协议和t t c n 一3 的基础上，对d h c p v 6 协议进行 了互操作测试。主要工作e h _ - - 部分组成：首先对d h c p v 6 协议的客户行为进行 分析，提取行为特征，对客户行为用p e t r i 网建模。得到p e t r i 网模型后，对它使 用可达树分析算法，从可达树中推导出测试序列；接着，将推导出的测试序列 编写成用t t c n 3 描述的测试例并对它进行编辑和编译，映射成高级语言程序； 最后，为使t t c n 3 描述的d h c p v 6 测试例能够运行，编写适合于d h c p v 6 协 议的特定的测试系统适配器s a 中的t r i 函数和编解码器中的编解码函数，运行 测试例，给出测试判定。 关键词：d h c p v 6 ，t t c n 一3 ，p e t r i 网，互操作测试，t r i 基丁t t c n 3 的d h c p v 6 协议互操作测试的设计与实现 d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o nf o rd h c p v 6 i n t e r o p e r a b i l i t yt e s tb a s e do nt t c n 一3 a b s t r a c t d h c p v 6 ( d y n a m i ch o s tc o n f i g u r a t i o np r o t o c 0 1 ) i s u s e dt ot r a n s f e r c o n f i g u r a t i o ni n f o r m a t i o nf o ri n t e r n e tn o d e si nt c p i ed h c pa s s i g n si pa d d r e s s e s f o rn e t w o r kn o d e s ，a n dp r o v i d e so t h e rc o n f i g u r a t i o ni n f o r m a t i o n ，s oa st or e a l i z e p l u s a n d - p l a yi ni n t e r n e te n de q u i p m e n t ，t or e d u c et h ew o r k i n gi n t e n s i t yf o rn e t w o r k a d m i n i s t r a t o r s ，a n dt oi m p r o v et h ee f f i c i e n c yo ft h en e t w o r kr e s o u r c e s t h er e s u l to f i n t e r o p e r a b i l i t y t e s tb e t w e e ni m p l e m e n t a t i o n so fd h c p v 6w i l li n f l u e n c et h e p e r f o r m a n c eo fi p v 6n e t w o r k a tp r e s e n t ，t h e r ei sn om u c hw o r ko ni n t e r o p e r a b i l i t y t e s ts y s t e mc o n c e r n i n gd h c p v 6 t t c n 一3i san e wt e s tl a n g u a g ei n t r o d u c e db ye t s i i tc a nb ea p p l i e dt om a n y k i n d so ft e s tr a n g i n gf r o mc o n f o r m a n c et e s tt oi n t e r o p e r a b i l i t yt e s t t t c n - 3i sw i d e l y a p p l i c a b l ea n dr e a d a b l e t h et e s ts y s t e mb a s e do nt t c n 一3i sp o r t a b l e ，c o m p a t i b l e ， a n di n d e p e n d e n to ft e s tp l a t f o r m t h i st h e s i sc o n d u c t st h ei n t e r o p e r a b i l i t yt e s tb a s e do ng o o du n d e r s t a n d i n go f t t c n 3a n dd h c p v 6p r o t o c 0 1 o u rm a j o rr e s e a r c hi n c l u d e st h r e ep a r t s ：f i r s t ，w e a n a l y z et h eb e h a v i o ro f d h c p v 6c l i e n t s ，p i c ku pt h eb e h a v i o rf e a t u r e s ，a n dm o d e lt h e c l i e n t s b e h a v i o rb ym e a n so fp e t r in e t b yu s i n gt h ea l g o r i t h mt oc o n s t r u c tr e a c h a b l e t r e eo np e t r in e tm o d e l ，w ec a na c h i e v et h et e s ts e q u e n c e ；s e c o n d ，t e s ts e q u e n c ei s t r a n s l a t e di n t ot e s tc a s e so ft t c n 3 ，w h i c hi si nt u r ne d i t e d ，c o m p i l e da n dt h e n m a p p e dt oa d v a n c e dp r o g r a m m i n gl a n g u a g e ；a tl a s t ，i no r d e rt or u nt h et e s tc a s e ，w e i m p l e m e n tt h et r if u n c t i o n s ，e n c o d i n ga n dd e c o d i n gf u n c t i o n si n c l u d e di ns af o r d h c p v 6p r o t o c 0 1 b yr u n n i n gt h et e s ts e q u e n c e ，w ec o m et ot h et e s tv e r d i c t k e y w o r d s ：d h c p v 6 ，t t c n - 3 ，p e t r in e t ，i n t e r o p e r a b i l i t yt e s t ，t r i i i 内蒙古大学硕士学位论文 图表目录 图1 1 客户与服务器间的d h c p 消息的格式6 图1 2 中继代理消息的格式：7 图1 3d h c p 可选项的格式8 图1 4 客户标识符选项格式l o 图1 5 服务器标识符可选项1 0 图1 - 6 非临时地址标识符关联选项格式11 图1 7 临时地址标识符关联选项格式1 2 图1 8 队地址可选项格式。1 3 图1 - 9 选项请求可选项格式一1 4 图1 1 0 优先级可选项格式1 4 图1 1 1 流逝时间可选项格式一1 5 图1 1 2 中继消息可选项格式1 5 图1 13 验证可选项格式16 图1 1 4 服务器单播可选项格式1 6 图1 15 状态码可选项格式17 图1 1 6 快速提交可选项格式1 7 图1 17 用户类可选项。18 图1 1 8u s e r - c l a s s d a t a 域的格式1 8 图1 1 9 厂商类可选项格式1 9 图1 2 0v e n d o r - c l a s s d a t a 域的格式。1 9 图1 2 1 指定厂商信息可选项格式2 0 图1 2 2o p t i o n d a t a 域的格式。2 0 图1 2 3 接口i d 可选项格式2 l 图1 2 4 重配置消息可选项格式2 l 图1 2 5 重配置接受可选项格式2 2 图2 1t t c n 3 测试系统的一般结构2 6 图2 2 典型t t c n 3 测试配置的概念视图2 6 图3 1 客户行为的p e n d 网表示图3 5 v 基- f t t c n 3 的d h c p v 6 协议互操作测试的设计与实现 表3 1 客户行为p e t r i 网的库所和变迁含义表3 5 图3 2p e t r i 网举例3 5 图3 3 图3 2 中p e t r i 网的可达树3 5 图3 4 ( a )图3 1 所示p e t r i 网的可达树3 9 图3 4 ( b )图3 1 所示p e t r i 网的可达树4 0 图4 1t t c n 3 测试系统一般结构。4 4 图4 2 分布的t t c n 3 测试系统的一般结构4 5 图4 3 解码协作图4 5 图4 4 编码协作图4 5 表4 1 接口概述4 8 图4 5d h c p v 6 的适配器结构5 1 图5 1d h c p v 6 互操作测试环境5 4 图5 2e t h e r a l 侦得的数据包5 6 图5 3 测试日志5 6 图5 4t t c n 3 测试系统各部分协作图5 7 v i 原创性声明 本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了 文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研 究成果，也不包含为获得内蒙古大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 日 指导教师签名： 日期： 在学期间研究成果使用说明书 学位论文作者完全了解内蒙古大学有关保留和使用学位论文的规定，即：内蒙古大学研 究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属内蒙古大学。学校有权保留并向国家有关 部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文 的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。作者今 后使用涉及在学期间主要研究内容或研究成果，须征得内蒙古大学就读期间导师的同意；若 用于发表论文，版权单位必须署名为内蒙古大学方可投稿或公开发表。 学位论文作者签名：韵血指导教师签名：_ ! 盟 日期：枷g 石f 8 日期：锄g i 昭 内蒙古大学硕士学位论文 0 1 研究背景 0 引言 2 1 世纪，计算机网络进入到了一个全新的发展阶段，人们面临着越来越多种类复杂的网 络系统，从而造成了网络协议在空间上的分布性、并发性、异步性和不稳定性。为了确保一 组协议实现在实际使用环境当中成功的通信，必须通过有效的协议测试( p r o t o c o l t e s t i n g ) 【1 1 0 而网络产品的互连互通是人们最关心的问题，由于不可能进行穷举测试，一致 性测试虽然增加了不同的网络产品之间互通的可能性，却不能保证它们之间的完全互通，因 此对验证网络产品之间互通性的协议互操作性测试技术进行深入研究具有很重要的现实意 义。 随着互联网的普及，人们对网络地址的数目需求增大，安全性要求增强，此时i p v 6 ( i n t e r n e tp r o t o c o lv e r s i o n6 ，i p v 6 ) 【2 1 相比i p v 4 ( i n t e r n e tp r o t o c o lv e r s i o n4 ，i p v 4 ) 而言，优点十分明显。在部署i p v 6 的过程中，方便的主机地址获得是直接关系到i p v 6 推广使 用的重要因素之一。目前支持i p v 6 的d h c p v 6 商业部署也已经出现，支持d h c p v 6 的有思科公 司，微软公司等。目前已经有7 种不同的d h c p 实现方法【3 1 。显然，这为d h c p v 6 协议互操作 性测试方法的研究提供了实践基础。由此可见，本项工作的研究有着重要的理论和现实意义。 0 1 1d h c p v 6 协议测试研究现状 由北美i p v 6 特别工作组领导、n e wh a m p s h i r e 大学( u n h ) i n t e r o p e r a b i l i t y 实验室负 责实施的m o o n v 6 项目自2 0 0 2 年1 0 月开放了它的互操作试验床，加强推进i p v 6 的互操作测 试工作，包括安全性、动态主机配置协议( d h c p v 6 ) 【4 】与i p s e c 安全协议的互操作性以及移 动i p v 6 、网络管理、v o i p 与应用测试等方面。总体看来，这些测试都很成功，达到了预期设 想。t a h i 项目组实现了d h c p v 6 测试规范的工具，它的测试套将包含相关的i e t fr f c s ( 3 3 1 5 ， 3 6 3 3 5 1 ，3 6 4 6 6 1 和3 7 3 6 t 7 1 ) ，包括完全的和无状态d h c p v 6 。 从目前掌握的资料来看，关于d h c p v 6 协议测试主要集中在一致性测试的研究上，关于 它的互操作测试的研究资料较少。 0 1 2 本文的研究背景 本课题的研究基于以下项目的需要： f 1 ) 2 0 0 6 0 1 2 0 0 8 0 5 “欧盟第六框架f p 6 支持的中欧联合项目g 0 4 i t ”； 基丁t 1 n 3 的d h c p v 6 协议互操作测试的设计与实现 ( 2 ) 2 0 0 7 1 - 2 0 0 9 1 2 内蒙古自治区重点项目“基于i p v 6 的路由协议的互操作性测试方法研究 及实现”。 0 2 本文结构安排 本文由六部分组成，组织如下： 第一章对d h c p v 6 协议进行概述，介绍d h c p v 6 协议的工作原理、常用术语、消息类型、 包格式等等。第二章介绍协议的互操作测试以及本文所采用的测试描述语言t t c n 一3 【8 】o 第三 章给出d h c p v 6 协议的建模方法和互操作测试例的生成及描述。第四章介绍了基于t t c n 一3 的 测试系统的结构设计及部分实现。第五章介绍测试实验及结果。第六章是结论及进一步的工 作。 2 内蒙古大学硕士学位论文 第一章d h c p v 6 协议概述 现今互联网络正在以惊人的速度发展，接入网络的设备数量也成几何级数增长，导致网 络地址匮乏问题的出现。因此，引入i p v 6 替代现有的i p v 4 成为必然。i p v 6 采用1 2 8 位的地 址结构，可以有效地解决目前地址空间不足的问题。与此同时，由于地址空间的增大，对变 动的网络设备进行手动地址配置的工作将变得越来越难以负担。因此，需要找到一种基于i p v 6 的兼顾管理方便性和地址资源利用率的i p 地址动态管理的方案。基于i p v 6 的d h c p ( d y n a m i c h o s tc o n f i g u r a t i o np r o t o c o lv e r s i o n6 ，d h c p v 6 ) 4 j 协议可以有效地实现i p v 6 网络中i p 地址及 网络信息的自动配置。i e t f 组织于2 0 0 3 年7 月公布了d h c p v 6 的官方文档i 强c 3 3 1 5 。它能 否正确有效地工作是衡量i p v 6 网络性能的重要因素之一。 1 1d h c p v 6 协议发展 d h c p v 6 协议的发展最早可以追溯到逆向地址解析协议( r e v e r s ea d d r e s sr e s o l u t i o n p r o t o c o l ，r a r p ) ，r a r p 的正式规范是r f c9 0 3 9 1 ，由i e t f ( i n t e r n e te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ) 于1 9 8 4 年推出。由于r a r p 使用链路层的广播，不能穿越路由器，同时只返回i p 地址。于是 i e t f 组织于1 9 8 5 年推出了r f c9 5 1 10 1 ，定义了b o o t p ( 自举协议：b o o t s t r a pp r o t o c 0 1 ) 。b o o t p 不但可以穿越路由器，而且给出了启动时需要的很多内容，包括计算机的i p 地址、路由器的 i p 地址和s e r v e r 的i p 地址。 b o o t p 的设计是用于相对静态的网络环境，网络环境的变化，将增大网络管理员的工作 强度，因此需要一种动念配置i p 地址的机制。为了动态配置i p 地址，i e t f 于1 9 9 3 年推出 d h c p 的第一个文档r f c1 5 3 1 1 l 】，经过多次修改，最新的d h c p v 4 协议标准是1 9 9 7 发布的r f c 2 1 3 1 1 2 】，d h c p 在向下兼容b o o t p 的同时，解决了b o o t p 的动态配置问题。 i p v 4 协议发展于7 0 年代。在经历了i n t e n r e t 核爆炸般的发展，i p v 4 己经显示出其局限 性。t c p i p 的工程师和设计人员早在8 0 年代初期就意识到了升级的需求，因为当时已经发 现i p 地址空间随着i n t e r n e t 的发展只能支持很短的时间。由于i p v 4 向i p v 6 迁移的必然性， 也引发了i p v 6 下的d h c p 的研究。 1 2 常用术语 d h c p v 6 协议的常用术语定义如下： 基于t t c n 一3 的d h c p v 6 协议互操作测试的设计与实现 ( 1 ) d h c pc l i e n t ( 或c i l e n t ) 网络上一个节点，它初始化一个需要从d h c ps e r v e r ( 一个或多个) 获得配置参数的请求。 后文简称c l i e n t 。 ( 2 ) d h c ps e r v e r ( 或s e r v e r ) 对c l i e n t 的请求作出反应的一个网络节点，此节点可能与c l i e n t 在同一个链路，也可 能不在同一链路。后文简称s e r v e r 。 ( 3 ) d h c pr e l a ya g e n t ( 或r e l a ya g e n t ) c l i e n t 与s e r v e r 之间传递d h c p 消息的一个媒介，和c l i e n t 同属一个链路。后文简称 r e l a y 。 ( 4 ) d u i d ( d h c pu n i q u ei d e n t i f i e r ) 是d h c p 参与实体的唯一标识符，每个c l i e n t 和s e r v e r 只能有一个d u i d 。 ( 5 ) i a ( i d e n t i t ya s s o c i a t i o n ) 用于管理一组分配给c l i e n t 的地址，每个i a 有一个i a i d ( i ai d e n t i f i e r ) 与之相对应。 一个c l i e n t 可以有多个i a ( 如c l i e n t 的每个接口各有一个i a ) 。 ( 6 ) i a i d i a 的标识符，由c l i e n t 选择，属于一个c l i e n t 的每个i a i d 必须唯一。 ( 7 ) t 1 从租用地址或地址前缀在c l i e n t 端生效起，到c l i e n t 向s e r v e r 申请延长租用地址( 或 地址前缀) 生存期时刻止的时间段，以秒为单位。每个i a 都有一个t 1 ，建议值为： o 5 ( i a 中所有地址生存期之最小值) ( 8 ) t 2 从租用地址或地址前缀在c l i e n t 端生效起，到c l i e n t 向任何可用的s e r v e r 申请延长租 用地址( 或地址前缀) 生存期时刻止的时间段，以秒为单位。每个i a 都有一个t 2 ，建议值为： 0 8 ( i a 中所有地址生存期之最小值) ( 9 ) t r a n s a c t i o ni d 通过此i d 号，c l i e n t ( 或s e r v e r ) 可以获取所预期的应答消息，即只有当收到的应答消 息的i d 号与原消息的i d 号相同时，此应答消息才和原消息相匹配。 4 内蒙古大学硕士学位论文 1 3 消息类型 d h c p 定义了1 3 种消息类型。d h c p v 6 消息类型预留了1 6 一b i t ，剩下的可用于将来扩充。 关于这些消息类型的细节见第6 和第7 部分。此处没有列出来的消息类型保留给将来使用。 每个消息的数值编码在圆括号中列出。 ( 1 ) s o l i c i t ( 1 ) 一。 客户发送一个s o l i c i t 消息以定位服务器。 ( 2 ) a d v e r t i s e ( 2 ) 服务器发送一个a d v e r t i s e 消息以指示它可用于d h c p 服务，响应从客户收到的s o l i c i t 消息。 ( 3 ) r e q u e s t ( 3 ) 客户发送一个r e q u e s t 消息向指定服务器请求配置参数，包括i p 地址。 ( 4 ) c o n f i r m ( 4 ) 客户发送一个c o n f i r m 消息给任意可用的服务器以确定被分配给它的地址是否仍适合它 所连接的链路。 ( 5 ) r e n e w ( 5 ) 客户发送一个r e n e w 消息给初始时提供给客户地址和配置参数的服务器以扩展分配给客 户的地址的生存期并更新其它的配置参数。 ( 6 ) r e b i n d ( 6 ) 客户发送一个r e b i n d 消息给任意可用的服务器以扩展分配给客户的地址的生存期并更 新其它的配置参数；这个消息在客户没有收到r e n e w 消息的响应时发送。 ( 7 ) r e p l y ( 7 ) 服务器发送一个包含分配的地址和配置参数的r e p l y 消息响应从客户收到的s o l i c i t 、 r e q u e s t 、r e n e w 以及r e b i n d 消息。服务器发送包含配置参数的消息响应一个 i n f o r m a t i o n r e q u e s t 消息。服务器发送一个r e p l y 消息响应c o n f i r m 消息以确认或否定分 配给客户的地址适合客户所连接的链路。服务器发送r e p l y 消息以确认收到r e l e a s e 消息或 d e c l i n e 消息。 ( 8 ) r e l e a s e ( 8 ) 客户向分配给它地址的服务器发送r e l e a s e 消息以指示客户不再使用一或多个分配的地 址。 基于t t c n 3 的d h c p v 6 协议互操作测试的设计与实现 ( 9 ) d e c l i n e ( 9 ) 客户发送一个d e c l i n e 消息给服务器，以指出客户已经确定服务器分配的一或多个地址 正在客户所在的链路上使用。 ( 1 0 ) r e c o n f i g u r e ( 1 0 ) 服务器发送一个r e c o n f i g u r e 消息给客户，告知客户服务器有新的或更新的配置参数， 客户为接收更新信息，应向服务器发起一个r e n e w r e p l y 或i n f o r m a t i o n r e q u e s t r e p l y 事 务。 ( 11 ) 工n f o r m a t l 0 n r e q u e s t( 11 ) 客户向服务器发送一个i n f o r m a t i o n r e q u e s t 消息，请求不带任何i p 地址分配的配置参 数。 ( 1 2 ) r e l a y - f o r w ( 1 2 ) 中继代理发送r e p l y - f o r w a r d 消息给服务器，以便直接或通过另一中继代理中继消息。 收到的消息，不论是客户消息还是来自另一个中继代理的r e l a y - f o r w a r d 消息，都被封装在 r e l a y - f o r w a r d 消息的可选项中。 ( 1 3 ) r e l a y r e p l ( 1 3 ) 服务器发送r e l a y - r e p l y 消息给中继代理，包含中继代理传递给客户的消息。 r e l a y - r e p l y 消息为了传送给目的中继代理，可能被其它中继代理中继。服务器将客户消息 作为r e l a y - r e p l y 消息的可选项，客户消息是由中继代理解析并中继给客户的。 其中，类型值为1 2 和1 3 的两个消息是与中继代理相关的消息。 1 4 包格式 1 4 1 客户服务器消息格式 01 23 o12 34567 89012345 678 901 2 345678 9 01 m s g t y p e t r a n s a c t i o n i d o p t i o n s ( v a r i a b l e ) 图1 - 1 客户与服务器间的d h c p 消息的格式 f i g u r e1 1d h c pm e s s a g ef o r m a tb e t w e e nc 1 i e n t a n ds e r v e r 所有在客户和服务器之间发送的d h c p 消息共享相同的固定格式的头和变化格式的可选 6 内蒙古大学硕士学位论文 项。消息头和可选项的所有值以网络字节排序。图1 - 1 说明了在客户和服务器之间发送的d h c p 消息的格式，其中， m s g t y p e ：识别d h c p 消息类型； t r a n s a c t i o n i d ：这个消息交换的t r a n s a c t i o ni d ； o p t i o n s ：在这个消息中所携带的可选项。 一： 1 4 2 中继代理服务器消息格式 当客户和服务器不在同一链路时，中继代理可以在它们之间中继消息。消息头和可选项 中的所有值以网络字节排序。可选项被连续地存储在可选项域中。有两种中继代理消息，它 们共享图1 2 的格式： 图1 - 2 中继代理消息的格式 f i g u r e1 2f o r m a to fr e l a ya g e n t 其中，对于r e l a y - f o r w a r d 消息， m s g 。t y p e ：r e l a y f o r w ： h o p c o u n t ：已中继过此消息的中继代理数； li n k a d d r e s s ：被服务器用于识别客户所在链路的全局或本地一站点地址； p e e r a d d r e s s ：客户或中继代理的地址，这个地址接收被中继的消息； o p t i o n s ：必须包括“r e l a ym e s s a g eo p t i o n ，可以包括由中继代理添加的其它选项。 对于r e l a y r e p l y 消息， m s g t y p e ：r e l a y r e p l ： h o p c o u n t ，1 i n k a d d r e s s ，p e e r a d d r e s s ：与r e l a y f o r w a r d 消息中相同； o p t i o n s ：必须包括“r e l a ym e s s a g eo p t i o n ”，可以包括其它选项。 7 基于t t c n 3 的d h c p v 6 协议互操作测试的设计与实现 1 4 3d h c po p t i o n s 的格式 d h c p 可选项的格式，如图i - 3 所示： o23 图i - 3d h c p 可选项的格式 f i g u r e1 3f o r m a to fd h c po p t i o n o p t i o n - c o d e ：识别在这个可选项中携带的指定可选项类型的无符号整数。 o p t i o n - l e n ：在这个可选项中给出o p t i o n d a t a 域的长度的以字节表示的无符号整数。 一 。o p t i o n d a t a ：可选项的数据；数据的格式依赖于可选项的定义。 1 5 地址和端口 1 5 1 多播地址 a l l _ d h c p _ r e l a y _ a g e n t s a n d s e r v e r s ( f f 0 2 ：1 ：2 ) ：客户使用的链路一范围的多播地址 以便同邻居( 即：同一链路内) 、中继代理和服务器通信。所有的服务器和中继代理都是这个 多播组的成员。 a l l d h c p s e r v e r s ( f f 0 5 ：1 ：3 ) ：由中继代理使用的用于同服务器通信的站点一范围多播 地址，可能由于中继代理想发送消息给所有的服务器或因为中继代理不知道服务器的单播地 址。注意，为了让中继代理使用这个地址，必须有足够的地址范围由服务器可达。站点内的 所有服务器都是这个多播组的成员。 1 5 2u d p 端口 d h c p v 6 使用5 4 6 和5 4 7 端口提供服务。客户在u d p 端口5 4 6 侦听d h c p v 6 消息。服务器 和中继代理在u d p 端口5 4 7 侦听d h c p v 6 消息。 内蒙古人学硕+ 学位论文 1 6 工作过程 1 6 1 两消息的客户一服务器交换 两消息交换是指为进行地址或网络信息的配置，共需要在客户和服务器之间交换两条消 息( 如：i n f o r m a t i o n r e q u e s t r e p l y ) ，两消息交换有如下三种情况： ( 1 ) 当一个d h c p 客户不需要d h c p 服务器分配给它i p 地址时，为获得配置信息，客户首先发 送一个i n f o r m a t i o n r e q u e s t 消息到a l l d h c p _ r e l a y _ a g e n t s _ a n d s e r v e r s 多播地址。服务 器用一个包含配置信息的r e p l y 消息来应答客户。 ( 2 ) 当服务器有i p v 6 地址和其它配置信息要发给客户时，客户发送一个s o l i c i t 消息到 a l l d h c p _ r e l a y _ a g e n t s a n d s e r v e r s 来请求地址的分配和其它配置信息。有地址或配置信 息要发给客户的服务器立即用一个r e p l y 消息应答。于是客户可以立即使用在r e p l y 消息中 的配置信息和地址。 ( 3 ) 分配给客户的每个地址都有由服务器指定的相关的首选项和合法的生存期。为请求分配到 一个地址的生存期的扩展，客户发送一个r e n e w 消息给服务器。服务器发送一个带有新的生 存期的r e p l y 消息给客户，允许客户不中断地继续使用地址。 1 6 2 四消息的客户一服务器交换 四消息交换是指为进行地址或网络信息的配置，共需要在客户和服务器之间交换四条消 息。四消息交换过程如下： 为请求一或多个i p v 6 地址的分配，客户首先定位一个d h c p 服务器，接着从服务器请求 地址的分配和其它配置信息。客户发送一个 s o l i c i t消息到 a l l d h c p r e l a y _ a g e n t s _ a n d _ s e r v e r s 地址以寻找可用的d h c p 服务器。所有符合客户需求的 服务器都以a d v e r t i s e 消息应答。客户选择其中一个服务器并发送r e q u e s t 消息给该服务器， 请求确认地址的分配和其它配置信息。服务器用包含确认地址和配置的r e p l y 消息应答。 1 7d h c p v 6 的可选项 d h c p v 6 拥有独立的选项格式，d h c p v 6 选项采取循环嵌套的方式，即可以在一个选项内包 含其它选项，通过被包含的选项来定义主选项所具备的属性。例如在o p t i o n i a t a 选项中可 以包含o p t i o n i a a d d r 选项，用于指定此o p t i o n i a t a 选项中所包含的地址及这些地址的相 应属性。这使得d h c p v 6 的包头格式简单，且使用起来更灵活。 9 基丁二t t c n 一3 的d h c p v 6 协议互操作测试的设计与实现 在r f c3 3 1 5 中共提供了1 9 种d h c p v 6 可选项，并为将来可选项的扩充预留了空间，在 1 4 3 中已经介绍了d h c p v 6 可选项的一般格式，下面逐个介绍d h c p v 6 的可选项。 1 7 1 客户标识符选项 客户标识符选项( c l i e n ti d e n t i f i e ro p t i o n ) 用于携带d u i d ，此d u i d 在c l i e n t 和s e r v e r 之间标识c l i e n t 的身份，这个选项的格式如图卜4 所示。 0 23 f i g u r e1 4f o r m a to fc i i e n t i d e n t i f i e ro p t i o n 图1 4 中各个域的含义如下： o p t i o n - c o d e ：o p t i o n _ c l i e n t i d ( 1 ) ； o p t i o n 1 e n ：d u i d 的字节长度； 、 d u i d ：客户的d u i d 。 1 7 2 服务器标识符选项 服务器标识符可选项( s e r v e ri d e n t i f i e ro p t i o n ) 用于携带d u i d 以便在客户和服务器 之间识别服务器。服务器标识符可选项的格式如图卜5 所示： o 23 图1 - 5 服务器标识符可选项 f i g u r e1 5f o r m a to fs e r v e ri d e n t i f i e ro p t i o n 图1 5 中各个域含义如下： l o 内蒙古大学硕十学位论文 o p t i o n c o d e ：o p t i o n s e r v e r i d ( 2 ) ； o p t i o n - i e n ：d u i d 的字节长度： d u i d ：服务器的d u i d 。 1 7 3 非临时地址标识符关联选项 非临时地址标识符关联选项( i d e n it t ya s s o c i a t i o nf o rn o n t e m p o r a r ya d d r e s s e s o p t i o n ) 用于携带i a n a ，i a n a 相关联的参数和非临时地址。一个d h c p 消息可能包含多个 i a a 选项。i a - n ao p t i o n s 中包含对此i a _ n a 所有操作的状态码。这个选项的格式如图i - 6 所示： 0123 012 3456 78 9 012345678 9o12 3 45678 9 o1 o p t i o n i a n a l o p ti 。n l e n i a i d ( 4o c t e t s ) t 1 t 2 i a n a o p ti o n s 图i - 6 非临时地址标识符关联选项格式 f i g u r e1 6f o r m a to fi d e n i t t ya s s o c i a t i o nf o rn o n t e m p o r a r ya d d r e s s e so p t i o n 图1 - 6 中各个部分含义如下： o p t i o n - c o d e ：o p t i o n i a - n a ( 3 ) ； o p t i o n l e n ： 1 2 + i an a o p t i o n s 域的长度； i a i d ：这个i an a 的唯一标识符：在给客户的所有i an a 中，i a i d 在所有标识符中必须是 唯一的。i an a 的i a i d 的数空间必须独立于队t ai a i d 的数空间； t i ：是一个时间，在这个时间客户联系分配给它i an a 中地址的服务器，要求扩展分 配给i an a 的地址的生存期；t 1 是个相对于当前时间的时问区间，以秒为单位 表示； t 2 ：是一个时间，在这个时间客户联系任何可用的服务器以扩展分配给i an a 的地址 的生存期；t 2 是一个相对于当前时间的时间区间，以秒为单位表示； 基丁：r r c n 3 的d h c p v 6 协议互操作测试的设计与实现 i a _ n a - o p t i o n s ：与这个i 删a 关联的可选项。 1 7 4 临时地址标识符关联选项 临时地址标识符关联选项( i d e n t i t ya s s o c i a t i o nf o rt e m p o r a r ya d d r e s s e so p t i o n ) 用于携带i a j a ，工a j a 相关联的参数和临时地址。一个d h c p 消息可能包含多个i a j a 选项。 每个i a j a 选项可携带一组临时地址，即至少分配给客户所在链路的每个前缀都有一个由此 前缀派生出来的临时地址。i a t a o p t i o n s 中包含对此工a t a