数字对象寻址方法、装置及设备、存储介质
技术领域
本发明涉及计算机网络通信技术领域，尤其涉及一种基于IPv6的数字对象寻址方法、装置及设备、存储介质。
背景技术
在传统网络中，IP（Internet Protocol，互联网协议）是用以规范互联网中分组信息报文的交换和选路的，一般分配给接入互联网的实体设备，比如路由器、交换机、服务器、计算机、手机等。然而，在基本分配殆尽的IPv4时代，这种使用是合理的且仍受到地址数量的瓶颈限制。但是，IPv6作为IPv4的下一代版本，它使地址从原来的32位升级到了128位，地址总数为2的128次方个，这个空间大到无法想象，号称可以为全世界的每一粒沙子编上地址。如果IPv6的使用仍局限在对实体设备的分配，这显然与互联网治理问题之间出现了明显的偏差，难以给互联网的发展带来革命性的影响，特别是设备所承载的上层应用及信息内容并没有广泛地利用好IPv6的核心特征。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于IPv6的数字对象寻址方法、装置及设备、存储介质，解决了现有技术中IPv6地址使用单一，不能广泛地满足不断发展的应用场景需要特定网络功能的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明的一种基于IPv6的数字对象寻址方法，数字对象以资源节点的形式关联于应用设备节点上，所述方法包括如下步骤：
通过所述应用设备节点维护有关联数字对象的IP信息，并以特定交互向与所述应用设备节点连接的边缘网关发送所述数字对象的路由信息或链路状态信息，以更新所述边缘网关中关于所述数字对象的路由表信息；
实施与所述边缘网关的交互并根据交互的数据报通过应用设备节点控制所述数字对象。
作为本发明上述基于IPv6的数字对象寻址方法的进一步改进，控制所述数字对象至少包括获取资源的GET指令，根据需要嵌入在数据报的IPv6扩展头部中，以使所述应用设备节点执行对应的控制。
作为本发明上述基于IPv6的数字对象寻址方法的进一步改进，在控制所述数字对象失败时，发送目的不可达的错误提示。
作为本发明上述基于IPv6的数字对象寻址方法的进一步改进，数字对象采用128位的IPv6地址，数字对象IPv6地址的前缀网段至少与应用设备节点所属的前缀网段一致。
为了解决上述技术问题，本发明的一种基于IPv6的数字对象寻址装置，包括应用设备节点，数字对象以资源节点的形式关联于所述应用设备节点，所述装置还包括：
路由单元，用于通过所述应用设备节点维护有关联数字对象的IP信息，并以特定交互向与所述应用设备节点连接的边缘网关发送所述数字对象的路由信息或链路状态信息，以更新所述边缘网关中关于所述数字对象的路由表信息；
执行单元，用于实施与所述边缘网关的交互并根据交互的数据报通过应用设备节点控制所述数字对象。
作为本发明上述基于IPv6的数字对象寻址装置的进一步改进，所述执行单元控制所述数字对象至少包括获取资源的GET指令，根据需要嵌入在数据报的IPv6扩展头部中，以使所述应用设备节点执行对应的控制。
作为本发明上述基于IPv6的数字对象寻址装置的进一步改进，所述执行单元在控制所述数字对象失败时，发送目的不可达的错误提示。
作为本发明上述基于IPv6的数字对象寻址装置的进一步改进，数字对象采用128位的IPv6地址，数字对象IPv6地址的前缀网段至少与应用设备节点所属的前缀网段一致。
为了解决上述技术问题，本发明的一种通信网络设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项方法的步骤。
为了解决上述技术问题，本发明的一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明通过对数字对象编排IPv6地址作为资源节点，并关联应用设备节点，通过应用设备节点与边缘网关进行交互从而支持外部网络的应用扩展。本发明可以扩大基于IPv6的应用范围，提高网络应用的实施与管理能力。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施方式中基于IPv6的数字对象寻址方法流程图。
图2为本发明一实施方式中数字对象网络拓扑示意图。
图3为本发明一实施方式中数字对象网络拓扑示意图。
图4为本发明一实施方式中基于IPv6的数字对象寻址装置示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限定本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法或功能上的变化均包含在本发明的保护范围内。
需要说明的是，在不同的实施方式中，可能使用相同的标号或标记，但这些并不代表结构或功能上的绝对联系关系。并且，各实施方式中所提到的“第一”、“第二”也并不代表结构或功能上的绝对区分关系，这些仅仅是为了描述的方便。
如上所述，IPv6是下一代版本的互联网协议，它最大的变化之一就是扩展了非常充足的地址空间，给IP地址的分配提供了无限的可能。随着云计算和边缘计算的兴起，在本发明实施方式中，基于一种逐步演进的新型IPv6分配和应用思路，扩展聚焦于设备所承载的上层应用及信息内容的IP地址分配，将IP地址与数字对象进行关联与绑定。通过数字对象关联的应用设备节点，可以实现对数字对象的控制，同时对接外部连接的网络设备，借助IPv6的网络架构，直接提高网络层实施的灵活性。
如图1所示，本发明一实施方式中基于IPv6的数字对象寻址方法流程图。对于数字对象而言，可以是包括短视频在内的软件数据形式，也可以是包括电子标签在内的硬件存储形式，以下将详述。基于IPv6的数字对象寻址方法，数字对象与网络的实体设备一样拥有独立的IP地址，在网络中可以作为一个虚拟节点，为了可以像实体设备一样被寻址到实现访问，与相应的应用设备节点进行关联，应用设备节点在网络中扮演数字对象的路由转发节点，拓展IP网络边缘的接入。同时，应用设备节点可以对数字对象进行控制，将数字对象抽象成网络中公开的资源节点，统一了访问接口来实现数字对象的增删改查。所述方法具体包括如下步骤：
步骤S1、通过所述应用设备节点维护有关联数字对象的IP信息，并以特定交互向与所述应用设备节点连接的边缘网关发送所述数字对象的路由信息或链路状态信息，以更新所述边缘网关中关于所述数字对象的路由表信息。如上所述，应用设备节点作为边缘网关与数字对象之间的纽带，需要支持一定的路由功能，同时还要对数字对象具有一定的管理能力。根据不同类型的数字对象，应用设备节点需要采用不同的方式对接相应的数字对象，但相同点都是基于IP地址的定位管理。
实施例1：
如图2所示，以数字对象是短视频的软件数据形式为代表，关联的应用设备节点可以是承载短视频的服务器13。若干个短视频14作为若干个数字对象，分别配置有相应的IP地址，它们虽然物理上存储在服务器13上，但是在网络中与服务器13抽象成不同的网元节点，作为服务器13的应用设备节点对数字对象的转发管理，实际上是物理上的文件操作等，进一步，可以基于IP地址的二叉树索引结构，来提高查询的效率。而应用设备节点与边缘网关12的交互，则是采用正常的路由器与路由器之间的路由管理，边缘网关12连接外部网络11，可以收发相应的信息，从而根据路由表的内容来与应用设备节点进行交互。
实施例2：
如图3所示，以数字对象是电子标签的硬件存储形式为代表，关联的应用设备节点可以是能对电子标签进行读写的射频识别设备23。与实施例1不同的是，数字对象可能存在在脱离应用设备节点本体的电子标签24中，相应的资源可以是电子标签24中存储的相应标签信息，应用设备节点对数字对象的控制体现在利用射频识别信号对电子标签24进行读写。射频识别设备23不仅扮演对作为电子标签的数字对象的控制转发角色，同时还具有与连接的边缘网关22进行正常的路由交换、路由转发功能。同理，边缘网关22与外部网络21进行网络连接，使相应的应用设备节点及数字对象都可以通过边缘网关22在网络上具有相应的节点访问能力。
优选地，当对应的数字对象与应用设备节点关联上时，比如短视频存储在相应的服务器上，电子标签被射频识别设备稳定地识别到，应用设备节点则会对关联的数字对象进行维护，以确定应用设备节点可控制的数字对象，由于每个数字对象都具有IP地址，因此可以通过记录的IP地址信息来确定可达的数字对象。进一步，应用设备节点作为中转节点，会将相应的数字对象可达信息交换给连接的边缘网关，比如应用设备节点周期性地通告边缘网关自身所连接的数字对象，亦或者在初始化启动和发现网络拓扑变更时，通告包括所有数字对象聚合的地址前缀及到达这些前缀的开销在内的链路状态信息。边缘网关可以在接收到上述的更新信息后，计算出经过应用设备节点的路由情况，从而将最佳路由加入到路由表中，路由表可以作为边缘网关将相应的流量转发到应用设备节点的路由参考。
在静态配置或者DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)分配数字对象的IP地址时，相应的路由表条目还会根据静态配置或DHCP配置信息来更新条目。优选地，为了减少路由表的负担，对关联同一应用设备节点的数字对象分配连续的IP地址，这样简化路由汇总，提高路由的效率。进一步，在分配给数字对象的128位IPv6地址时，数字对象IPv6地址的前缀网关至少与应用设备节点所属的前缀网段一致，保证数字对象与应用设备节点在形式属于同一网络。
步骤S2、实施与所述边缘网关的交互并根据交互的数据报通过应用设备节点控制所述数字对象。在步骤S1中，通过传统的路由协议交互，网络中就存在了数字对象的相关路由信息，边缘网关可以通过确定下一跳的应用设备节点来转发数据报，因此，数字对象就可以通过IP地址被访问到。当需要访问网络中对应的数字对象时，可以利用现有的网络架构实现对数字对象的对接，现有网络中的网元并不需要进行更新，只需要对数字对象关联的应用设备节点侧进行升级就可以达到寻址网络的改造。
在本发明实施方式中，对于数字对象而言，相较于实体设备而言，通常自身不具有复杂的可操作性，在网络中仅仅是一个具体的实在，可以是一段文本、一张图片、一首歌曲、一部视频等，可以称之为“数字对象即资源”。通过对每个数字对象对应一个特定的URI（Uniform Resource Identifier，统一资源定位符），即全球唯一的IPv6地址，当需要获取上述资源时，访问它的URI就可以，所谓对数字对象的访问，就是与互联网上一系列资源的互动，调用它的URI。而上述的访问过程是以数据报的形式在网络层进行传递处理的，数据报是网络层的分组，途径若干路由器从一台主机到达相应的数字对象，拓展了原有网络层的路由功能，还可以直接在网络层实现相应的数字对象控制。对于路由器而言，当收到特定数字对象的数据报时，可以按照传统的路由方式，确定数据报中的目的地址（即可以是数字对象的IPv6地址），根据路由表或者目的缓存等来确定下一跳IP地址，从而实现转发。对于边缘网关而言，是对应应用设备节点到外部网络的第一台网关设备，边缘网关接收到的数据报如果是应用设备节点发送过来的数据报，则根据相应的目的地址转发出去。如果是从外部网络发送过来的资源请求等数据报，也可以确定数据报中的目的地址来确定对应的数字对象是否在更新的本地路由表中，进一步，最近访问的数字对象路由也可以反映在目的缓存中。当确定到相应的应用设备节点时，就将相应数据报发送给对应应用设备节点。
需要补充的是，对于数字对象这类资源，除了需要通过URI来定位数字对象的位置，还要与数字对象产生具体的互动，涉及数字对象的数据和状态变化。其最直接的方式可以是将状态转化的标记嵌入在IP地址中，但是这种方式存在一定的缺陷，IP地址是代表数字对象的位置，状态转化的动作反映在IP地址中必然对资源的定位带来混淆。因此，在本实施方式中，充分利用IPv6的扩展头部机制，根据网络协议，数据报中嵌入的IPv6扩展头部是不影响中间网元的正常转发的，同时特定功能网元在收到数据报时可以根据IPv6扩展头部的内容来适应性处理。具体地，围绕资源的操作方式，设置GET、POST、PUT、DELETE等嵌入到IPv6扩展头部的指令，GET用来获取资源，POST用来新建资源（也可以用于更新资源），PUT用来更新资源，DELETE用来删除资源。比如当需要获取特定的短视频或者电子标签中的信息时，可以用GET指令来实现。同理需要新建、更新、删除特定的数字对象，相应地就采用相应的指令来实现，需要说明的是，对特定指令的支持，则需要关联数字对象的应用设备节点的兼容，如果不兼容，相应的数据报只会被应用设备节点丢弃。在更多的实施方式中，数字对象的具体格式也可以嵌入在IPv6扩展头部中，用于执行相应的检查。
相应地，应用设备节点侧通过交互从边缘网关接收到相应的数据报，判断是否是关联的数字对象的数据报，可以是在类似维护数字对象IP信息的路由表中进行匹配检索，如果没有找到就说明并没有与自身的应用设备节点进行关联，可以丢弃相应的数据报，进一步发送目的不可达的错误提示。如果是关联的数字对象，还会去检查数据报中的IPv6扩展头部，以确定具体的控制，从而将对数字对象的访问细化为表现层状态转化的控制。以GET指令为例，当通过IP地址确定到对应的数字对象时，根据IPv6扩展头部中的GET指令，就可以利用应用设备节点自身的控制方式获取到相应的数字对象内容，比如电子标签的信息是利用射频识别设备读取到电子标签射频反馈回来的信息，然后将相应的内容封装后返回给请求的源地址，具体就是应用设备节点通过边缘网关发送到外部网络。
需要进一步展开讲的是，当通过应用设备节点实现相应的控制后，无论需要返回数据还是返回确认信息时，都需要对数据报的源地址和目的地址进行配置，源地址很简单，就是数字对象的IP地址，而目的地址则需要利用连接跟踪技术记录接收的相应报文的源地址，将发送方的源地址作为返回的目的地址。优选地，在控制数字对象失败时，比如不支持相应的指令或者存在相应的权限时，发送目的不可达的错误提示。
在本发明实施方式中，为每个数字对象都编上了单独的IP地址，把传统的端系统访问细化成了对特定数字对象的访问。数字对象通过IP地址，以对等网络节点的形式存在在网络中，数字对象充分地暴露在网络中，可以很方便地被上层应用所调用访问，甚至路由器等工作在网络层的设备也可以进行直接管理。进一步，通过访问的IP地址来确定数字对象的访问类型或元数据（即数字对象的具体属性信息），根据需要设定访问规则，以实现针对内容的网络流量控制，以短视频为例，可以做到精确的视频内容阻断。另外，还可以基于IP地址确定的元数据，实现网络流量的实时在线抽样统计，提高网络监测分析的能力。
需要补充的是，上述步骤S1和步骤S2并不具有绝对的先后关系，步骤S1主要实现的是路由交换的过程，而步骤S2主要实现的是路由转发的过程，两者也可以同时进行，在链路内发生任何路由变化都有可能触发步骤S1的执行，而当边缘网关向应用设备节点发送数据报时，也会随时触发步骤S2的执行。
如图4所示，本发明一实施方式中基于IPv6的数字对象寻址装置示意图。基于IPv6的数字对象寻址装置，具体包括路由单元U1及执行单元U2。针对用IPv6编址的数字对象，为了可以通过IP地址寻址到相应的数字对象以实现访问，则必须对数字对象侧的网络设置进行改造。在本实施方式中，通过路由单元U1将数字对象的IP信息及路由关系类似地发布到网络中去，即将相应的路由信息或链路状态信息交换给相应的路由器。而执行单元U2则是对接现有的网络层数据报转发，完成最后一跳的访问处理。
具体地，路由单元U1，用于通过所述应用设备节点维护有关联数字对象的IP信息，并以特定交互向与所述应用设备节点连接的边缘网关发送所述数字对象的路由信息或链路状态信息，以更新所述边缘网关中关于所述数字对象的路由表信息。根据应用设备节点维护的关联数字对象的IP信息，确定具体的数字对象的路由信息或链路状态信息，并将其交换给边缘网关，参照基于IPv6的数字对象寻址方法的实施方式，特定交互的时间节点根据不同的情况有所不同。边缘网关也会与外部网络的路由器进行交换，从而可以确定最佳的路由，具体的路由协议可以基于距离矢量、链路状态或路径矢量技术，这里就不再详述。
在优选的实施方式中，数字对象采用128位的IPv6地址，数字对象IPv6地址的前缀网段至少与应用设备节点所属的前缀网段一致，采用更加收敛的地址分配方案有利于管理和地址汇总，连续的IP地址可以直接在路由表中以聚合的地址前缀加入条目，减少路由表的复杂程度，匹配时只需要确定最长匹配就可以了，减少了路由匹配的时间。
执行单元U2，用于实施与所述边缘网关的交互并根据交互的数据报通过应用设备节点控制所述数字对象。由于数字对象自身的不可操作性，因此需要通过在边缘网关与数字对象之间的应用设备节点起到纽带作用。应用设备节点在接收到对应数字对象的数据报时，会对数字对象进行控制。数字对象实际上作为资源节点进行控制，资源的控制包括用于获取资源的GET指令，用于新建资源POST指令，用于更新资源的PUT指令，用于删除资源的DELETE指令，相应的资源操作可以嵌入在数据报中的IPv6扩展头部中，发送主机在发起对特定数字对象的访问请求时，可以在IPv6扩展头部中配置相应的操作指令，而应用设备节点在接收到数据报时可以分析IPv6扩展头部的内容来执行相应的资源操作。相应地 ，执行单元U2控制所述数字对象至少包括获取资源的GET指令，根据需要嵌入在数据报的IPv6扩展头部中，以使所述应用设备节点执行对应的控制，应用设备节点与相应的数字对象关联，可以利用关联的有线或无线通信获取或修改资源的内容。在具体的实施方式中，在控制所述数字对象失败时，比如不支持相应的控制方式或不具有相应的控制权限，则发送目的不可达的错误提示。需要说明的是，基于IPv6的数字对象寻址装置实施方式还可以参照基于IPv6的数字对象寻址方法的实施方式。
在更多的实施方式中，实施基于IPv6的数字对象寻址方法的可以是以单独的网络设备或者计算机可读存储介质存在，相应的器件可以集成在应用设备节点或边缘网关中，亦或者单独的存在。具体地，通信网络设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现基于IPv6的数字对象寻址方法的步骤。亦或者以计算机存储介质的方式单独存在，计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序可以被处理器执行时实现基于IPv6的数字对象寻址方法的步骤。
结合本申请所公开的技术方案，可以直接体现为硬件、由控制单元执行的软件模块或二者组合，即一个或多个步骤和/或一个或多个步骤组合，既可以对应于计算机程序流程的各个软件模块，亦可以对应于各个硬件模块，例如ASIC（Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路）、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。为了描述的方便，描述上述装置时以功能分为各种模块分别描述，当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
通过以上实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请也可以借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分也可以以软件产品的形式体现出来。该软件可以由微控制单元执行，依赖于所需要的配置，也可以包括任何类型的一个或多个微控制单元，包括但不限于微控制器、DSP(Digital Signal Processor，数字信号控制单元)或其任意组合。该软件存储在存储器，例如，易失性存储器（例如随机读取存储器等）、非易失性存储器（例如只读存储器、闪存等）或其任意组合。
综上所述，本发明通过对数字对象编排IPv6地址作为资源节点，并关联应用设备节点，通过应用设备节点与边缘网关进行交互从而支持外部网络的应用扩展。本发明可以扩大基于IPv6的应用范围，提高网络应用的实施与管理能力。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
