[發(fā)明專利]基于網絡處理器實現IPv6穿越IPv4的隧道報文處理方法

無效

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• 申請日: 2007-02-13
• 公開（公告）號: CN101247308A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 李存;張文良;曲延光;王乃博;曹昊陽;楊兵
• 申請（專利權）人: 上海億人通信終端有限公司
• 主分類號: H04L12/46
• 分類號: H04L12/46;H04L29/06;H04L12/56
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 左一平

技術領域

本發(fā)明涉及基于網絡處理器實現IPv6穿越IPv4的隧道報文處理方法。

技術背景

IPv4協議是當代Internet上最重要的協議族，它是現階段連接到Internet上的絕大部分計算機都必須支持的協議。但是，隨著Internet的發(fā)展，IPv4協議的一些缺點也逐漸暴露出來，其中最主要的缺點就是地址空間嚴重不足。由于歷史原因，分配給我國的IPv4協議地址較少，地址枯竭問題就更加嚴重。

IPv6協議是設計用來替代IPv4協議，也被稱作下一代互聯網協議。IPv6協議是為了解決IPv4協議所存在的一些問題和不足而提出的，同時它還在許多方面提出了改進，例如路由方面、自動配置方面。

IPv6協議取代IPv4協議需要一個長達數年的時間，期間兩者是共存的關系。現階段的網絡實際情況是在以IPv4為大網絡的背景下，存在許多IPv6“孤島”，為了能夠使這些IPv6“孤島”之間通過IPv4網絡相互通信，可以使用一些諸如協議翻譯、隧道等機制。

根據RFC2893的定義，隧道可以劃分為配置隧道和自動隧道兩種類型，并且可以被配置在路由器與路由器之間、路由器與主機之間、主機與主機之間。

具體相關的隧道機制，主要包括配置隧道、GRE(通用路由協議封裝)隧道(通用路由協議封裝隧道)、6to4隧道、ISATAP(站間自動隧道尋址協議)隧道(站間自動隧道尋址協議隧道)。

配置隧道與GRE(通用路由協議封裝)隧道都屬于手工配置隧道，不同之處在于封裝方式的不同。顧名思義，手工配置隧道即是手工配置隧道兩端的地址。而對于哪些數據包是要經由隧道進行轉發(fā)的，通常是由路由決定的。路由信息可以是靜態(tài)配置，也可以使用動態(tài)的跨隧道路由協議來獲得。手工配置隧道的入口點地址、出口點地址及路由信息是隧道兩端路由器應有的配置信息。

當經過路由器的數據包匹配上隧道路由后，便會以隧道方式，將原數據包封裝后由隧道端口發(fā)出，封裝后的報文源地址/目標地址分別是隧道的本地地址/遠端地址，封裝好的數據包通過IPv4網絡走IPv4的路由到達隧道的終點，經終點解封裝取出原IPv6數據包后，再通過IPv6網絡到達最終的目的地。對于GRE(通用路由協議封裝)隧道，先在原數據包封裝一個GRE(通用路由協議封裝)頭之后，再加封裝一個IPv4頭。GRE(通用路由協議封裝)頭格式如圖1-2所示：

6to4隧道機制用于在站點之間進行穿越IPv4的IPv6通訊，每個站點必須至少有一臺“6to4路由器”作為出入口，站點內的主機使用特定的地址格式(地址前綴為2002::/16)，并將路由器的IPv4地址嵌入IPv6地址中，因此位于不同6to4站點內的主機彼此通訊時可自動抽出IPv4地址在路由器之間建立隧道。

通過6to4路由器，不同6to4站點內的主機可互相穿越IPv4網絡進行通訊，當需與一般IPv6主機通訊時，則必須過6to4中繼路由器。6to4中繼路由器必須同時具備6to4及IPv6接口，同時提供這些接口的封包轉發(fā)。

6to4需要一個全球合法的IPv4地址(記為V4Addr)，該地址分配給6to4路由器的IPv6偽接口，同時6to4路由器連接6to4站點的接口有IPv6地址：2002:V4Addr::/64+EUI-64。6to4路由器將2002:V4ADDR:SLA/64前綴公告給其連接的6to4站點。

ISATAP(站間自動隧道尋址協議，以下簡稱ISATAP)隧道是一種主機-主機或是主機-路由器的隧道方式，它解決的是孤立于IPv4網絡中的雙棧主機之間、雙棧主機與外部IPv6站點之間的通信問題。隧道兩端的地址分別為雙棧主機的IPv4地址及ISATAP路由器ISATAP接口的IPv4地址或是本網內的另一雙棧主機的IPv4地址。

雙棧主機支持ISATAP后會自動在該隧道接口上生成本地鏈路的前綴(FE80::/64)和64位的接口標識符EUI-64，這樣隧道的終點地址就能自動的從IPv6地址中抽取出來。

對于ISATAP路由器而言，其ISATAP接口同樣會自動生成本地鏈路地址，同時需要為其分配一個全局的前綴(RFC4214推薦使用前綴2001::/64，2002::/64，3FFE::/64)以生成全局的IPv6地址，這個前綴也是路由器響應ISATAP主機路由器請求前綴發(fā)現分配給主機的前綴。ISATAP路由器上同時要生成一條該前綴的路由，路由指向ISATAP隧道，這樣從外部IPv6網站與ISATAP主機的通信才能正確的路由到ISATAP主機。