[發明專利]一種實現私網地址可訪問的方法及系統

無效

• 申請號: 200710073529.6
• 申請日: 2007-03-15
• 公開（公告）號: CN101267366A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 汪濤
• 申請（專利權）人: 汪濤
• 主分類號: H04L12/28
• 分類號: H04L12/28;H04L12/56;H04L29/06;H04L29/12
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司
• 代理人: 易釗

技術領域

本發明涉及網絡技術，特別涉及一種實現網絡地址端口轉換(NetworkAddress?Port?Translation，簡稱NAPT)中私網地址可訪問的方法及系統。

背景技術

軟交換系統的用戶接入方式。從軟交換機放置的等級區分，大致可分兩類：(1)通過公共交換電話網(PSTN)接入，軟交換機位于匯接局/長途局；(2)通過IP網接入，軟交換機相當于本地端局。對于第一種接入方式，通過原有的PSTN交換機接入，和傳統方式相比用戶側沒有任何變化，也不存在IP地址問題；對于第二種接入方式(包括IP-IP、IP-PSTN等)，IP多媒體用戶通過IP網接入，必須分配IP地址。由于Internet協議版本4(IPv4)本身地址空間有限，且分配不均，隨著互聯網用戶的飛速發展，IP地址空間匱乏情況越來越嚴重，因此運營商、企業用戶等大量采用私有IP地址。據估計目前網上使用私有IP地址的設備數量遠遠超過使用公網IP地址的設備數量。

目前解決IPv4地址空間耗盡這個問題有兩種方法：一種是長期的方法；另一種是短期的方法。對于長期的方法就是：采用新的地址空間更大的IP地址協議，目前主要是Internet協議版本6(IPv6)協議。但是，如果采用全新的IPv6協議，那么與現有的IPv4地址不能直接兼容，需要全世界的路由器全部升級，這是一個非常困難的問題。而對于短期方法大致分為三個發展階段：

第一階段，提高地址分配效率，引入子網、超網等技術，無類別域間路由選擇(Classless?and?Subnet?Address?Extensions?and?Supernetting，簡稱CIDR)參見RFC1519，這種方法是通過改進IP地址類別表達，從而減少因A、B、C三類地址之間過大的差別而帶來的地址浪費。

這種方法的好處就是增加的地址與已有的IPv4地址在使用上沒有任何區別，但缺點在于僅僅是減少IPv4地址的浪費，并不能帶來地址空間實質性的改進，對解決IPv4地址空間耗盡這個問題的幫助有限。

第二階段，通過NAT方法實現的地址重復使用，參見RFC1631。這種方法是通過選取一些只在私網(Stub?Domain)中使用的地址，組建成封閉的私網。私網中的IP地址(私網IP地址的分配參見RFC1918)可以在其他私網中重復使用。當私網的數據包傳到公網時，在邊界上把它翻譯成一個公網的地址，這些公網的地址是可以動態地被表達私網中不同的IP地址，從而實現地址的動態重復使用。

第三階段，利用IP地址的端口進行私網地址映射NAPT，參見RFC3022，當這些私網用戶在訪問公網時，一般采用網絡地址轉換(NAT)+動態的端口轉換(PAT)技術來解決地址轉換問題。當私網內部設備試圖訪問外部網絡時，NAT技術可將其私有的IP地址轉換成公網的IP地址。PAT技術可解決公網IP地址緊缺的問題，PAT將私有IP地址+TCP/UDP端口轉換并為一個公網IP地址+一個TCP/UDP端口，這樣可有多個私有地址對應一個公網地址，用不同的TCP/UDP端口進行區分。NAT與PAT通常被同時使用，稱為網絡地址端口轉換(NAPT)。

這種方法也就是將邊界上承擔映射的公網IP地址端口映射為私網里的某個套接字(IP地址+TCP/UDP端口)，從而使邊界上單個公網IP地址可同時表達多個私網的IP地址，使得地址重復使用能力大為增加，目前私網主要傾向采用NAPT方式。

上述第二階段、第三階段所述的方法中，NAT和NATP可極大提高IP地址的重用能力，特別是NATP可在一個IP地址上產生大量新的IP地址空間，事實上已經具備了地址擴展功能，從而根本上突破IPv4地址空間限制的潛力，但是這類方法也存在一些缺陷，具體描述參見RFC1631，如下：

The?negative?characteristics?are：