[發明專利]IPv4地址和端口復用的分級轉換方法

有效

• 申請號: 200910089342.4
• 申請日: 2009-07-16
• 公開（公告）號: CN101616192A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 李星;包叢笑
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04L29/12
• 分類號: H04L29/12;H04L29/06;H04L12/66;H04L12/56;H04L1/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱 琨

技術領域

IPv4地址和端口復用的分級轉換方法屬于計算機互聯網通信技術領域。

背景技術

互聯網已經成為全世界最重要的信息基礎設施，但目前互聯網廣泛使用的 第四版網絡協議IPv4的地址的尋址范圍只有2³²，即43億地址，根據目前IPv4 地址的分配速度，預計在2011年之后，IPv4地址即將分配完畢。

目前中國網民人口的絕對數已經成為世界第一，但互聯網的普及率只有 22％，遠低于世界發達國家的水平(70％)。同時，平均每個中國網民僅有0.6 個IPv4地址。因此，對于中國來說，IPv4地址是無法滿足需求的。這個問題對 于印度等其它亞洲國家和非洲國家來說，都是非常嚴重的。

為了解決IPv4地址不夠用的問題，國際互聯網工程組(IETF)設計了第六 版網絡協議IPv6，它的地址尋址范圍有2¹²⁸，能夠滿足需求。但由于種種原因， IPv6協議于IPv4協議是不兼容的，不能很好的互聯互通。當時設計的理念是用 “雙協議棧”的方法解決互聯互通的問題，但近十年IPv6推廣的經驗和教訓證 明，不能訪問IPv4眾多網絡信息資源，不能與IPv4眾多的用戶通信的IPv6網 絡是不可能發展起來的。

地址轉換和協議轉換是解決IPv4和IPv6互聯互通的方法，無狀態的地址轉 換和協議轉換方法，具有可擴展性，但無狀態的轉換方法需要用戶使用特定的 IPv6地址，不允許使用自動配置的IPv6地址。同時，IPv4地址是緊缺資源，需 要更好地利用。

本發明的基本原理是在無狀態地址轉換和協議轉換的基礎上，增加 IPv6/IPv6端口復用地址轉換網關，根據需求把IVI地址利用端口復用轉換為大 量的IPv6地址。

本發明的基本特征包括：1)采用IPv4地址嵌入IPv6地址的第一類編碼格 式在IPv4地址與運營商的一個IPv6地址的子集IVI6地址之間建立唯一的映射 關系；2)采用二級轉換方法，采用IPv4地址和端口范圍嵌入IPv6地址的第二 類編碼格式通過IPv6/IPv6轉換網關，根據需求定義復用比，把少量的IVI6地 址轉換為大量IPv6地址，供IPv6用戶與IPv4互聯網通信用。

發明內容

IPv4地址和端口復用的分級轉換方法，其特征在于，依次含有以下步驟： 步驟(1)初始化

步驟(1.1)在IPv4和IPv6網絡之間設立一個IVI轉換網關，并定義第一 類編碼格式：把IPv4地址直接嵌入所述IPv6地址的編碼格式，構成一個IPv6 地址，在運營商基于32位聚類前綴的所述IPv6地址格式中的第32+n位嵌入32 位IPv4地址，n＜32，同時在第64+n到128位之間空余位填充全0，其中：當所 述IPv4地址為所述運營商準備給IPv6主機使用的IPv4地址時，構成IVI6地址， 當所述IPv4地址為包含所述運營商自己在內的全球IPv4地址，又不屬于所述 IPv6主機的IPv4地址時，構成IVIG6地址，所述IVI6和IVIG6統稱為IVI地 址由此在所述IPv4地址和IPv6地址的子集之間形成一一對應的雙向映射關系，

步驟(1.2)在IPv6主干網和IPv6園區網之間設立IPv6/IPv6端口復用地 址轉換網關，并定義第二類編碼格式：即把IPv4地址加傳輸層端口編碼嵌入所 述IPv6地址的編碼格式，在基于運營商32位聚類前綴的所述IPv6地址編碼格 式中的第32+n位嵌入32位IPv4地址，n＜32，構成IVI前綴，在當64+n到第 96位之間如有空余位時填充全0，在第96位至111位嵌入地址復用比M，在第 112位至128位嵌入端口位移值k，0≤k≤M-1，所述M表示一個所述IPv4 地址通過IPv6/IPv6端口復用地址轉換網關同時供多個IPv6計算機使用的計算 機個數，

步驟(1.3)對于不同的園區網定義不同的IPv4地址復用比，并根據用戶的 IPv6地址的使用情況，根據IVI6地址和特定的端口范圍，與用戶使用的IPv6 地址間建立一一對應的映射關系，即用戶在與IPv4互聯網通信時，只能使用特 定的端口范圍；

步驟(2)IPv4計算機向IPv6計算機發起通信，其中源地址為IPv4計算機的地 址，目的地址為IPv6計算機的IPv6地址的IPv4鏡像，其端口為所述IPv6計 算機所允許使用的端口；