[發(fā)明專利]一種IPv6協(xié)議和IPv4協(xié)議轉(zhuǎn)換的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010108301.8
• 申請(qǐng)日: 2010-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN102148773A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周巍;陳利兵;姜智峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): H04L12/66
• 分類號(hào): H04L12/66;H04L12/56;H04L29/06;H04L29/12
• 代理公司: 北京律誠同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國;梁揮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及互聯(lián)網(wǎng)，尤其涉及一種IPv6協(xié)議和IPv4協(xié)議轉(zhuǎn)換的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

1.IPv6協(xié)議(簡(jiǎn)稱IPv6)和IPv4協(xié)議(簡(jiǎn)稱IPv4)的互通技術(shù)

隨著IPv4地址的不斷減少以及IPv6技術(shù)的不斷發(fā)展，IPv6取代IPv4成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢(shì)。但是，IPv4向IPv6的發(fā)展將是一個(gè)逐步演進(jìn)的過程，IPv6和IPv4網(wǎng)絡(luò)將長期共存，這樣就存在一個(gè)IPv6和IPv4網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行通信的問題。然而，IPv4和IPv6協(xié)議的不兼容性導(dǎo)致了IPv4網(wǎng)絡(luò)和IPv6網(wǎng)絡(luò)的互通成為了難題。因此，在IPv6的發(fā)展過程中，IPv4和IPv6網(wǎng)絡(luò)資源的可互訪性是我們研究的重點(diǎn)。

現(xiàn)階段在IPv4、IPv6網(wǎng)絡(luò)互通問題上，主要有三種方式：

1)雙棧技術(shù)：

實(shí)現(xiàn)IPv6結(jié)點(diǎn)與IPv4結(jié)點(diǎn)互通的最直接的方式是在IPv6結(jié)點(diǎn)中加入IPv4協(xié)議棧。具有雙協(xié)議棧的結(jié)點(diǎn)稱作“IPv6/v4結(jié)點(diǎn)”，這些結(jié)點(diǎn)既可以收發(fā)IPv4分組，也可以收發(fā)IPv6分組。它們可以使用IPv4與IPv4結(jié)點(diǎn)互通，也可以直接使用IPv6與IPv6結(jié)點(diǎn)互通。但是這樣雙棧結(jié)點(diǎn)仍需要IPv4地址，并沒有緩解IPv4地址枯竭的問題。

2)隧道技術(shù)：

在IPv6發(fā)展初期，必然有許多局部的純IPv6網(wǎng)絡(luò)，這些IPv6網(wǎng)絡(luò)被IPv4骨干網(wǎng)絡(luò)隔離開來，為了使這些孤立的“IPv6島”互通，就采取隧道技術(shù)的方式來解決。即在IPv6網(wǎng)絡(luò)與IPv4網(wǎng)絡(luò)間的隧道入口處，路由器將IPv6的數(shù)據(jù)分組封裝入IPv4中，IPv4分組的源地址和目的地址分別是隧道入口和出口的IPv4地址。在隧道的出口處再將IPv6分組取出轉(zhuǎn)發(fā)給目的節(jié)點(diǎn)。以此來穿越現(xiàn)存IPv4因特網(wǎng)的隧道技術(shù)將許多個(gè)“IPv6孤島”連接起來，逐步擴(kuò)大IPv6的實(shí)現(xiàn)范圍。但是隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷擴(kuò)大，需要的隧道也越來越多，使得網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性受到了限制。

3)協(xié)議轉(zhuǎn)換技術(shù)：

其主要思想是需借助于中間的協(xié)議轉(zhuǎn)換服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)IPv6與IPv4節(jié)點(diǎn)間的通信，此協(xié)議轉(zhuǎn)換服務(wù)器的主要功能是把網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議頭進(jìn)行IPv6與IPv4的轉(zhuǎn)換，以適應(yīng)對(duì)端的協(xié)議類型。這種方式可以最直接的實(shí)現(xiàn)IPv4網(wǎng)絡(luò)和IPv6網(wǎng)絡(luò)的互通。

同時(shí)，我們還可以看到，因?yàn)楝F(xiàn)在基于IPv4的網(wǎng)絡(luò)還是占統(tǒng)治地位，絕大多數(shù)結(jié)點(diǎn)尤其是服務(wù)器都是處在IPv4網(wǎng)絡(luò)中。現(xiàn)階段IPv6網(wǎng)絡(luò)只是作為一個(gè)小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)接入到基于IPv4的因特網(wǎng)中。因此從IPv6網(wǎng)絡(luò)向IPv4網(wǎng)絡(luò)發(fā)起連接這種場(chǎng)景是現(xiàn)在各個(gè)研究機(jī)構(gòu)研究的重點(diǎn)。NAT64就是這樣一種技術(shù)。

2.NAT64

NAT64是一項(xiàng)IPv6和IPv4共存演進(jìn)策略。它使純IPv6用戶可以和純IPv4服務(wù)器建立直接連接，并且支持純IPv6和純IPv4節(jié)點(diǎn)間的P2P應(yīng)用。它能夠通過對(duì)IPv4服務(wù)器地址增減IPv6地址前綴和對(duì)IPv6用戶端的地址映射來達(dá)到IPv4/v6包相互轉(zhuǎn)換的目的。DNS64是與NAT64協(xié)同工作的域名機(jī)制。通過向IPv4地址增加分配給NAT64設(shè)備的IPv6前綴來形成IPv6地址，它能將A級(jí)資源記錄轉(zhuǎn)化為AAAA級(jí)資源記錄。

NAT64機(jī)制在有兩個(gè)接口的NAT64盒中實(shí)現(xiàn)，其中一個(gè)接口為IPv4接口，需連接到IPv4網(wǎng)絡(luò)中，而另一個(gè)接口則需連接到IPv6網(wǎng)絡(luò)中。在IPv6網(wǎng)絡(luò)中生成的向IPv4網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)傳送的包將被送到NAT64盒。NAT64盒將對(duì)這些包進(jìn)行翻譯然后將它們以IPv4包的形式通過IPv4網(wǎng)絡(luò)傳遞給IPv4接收節(jié)點(diǎn)。但當(dāng)IPv4網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的包要向IPv6網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)傳遞時(shí)便不是這樣了，它是通過綁帶IPv6地址池(其中的地址稱為IPv6過渡地址)和IPv4地址池(其中地址稱為IPv4過渡地址)來實(shí)現(xiàn)的。這種綁定狀態(tài)是在第一個(gè)由IPv6網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生向IPv4網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌环g時(shí)產(chǎn)生的。一旦這種綁定狀態(tài)出現(xiàn)，數(shù)據(jù)包向任一個(gè)方向的傳遞都是按照這個(gè)方式翻譯的。這樣的結(jié)果是NAT64只支持由純IPv6節(jié)點(diǎn)發(fā)起的向純IPv4服務(wù)器的通信。