[發明專利]在因特網協議版本4與因特網協議版本6網絡之間路由數據分組的方法和裝置

有效

• 申請號: 201080060228.X
• 申請日: 2010-10-20
• 公開（公告）號: CN102696202A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: M.卡西拉魯;J-L.格里莫爾特
• 申請（專利權）人: 法國電信公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L29/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 李芳華

技術領域

本發明的領域是電信網絡的領域，具體地是其中將數據分組從由源地址標識的源設備傳輸到由目的地址標識的目的設備的因特網協議（IP）電信網絡。

背景技術

這樣的電信網絡將專用于傳輸由連接到所述網絡的終端所發出的數據的多個設備、多條鏈路、和多個功能分組在一起。具體地，傳輸功能可通過激活路由和傳送協議來實現。下面，由運營商管理的電信網絡還稱作域（domain）。

IP網絡包括如下的裝置，該裝置已知為“路由器”，并且用于基于通過由路由器接收的每個分組所顯示的目的地址而將數據分組路由到它們的目的地。為此，所述路由器使用包括“路線”的“路由表”，每個路線由前綴（對多個地址共同）或完整地址（特定路線）構成。更精確地，所述路由器通過搜索對于所述目的地址和在所述路由表中提到的路線共同的最長比特序列，來確定它是如何路由所述分組的。

因特網服務提供商（ISP）部署專用的架構來使得能夠到達終端的用戶。IP連通性服務的接入是由ISP管理的，該ISP依賴于運營商的電信網絡，以將終端所發出的數據分組路由到它們的最終目的地。在某些環境下，所述服務提供商還是電信網絡的運營商。

這樣的ISP將IP地址（通常的公共地址）分配給放置在家庭網絡與公共網絡（即運營商的IP域）之間的家庭網關。所述家庭網關通常將私有IP地址分配到處于它的家庭網絡中的終端。

下面，術語“家庭網關”用于規定用于在私有域和由服務提供商運營的域之間提供互連性的任何設備，其中私有域可同樣地恰好是家庭網絡或商業網絡。此外，由ISP運營的域還通過術語“公共網絡”來指代。

按照已知的方式，作為通信橋放置在它的私有域的終端與運營商的IP域之間的家庭網關包括：其中它將私有域中的終端的私有IP地址與公共域中的網關的公共IP地址相關聯的表格。經常地，網關可用的公共IP地址的數目遠小于私有域中的終端潛在可用的私有IP地址的數目。在住宅環境中，網關幾乎總是僅具有可用于其的單一公共地址。

更精確地，當轉換離開私有域的數據分組的報頭時（用公共地址和公共端口替代私有地址和私有端口），網關選擇可用的公共端口。此后，對于去往所述公共地址和所述公共端口的進入分組，所述網關知道如何將所述報頭轉換為私有地址和私有端口（在將所述分組中繼到所關心的終端之前），因為它已經在表格中保留了在私有地址和私有端口與公共地址和公共端口之間的匹配關系。因此，在私有域的終端之間共享公共地址的使用。

對于本領域的技術人員而言，這個表格已知為“守護表”（natting?table），該術語是從代表“網絡地址翻譯器”的首字母縮寫NAT中推出的。為了能夠重新使用一些數目的地址，通常需要求助于網絡地址和端口翻譯(NAPT)機制。下面，所述術語“NAT”有時被用于“NAPT”，即使不嚴格準確。此外，可以使用各種類型的守護表，具體地，“完全錐形”、“端口限制”或實際“對稱”類型的表格。

具體地，基于因特網工程任務組（IETF）文獻請求注解(RFC)791來對傳統版本的IP地址系統（已知為“IPv4系統”）進行標準化。

IP服務提供商一般接受公共IPv4地址將不可避免地耗盡。

為了限制為一組客戶端提供IP連通性服務所需要的公共IPv4地址的數目，一些運營商已經進行并實現了用于雙倍NAT解決方案的建議，也稱作“運營商NAT”解決方案。它在于按照家庭網關使用它們的外出守護表中的私有地址（替代公共地址）的方式，激活運營商的電信網絡內的NAT功能。這樣，“運營商NAT”功能提供了從家庭網關的私有地址到公共地址的第二級翻譯，從而使得服務提供商能夠節約用于提供IP連通性服務所需要的不可忽視的數量的公共IPv4地址。

然而，所述“運營商NAT”解決方案呈現了幾個缺點，包括如下的缺點：

·通過引入第二級的地址和端口翻譯，必須將數據分組修改兩次，IP數據分組的處理變得更復雜；

·需要適應傳統的應用信令傳送協議或應用級網關（ALG）的實現，諸如域名系統（DNS）、文件傳輸協議（FTP）、或實際的會話發起協議（SIP）；例如，對于SIP，所使用的IP地址或端口在SIP信令傳送中被指定，并且對應的SIP消息需要通過SIPALG來修改，以考慮NAT；盡管這個功能可以實現在家庭網關級別，但是它的難度太大而不能在聯合（federate）了許多客戶端的運營商NAT的級別上實現；在變體中，當前用于終端的公共地址和端口需要被傳遞到SIP應用；以及