[發明專利]有狀態的IPv6與IPv4通信的映射表項及管理方法

有效

• 申請號: 201310269298.1
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN104253876B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 王宇亮;張開軍
• 申請（專利權）人: 比威網絡技術有限公司
• 主分類號: H04L29/12
• 分類號: H04L29/12;H04L12/781
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及IPv6網絡通信技術領域，特別涉及一種有狀態的IPv6與IPv4通信的映射表項及映射表項管理方法。

背景技術

計算機網絡的發展在短短的幾十年的時間里就經歷了從無到有，從簡單到復雜，從在一個房間里到遍布全球的過程。網絡給人們帶來了豐富的信息和全新的服務，同時也帶來了新的學習、工作和生活方式。隨著接入Internet的主機數量的不斷增長和網絡所能提供服務范圍的不斷擴展延伸，支撐網絡運行與提供網絡服務的網絡協議也在不斷的開發和完善中，現在的Internet正在由IPv4協議向IPv6協議過渡。然而在現代的計算機網絡系統中，路由器是最核心的連接設備。互聯網的飛速發展離不開路由器的技術革新。下一代互聯網對下一代IP路由器體系結構提出了新的需求。支持IPv4網絡與IPv6網絡互聯的路由器是下一代IP路由器發展的主流方向。

在支持IPv4網絡與IPv6網絡互聯的路由器體系結構中，如何對有狀態的IPv4數據流與IPv6數據流之間的映射表項進行合理設置和管理，從而提高硬件表項的利用率一直都是研究的熱點問題。目前映射表項一般是存儲在硬件器件上的，硬件器件的價格往往比較昂貴，并且能夠存儲的表項也是有限的。有狀態的IPv4數據流與IPv6數據流進行互通的時候，在支持IPv4網絡與IPv6網絡互聯的路由器上，需要記錄大量的IPv4數據流與IPv6數據流之間的映射關系。

有狀態的IPv6網絡與IPv4網絡通信完整的過程通常都是由兩部分組成的，即IPv6去往IPv4方向的，IPv4去往IPv6方向，因此針對一個數據流的映射表項是兩個表項。映射表項的設置分為數據部分和結果部分。數據部分的信息用來與流量中提取的特征字段來匹配，表項的設計原則是必需能夠唯一的命中一個數據流。結果部分是用來進行IPv4數據流與IPv6數據流的轉換和發送，因此必須能夠提供IPv6或IPv4協議的轉換信息以及轉換后的IPv4或IPv6報文的發送信息。按照常規的映射表項生成方法，IPv6去往IPv4方向的映射表項的數據部分為五元組<源IPv6地址，目的IPv6地址，IPv6報文源端口號，IPv6報文目的端口號，IPv6報文協議號>，結果部分為<源IPv4地址，目的IPv4地址，IPv4報文源端口號，IPv4報文目的端口號，IPv4出接口號>；IPv4去往IPv6方向的映射表項的數據部分為五元組<目的IPv4地址，源IPv4地址，IPv4報文目的端口號，IPv4報文源端口號，IPv4報文協議號>，結果部分為轉后后的<目的IPv6地址，源IPv6地址，IPv6報文目的端口號，IPv6報文源端口號，IPv6出接口號>。如果按照常規的映射表項生成方法，需要為每個數據流同時維護兩張映射表，這兩張映射表需要占用較大的硬件器件內存空間，并且在有狀態的IPv6網絡與IPv4網絡通信時映射表項的條目也將非常龐大，同時有狀態的IPv6網絡與IPv4網絡通信具有時效特點，會出現表項使用一段時間后不會再被使用的情況。

因此如何兼顧滿足有狀態的IPv6網絡與IPv4網絡通信需要并且避免硬件表項容量過載是防止支持有狀態的IPv6網絡與IPv4網絡通信路由器出現系統瓶頸的關鍵問題。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種有狀態的IPv6與IPv4通信的映射表項及映射表項管理方法，用于實現兼顧滿足有狀態的IPv6網絡與IPv4網絡通信需要并且避免硬件表項容量過載的目的。

（二）技術方案

本發明技術方案如下：

一種有狀態的IPv6與IPv4網絡通信映射表項，包括數據部分以及結果部分；

所述數據部分包括：源IPv6地址、IPv6源端口號、IPv6協議號、目的IPv4地址、IPv4報文目的端口號以及IPv4協議號；

所述結果部分包括：源IPv4地址、源IPv4端口號、IPv4下一跳地址、IPv4出接口號、目的IPv6地址、IPv6報文目的端口號、IPv6下一跳地址、IPv6出接口號以及硬件寄存器地址。

一種基于上述映射表項的映射表項管理方法，包括：

S1.初始化映射表項的內存空間以及硬件保活寄存器；

S2.接收IPv4報文或者IPv6報文，提取和生成映射表項信息；

S3.為硬件保活寄存器賦值1并向路由器硬件添加映射表項。

優選的，所述步驟S3之后還包括：

S4.在路由器硬件中映射表項超時后，對其進行回收。