專利名稱：端到端運營商級路由器和家庭網(wǎng)關(guān)組合的IPv4/IPv6分組轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
端到端運營商級路由器和家庭網(wǎng)關(guān)組合的IPv4/IPv6分組轉(zhuǎn)換方法屬于計算機網(wǎng)絡(luò)技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為全世界最重要的信息基礎(chǔ)設(shè)施，但目前互聯(lián)網(wǎng)廣泛使用的第四版網(wǎng)絡(luò) 協(xié)議IPv4的地址的尋址范圍只有232，即43億地址，根據(jù)目前IPv4地址的分配速度，預(yù) 計在2011年之后，IPv4地址即將分配完畢。
目前中國網(wǎng)民人口的絕對數(shù)已經(jīng)成為世界第一，但互聯(lián)網(wǎng)的普及率只有19%，低于 全世界的平均水平(21%)，并遠(yuǎn)低于世界發(fā)達(dá)國家的水平(70%)。同時，均每個中國 網(wǎng)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(yán)重的。
為了解決IPv4地址不夠用的問題，國際互聯(lián)網(wǎng)工程組(IETF)設(shè)計了第六版網(wǎng)絡(luò)協(xié) 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(xié)議于IPv4 協(xié)議是不兼容的，不能很好的互聯(lián)互通。當(dāng)時設(shè)計的理念是用"雙協(xié)議棧"的方法解決互 聯(lián)互通的問題，但近十年IPv6推廣的經(jīng)驗和教訓(xùn)證明，不能訪問IPv4眾多網(wǎng)絡(luò)信息資源， 不能與IPv4眾多的用戶通信的IPv6網(wǎng)絡(luò)是不可能發(fā)展起來的。
地址轉(zhuǎn)換和協(xié)議轉(zhuǎn)換是解決IPv4和IPv6互聯(lián)互通的方法，如IETF標(biāo)準(zhǔn)中定義的 NAT-PT (RFC2766)，但NAT-PT是基于狀態(tài)的轉(zhuǎn)換方法，可擴展性差，已經(jīng)被IETF歸 為歷史標(biāo)準(zhǔn)，為期待更好的IPv4/IPv6過渡和共存標(biāo)準(zhǔn)讓路。
近期，各研究組織向IETF提交的IPv4/IPv6過渡和共存的標(biāo)準(zhǔn)草案有從IPv6向IPv4 發(fā)起訪問IPv4/IPv6過渡技術(shù)的NAT64和從IPv6向IPv4及從IPv4向IPv6雙向發(fā)起訪問 的無狀態(tài)(或最小狀態(tài))地址前綴IPv4/IPv6過渡技術(shù)IVI。無狀態(tài)的地址轉(zhuǎn)換和協(xié)議轉(zhuǎn) 換方法，具有可擴展性，但其IPv4到IPv6之間采用1:1地址映射，不能夠有效地利用緊 缺的IPv4地址資源，因此只能用于IPv6的服務(wù)器到IPv4服務(wù)器或客戶機及IPv4服務(wù)器 /客戶機到IPv6服務(wù)器的地址互訪。有狀態(tài)的地址轉(zhuǎn)換和協(xié)議轉(zhuǎn)換的方法，可以支持IPv4 到IPv6地址之間1:N的映射，并且可擴展性稍好于NAT-PT，但僅支持IPv6客戶機發(fā)起 的通信，具有很大的局限性。本發(fā)明的基本原理是在無狀態(tài)地址轉(zhuǎn)換和協(xié)議轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上，利用傳輸層端口可以區(qū) 別通信進(jìn)程的原理，把IPv4地址和傳輸層端口映射到指定的IPv6聚類地址之中，從而把 IPv4到IPv6之間1:1的無狀態(tài)映射擴展到1:N映射，可以充分利用緊缺的IPv4地址資源， 具有很好的可擴展性，并能保持雙向發(fā)起通信的能力。因此可以全面系統(tǒng)地解決IPv4和 IPv6共存和過渡的問題，具有非常大的應(yīng)用前景。
本發(fā)明的基本特征包括1)采用IPv4地址加傳輸層端口嵌入IPv6地址的第一類編 碼格式在運營商的一個IPv6地址的子集與運營商的一個IPv4地址加傳輸層端口的子集之 間建立唯一的映射關(guān)系；2)采用IPv4地址嵌入IPv6地址的第二類編碼格式在全球IPv4 地址與運營商的一個IPv6地址的子集之間建立唯一的映射關(guān)系；3)采用二級轉(zhuǎn)換方法， 在全球IPv4網(wǎng)絡(luò)和運營商的IPv6網(wǎng)絡(luò)邊界間采用無狀態(tài)的第一級轉(zhuǎn)換方法；在運營商的 IPv6網(wǎng)絡(luò)和采用IPv4/IPv6雙棧協(xié)議的主機用戶邊界采用最小狀態(tài)的第二級轉(zhuǎn)換方法，利 用最小狀態(tài)的端口沖突避免算法。4)利用域名轉(zhuǎn)換的方法把IPv4域名記錄轉(zhuǎn)換為IPv6 域名記錄；5)接入IPv6單棧網(wǎng)絡(luò)的多個IPv4/IPv6計算機用戶可以共享同一個IPv4地址 并與全球IPv4網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向發(fā)起的端對端的通信，同時可以和全球IPv6網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全功能 通信。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在保持無狀態(tài)和最小狀態(tài)的情況下，采用二級轉(zhuǎn)換方法實現(xiàn)端到端 IPv4/IPv6分組包轉(zhuǎn)換方法，在全球IPv4網(wǎng)絡(luò)和運營商的IPv6網(wǎng)絡(luò)邊界間采用基于無狀 態(tài)的第一級轉(zhuǎn)換方法的運營商級轉(zhuǎn)換路由器，在運營商的IPv6網(wǎng)絡(luò)和采用IPv4/IPv6雙棧 協(xié)議的主機用戶之間采用基于最小狀態(tài)的第二級轉(zhuǎn)換方法的家庭網(wǎng)關(guān)，使接入IPv6單棧 網(wǎng)絡(luò)的多個IPv4/IPv6雙棧協(xié)議用戶可以共享同一個IPv4地址并與全球IPv4網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙 向發(fā)起的端對端的通信，同時可以和全球IPv6網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全功能通信。本發(fā)明中分別連入 IPv4、 IPv6網(wǎng)絡(luò)的主機端到端通信結(jié)構(gòu)圖如

圖1所示。
端到端運營商級路由器和家庭網(wǎng)關(guān)組合的IPv4/IPv6分組轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所 述方法是在互聯(lián)網(wǎng)中依次按以下步驟實現(xiàn)的 步驟(1)初始化
步驟(1.1)把IPv4地址分為以下兩類
第一類，運營商準(zhǔn)備給IPv6主機使用的IPv4地址塊，
第二類，全球的IPv4地址，其中含所述運營商自己的，且不屬于所述IPv6主機的 IPv4地址塊，
6步驟(1.2)定義以下兩類編碼格式 所述第一類地址采用把IPv4地址加傳輸層端口嵌入所述IPv6地址的編碼格式，稱為 第一類編碼格式；在基于運營商32位聚類前綴的IPv6地址格式中的第32+n位嵌入32 位IPv4地址，n小于32，構(gòu)成IVI前綴，同時在第96位至111位嵌入地址復(fù)用比M， 在第112位至128位嵌入端口位移值么其中A ( 0 2 AS M -1 )如在64+n到95位之間 有空余位則填充全0; —個IPv4地址可以通過區(qū)分傳輸層端口，同時供M個IPv6主機 使用，
所述第一類地址采用把IPv4地址直接嵌入所述IPv6地址的編碼格式，稱為第二類編 碼格式;在所述運營商基于32位聚類前綴的IPv6地址格式中的第32+n位嵌入32位IPv4 地址，n小于32，構(gòu)成IVI前綴，同時在64+n至U 128位之間空余位填充全0;全球任意 一臺可尋址的IPv4主機都可以有一個IPv6地址與之對應(yīng)
所述由以上IVI前綴構(gòu)成的兩類IVI地址使得所述IPv4地址和IPv6地址的子集之間 具有唯一的、雙向的映射關(guān)系，形成IVI地址轉(zhuǎn)換規(guī)則；
步驟(1.3)定義下述傳輸層端口映射算法PCA，以使當(dāng)采用第一種編碼格式的IPv6 主機發(fā)起通信時把隨機產(chǎn)生的傳輸層源端口映射到由所述第一類編碼格式所描述的端口 范圍；
先排除0-1024端口和其它眾所周知的端口 ，再為所述采用第一類編碼格式的IPv6主 機列出所允許的端口映射表，根據(jù)請求順序，把隨機產(chǎn)生的傳輸層源端口映射到此映射表， 在設(shè)定的時間段內(nèi)監(jiān)測后續(xù)的此類分組，以使當(dāng)不再有后續(xù)分組到達(dá)時，釋放所述端口映 射表的對應(yīng)表項，以備后用；
步驟(2):園區(qū)網(wǎng)內(nèi)的IPv6/IPv4計算機通過常規(guī)域名服務(wù)器査詢域名，根據(jù)査詢結(jié)果決 定發(fā)送IPv6分組或IPv4分組；
步驟(3):園區(qū)網(wǎng)內(nèi)的IPv6/IPv4計算機發(fā)送分組； 步驟(4):家庭網(wǎng)關(guān)接收IPv4/IPv6分組；
步驟(4.1):判斷分組版本，如為IPv4，執(zhí)行步驟(4.2)，如為IPv6，執(zhí)行步驟(4.6); 步驟(4.2):目標(biāo)地址按第二類編碼格式轉(zhuǎn)換為IPv6地址，目標(biāo)端口不變， 步驟(4.3):源地址按第一類編碼格式轉(zhuǎn)換為IPv6地址，源端口作PCA映射， 步驟(4.4):按RFC2766執(zhí)行除地址轉(zhuǎn)換之外的其它處理程序； 步驟(4.5):發(fā)送IPv6分組；
步驟(5):無狀態(tài)的運營商級的IPv4/IPv6轉(zhuǎn)換路由器接收IPv6分組；步驟(5.1):目標(biāo)地址按第二類編碼格式轉(zhuǎn)換為IPv4地址，目標(biāo)端口不變， 步驟(5.2):源地址按第一類編碼格式轉(zhuǎn)換為IPv4地址，源端口不變， 步驟(5.3):按RFC2766執(zhí)行除地址轉(zhuǎn)換之外的其它處理程序； 步驟(5.4):發(fā)送IPv4分組；
步驟(6):全球互聯(lián)網(wǎng)上的目標(biāo)IPv4計算機接收分組；
步驟(7):全球互聯(lián)網(wǎng)上的該IPv4計算機對本發(fā)明所支持的IPv6/IPv4計算機發(fā)送分組；
步驟(8):無狀態(tài)的運營商級的IPv4/IPv6轉(zhuǎn)換路由器接收IPv4分組，
步驟(8.1):目標(biāo)地址按第一類編碼格式轉(zhuǎn)換為IPv6地址，目標(biāo)端口不變，
步驟(8.2):源地址按第二類編碼格式轉(zhuǎn)換為IPv6地址，源端口不變，
步驟(8.3):按RFC2766執(zhí)行除地址轉(zhuǎn)換之外的其它處理程序；
步驟(8.4):發(fā)送IPv6分組至IPv6單棧網(wǎng)絡(luò)；
步驟(9):家庭網(wǎng)關(guān)接收IPv6分組；
步驟(9.1):判斷源地址是否為IVI地址，如是，執(zhí)行步驟(9.2)，如不是，執(zhí)行步驟(9.6); 步驟(9.2):目標(biāo)地址按第一類編碼格式轉(zhuǎn)換為IPv4地址，目標(biāo)端口作PCA映射， 步驟(9.3):源地址按第二類編碼格式轉(zhuǎn)換為IPv4地址，源端口不變， 步驟(9.4):按RFC2766執(zhí)行除地址轉(zhuǎn)換之外的其它處理程序；
步驟(9.5):發(fā)送IPv4分組；執(zhí)行步驟(5); 步驟(9.6):發(fā)送IPv6分組，執(zhí)行步驟(5); 步驟(10): IPv6/IPv4計算機接收分組； 步驟(11):返回步驟(2);
由全球互聯(lián)網(wǎng)上任意的IPv4計算機發(fā)起的與由IPv6網(wǎng)絡(luò)中使用由IVI前綴構(gòu)成的IVI 地址的IPv6計算機通信的步驟也可以仿上述步驟描述，由步驟(7)開始執(zhí)行。
對于由多個不同的IVI前綴構(gòu)成的IPv6 IVI地址的主機與全球IPv4網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向發(fā) 起的端對端的通信及和全球IPv6網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全功能通信，能使用以上描述的步驟。
家庭網(wǎng)關(guān)的功能也可以在用戶計算機上實現(xiàn)。
實驗測試結(jié)果表明本發(fā)明所描述的方法可以高效率地利用IPv4地址資源，并可以保 持第一級IPv4/IPv6分組轉(zhuǎn)換器的無狀態(tài)性，全面地解決IPv4主機和IPv6主機端到端雙 向互通的問題，為IPv4/IPv6網(wǎng)絡(luò)的共存和過渡提供了簡單、高效的解決方案。圖1 分別連入IPv4、 IPv6網(wǎng)絡(luò)的主機端到端通信結(jié)構(gòu)圖。
圖2編碼格式，(a) IPv4地址加傳輸層端口嵌入IPv6地址的第一類編碼格式；(b) IPv4
地址嵌入IPv6地址的第二類編碼格式。 圖3 無狀態(tài)的運營商級的IPv4/IPv6轉(zhuǎn)換路由器地址和傳輸層端口映射實例(M=4)。 圖4 本發(fā)明方法工作流程框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明所述方法的關(guān)鍵技術(shù)包括IPv4地址加傳輸層端口嵌入IPv6地址的第一類編 碼格式和IPv4地址嵌入IPv6地址的第二類編碼格式；在IPv4地址和IPv6地址的子集之 間建立具有唯一的、雙向的映射關(guān)系(IVI地址轉(zhuǎn)換規(guī)則)； 一種傳輸層端口映射算法 (PCA)，根據(jù)IPv6地址自動選擇通信所使用的傳輸層源端口； 一種域名轉(zhuǎn)換方法；采用 二級轉(zhuǎn)換器的IPv4/IPv6分組轉(zhuǎn)換方法。 (1) IPv4地址加傳輸層端口嵌入IPv6地址的第一類編碼格式和IPv4地址嵌入IPv6地 址的第二類編碼格式
為了達(dá)到無狀態(tài)、端對端的IPv4/IPv6分組轉(zhuǎn)換，必須在IPv4地址和IPv6地址之間 建立唯一的映射關(guān)系，同時這種映射關(guān)系必須由地址本身自我描述。這個問題的第一個難 點是由于IPv6地址空間比IPv4地址空間大很多，對任意的IPv6地址與IPv4地址之間建 立唯一的映射關(guān)系是不可能的。本發(fā)明巧妙地選擇一個IPv6的子集，與IPv4地址之間建 立唯一的映射關(guān)系。這個問題的第二個難點是要保證產(chǎn)生的IPv6地址是可以全球可達(dá)的。 本發(fā)明采用了IVI前綴的方法，即運營商前綴加若干位之后嵌入IPv4地址，綜合考慮了 地址的聚類性，IPv6地址的利用率等需求。這個問題的第三個難點是要高效的利用緊缺 的IPv4地址資源。本發(fā)明，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實際的使用情況，在任意時刻，并發(fā)的通信進(jìn)程數(shù) 一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于并發(fā)進(jìn)程數(shù)的理論最大值65536，因此利用IPv4地址和端口的組合與IPv6 地址相對應(yīng)，大大提高了 IPv4地址的利用率。如最大允許的并發(fā)端口數(shù)為256,則IPv4 她址的服用率可以高達(dá)256，即1個IPv4 C類地址可以當(dāng)1個IPv4 B類地址用，1個IPv4 B類地址可以當(dāng)一個IPv4 A類地址用，1個IPv4 A類地址具有與目前互聯(lián)網(wǎng)一樣大的地 址空間43億地址。同時，把地址利用率和端口位移值嵌入IPv6地址的后32位，使映射 關(guān)系可以由地址本身自我描述。這產(chǎn)生了第一類地址編碼格式，如圖2 (a)所示。對于 目前正在給IPv4主機使用的IPv4地址，不需要由本運營商對其進(jìn)行復(fù)用，因此定義了第 二類地址編碼格式，如圖2 (b)所示。(2) 在IPv4地址和IPv6地址的子集之間建立具有唯一的、雙向的映射關(guān)系(IVI地址 轉(zhuǎn)換規(guī)則)
如(O所述，為了達(dá)到無狀態(tài)、端對端的IPv4/IPv6分組轉(zhuǎn)換，必須在IPv4地址和 IPv6地址之間建立唯一的映射關(guān)系，同時這種映射關(guān)系必須由地址本身自我描述。使全 球任意一臺可尋址的IPv4主機都可以有一個IPv6地址與之對應(yīng)是簡單的，但使IPv6地 址有唯一的IPv4地址相對應(yīng)是一個難點。本發(fā)明把IPv4地址分為兩類，第一類是運營商 自己的，準(zhǔn)備給IPv6主機使用的IPv4地址塊，第二類是全球的IPv4地址(含運營商自 己的，不用于IPv6主機的IPv4地址塊)；對于第一類IPv4地址塊，采用第一類編碼格式， 并選擇IPv4地址的傳輸層端口復(fù)用比M和端口位移值A(chǔ): (0《A:SM-1)，即一個IPv4 地址可以通過區(qū)分傳輸層端口，同時供M個IPv6主機使用；對于第二類IPv4地址塊， 采用第二類編碼格式，即全球任意一臺可尋址的IPv4主機都可以有一個IPv6地址與之對 應(yīng)；這樣可以實現(xiàn)分別接入IPv4和IPv6互聯(lián)網(wǎng)的端系統(tǒng)，雙向發(fā)起的通信；轉(zhuǎn)換地址后 的分組進(jìn)行由RFC2765描述的方法進(jìn)行處理。
(3) —種傳輸層端口映射算法(PCA)，根據(jù)IPv6地址自動選擇通信所使用的傳輸層源 端口
互聯(lián)網(wǎng)通信的基本元素為五元組，即協(xié)議類型，源地址，原端口，目標(biāo)地址，目標(biāo)端 口。當(dāng)通過地址復(fù)用的IPv6地址為目標(biāo)地址時，根據(jù)第一類編碼格式，由目標(biāo)端口可以 唯一的確定IPv6地址。但當(dāng)IPv6主機發(fā)起與IPv4服務(wù)器的通信時，IPv6主機將產(chǎn)生隨 機源端口，這個源端口不一定落到此IPv6主機所能允許的端口范圍。本發(fā)明根據(jù)第一類 編碼格式，對于采用這種編碼格式的主機，當(dāng)其發(fā)起通信時，其隨機產(chǎn)生的傳輸層源端口 必須映射到由第一類編碼格式所描述的端口范圍，其基本算法為把0-1024和其它眾所周 知端口 (well-knownport)排除后對每一個第一類編碼格式的主機列出所允許的端口映射 表，根據(jù)請求順序，把隨機產(chǎn)生的傳輸層源端口映射到此映射表，同時監(jiān)測后續(xù)的此類分 組，當(dāng)其在一段時間內(nèi)不出現(xiàn)時，釋放映射表的對應(yīng)表項，以供新的隨機產(chǎn)生的傳輸層源 端口使用。因此可以解決端口映射的問題。無狀態(tài)的運營商級的lPv4/IPv6轉(zhuǎn)換路由器地 址和傳輸層端口映射實例(il/=4)如圖3所示。
(4) 域名轉(zhuǎn)換方法
IPv4/IPv6雙棧協(xié)議用戶計算機訪問全球IPv4互聯(lián)網(wǎng)的資源時，可以通過常規(guī)域名解 析服務(wù)訪問相應(yīng)的IPv4地址或IPv6地址(IVI地址)。當(dāng)全球IPv4互聯(lián)網(wǎng)上的任意IPv4 主機訪問IPv4/IPv6雙棧協(xié)議用戶計算機時，通過域名解析出該IPv6地址經(jīng)IVI轉(zhuǎn)換規(guī)則產(chǎn)生的對應(yīng)IPv4地址。 (5)采用二級轉(zhuǎn)換器的IPv4/IPv6分組轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明采用二級轉(zhuǎn)換的方法，第一級為無狀態(tài)IPv4/IPv6地址轉(zhuǎn)換，基于該方法的運 營商級轉(zhuǎn)換路由器設(shè)置在運營商的IPv6單棧網(wǎng)絡(luò)與IPv4網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的邊界上，具有很好的 可擴展性。第二級為最小狀態(tài)的IPv6/IPv4地址轉(zhuǎn)換和端口映射方法，基于該方法的家庭 網(wǎng)關(guān)設(shè)置在運營商的IPv6網(wǎng)絡(luò)和采用IPv4/IPv6雙棧協(xié)議的主機用戶之間。本發(fā)明方法工 作流程如圖4所示。
權(quán)利要求
1. 端到端運營商級路由器和家庭網(wǎng)關(guān)組合的IPv4/IPv6分組轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，所述方法是在互聯(lián)網(wǎng)中依次按以下步驟實現(xiàn)的步驟(1)初始化步驟(1. 1)把IPv4地址分為以下兩類第一類，運營商準(zhǔn)備給IPv6主機使用的IPv4地址塊，第二類，全球的IPv4地址，其中含所述運營商自己的，且不屬于所述IPv6主機的IPv4地址塊，步驟(1. 2)定義以下兩類編碼格式所述第一類地址采用把IPv4地址加傳輸層端口嵌入所述IPv6地址的編碼格式，稱為第一類編碼格式；在基于運營商32位聚類前綴的IPv6地址格式中的第32+n位嵌入32位IPv4地址，n小于32，構(gòu)成IVI前綴，同時在第96位至111位嵌入地址復(fù)用比M，在第112位至128位嵌入端口位移值k，其中k(0≤k≤M-1)如在64+n到95位之間有空余位則填充全0；一個IPv4地址可以通過區(qū)分傳輸層端口，同時供M個IPv6主機使用，所述第一類地址采用把IPv4地址直接嵌入所述IPv6地址的編碼格式，稱為第二類編碼格式；在所述運營商基于32位聚類前綴的IPv6地址格式中的第32+n位嵌入32位IPv4地址，n小于32，構(gòu)成IVI前綴，同時在64+n到128位之間空余位填充全0；全球任意一臺可尋址的IPv4主機都可以有一個IPv6地址與之對應(yīng)所述由以上IVI前綴構(gòu)成的兩類IVI地址使得所述IPv4地址和IPv6地址的子集之間具有唯一的、雙向的映射關(guān)系，形成IVI地址轉(zhuǎn)換規(guī)則；步驟(1. 3)定義下述傳輸層端口映射算法PCA，以使當(dāng)采用第一種編碼格式的IPv6主機發(fā)起通信時把隨機產(chǎn)生的傳輸層源端口映射到由所述第一類編碼格式所描述的端口范圍；先排除0-1024端口和其它眾所周知的端口，再為所述采用第一類編碼格式的IPv6主機列出所允許的端口映射表，根據(jù)請求順序，把隨機產(chǎn)生的傳輸層源端口映射到此映射表，在設(shè)定的時間段內(nèi)監(jiān)測后續(xù)的此類分組，以使當(dāng)不再有后續(xù)分組到達(dá)時，釋放所述端口映射表的對應(yīng)表項，以備后用；步驟(2)園區(qū)網(wǎng)內(nèi)的IPv6/IPv4計算機通過常規(guī)域名服務(wù)器查詢域名，根據(jù)查詢結(jié)果決定發(fā)送IPv6分組或IPv4分組；步驟(3)園區(qū)網(wǎng)內(nèi)的IPv6/IPv4計算機發(fā)送分組；步驟(4)家庭網(wǎng)關(guān)接收IPv4/IPv6分組；步驟(4. 1)判斷分組版本，如為IPv4，執(zhí)行步驟(4.2)，如為IPv6，執(zhí)行步驟(4.6)；步驟(4. 2)目標(biāo)地址按第二類編碼格式轉(zhuǎn)換為IPv6地址，目標(biāo)端口不變，步驟(4. 3)源地址按第一類編碼格式轉(zhuǎn)換為IPv6地址，源端口作PCA映射，步驟(4. 4)按RFC2766執(zhí)行除地址轉(zhuǎn)換之外的其它處理程序；步驟(4. 5)發(fā)送IPv6分組；步驟(5)無狀態(tài)的運營商級的IPv4/IPv6轉(zhuǎn)換路由器接收IPv6分組；步驟(5. 1)目標(biāo)地址按第二類編碼格式轉(zhuǎn)換為IPv4地址，目標(biāo)端口不變，步驟(5. 2)源地址按第一類編碼格式轉(zhuǎn)換為IPv4地址，源端口不變，步驟(5. 3)按RFC2766執(zhí)行除地址轉(zhuǎn)換之外的其它處理程序；步驟(5. 4)發(fā)送IPv4分組；步驟(6)全球互聯(lián)網(wǎng)上的目標(biāo)IPv4計算機接收分組；步驟(7)全球互聯(lián)網(wǎng)上的該IPv4計算機對本發(fā)明所支持的IPv6/IPv4計算機發(fā)送分組；步驟(8)無狀態(tài)的運營商級的IPv4/IPv6轉(zhuǎn)換路由器接收IPv4分組，步驟(8. 1)目標(biāo)地址按第一類編碼格式轉(zhuǎn)換為IPv6地址，目標(biāo)端口不變，步驟(8. 2)源地址按第二類編碼格式轉(zhuǎn)換為IPv6地址，源端口不變，步驟(8. 3)按RFC2766執(zhí)行除地址轉(zhuǎn)換之外的其它處理程序；步驟(8. 4)發(fā)送IPv6分組至IPv6單棧網(wǎng)絡(luò)；步驟(9)家庭網(wǎng)關(guān)接收IPv6分組；步驟(9. 1)判斷源地址是否為IVI地址，如是，執(zhí)行步驟(9.2)，如不是，執(zhí)行步驟(9.6)；步驟(9. 2)目標(biāo)地址按第一類編碼格式轉(zhuǎn)換為IPv4地址，目標(biāo)端口作PCA映射，步驟(9. 3)源地址按第二類編碼格式轉(zhuǎn)換為IPv4地址，源端口不變，步驟(9. 4)按RFC2766執(zhí)行除地址轉(zhuǎn)換之外的其它處理程序；步驟(9. 5)發(fā)送IPv4分組；執(zhí)行步驟(5)；步驟(9. 6)發(fā)送IPv6分組，執(zhí)行步驟(5)；步驟(10)IPv6/IPv4計算機接收分組；步驟(11)返回步驟(2)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1中端到端運營商級路由器和家庭網(wǎng)關(guān)組合的IPv4/IPv6分組轉(zhuǎn)換方法， 其特征在于，由全球互聯(lián)網(wǎng)上任意的IPv4計算機發(fā)起的與由IPv6網(wǎng)絡(luò)中使用由IVI前綴 構(gòu)成的IVI地址的IPv6計算機通信的步驟也可以仿上述步驟描述，由步驟(7)開始執(zhí)行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1中端到端運營商級路由器和家庭網(wǎng)關(guān)組合的IPv4/IPv6分組轉(zhuǎn)換方法， 其特征在于，對于由多個不同的IVI前綴構(gòu)成的IPv6 IVI地址的主機與全球IPv4網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行 雙向發(fā)起的端對端的通信及和全球IPv6網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全功能通信，能使用以上描述的步驟。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1中端到端運營商級路由器和家庭網(wǎng)關(guān)組合的IPv4/IPv6分組轉(zhuǎn)換方法， 其特征在于，家庭網(wǎng)關(guān)的功能也可以在用戶計算機上實現(xiàn)。
全文摘要
端到端運營商級路由器和家庭網(wǎng)關(guān)組合的IPv4/IPv6分組轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，采用將IPv4地址加傳輸層端口嵌入IPv6地址的第一類編碼格式，在運營商的一個IPv6地址的子集與運營商的一個IPv4地址加傳輸層端口的子集之間建立唯一的映射關(guān)系；采用將IPv4地址嵌入IPv6地址的第二類編碼格式，在全球IPv4地址與運營商的一個IPv6地址的子集之間建立唯一的映射關(guān)系。在全球IPv4網(wǎng)絡(luò)和運營商的IPv6網(wǎng)絡(luò)邊界間采用無狀態(tài)的第一級轉(zhuǎn)換方法，在運營商的IPv6網(wǎng)絡(luò)和采用IPv4/IPv6雙棧用戶邊界采用最小狀態(tài)的第二級轉(zhuǎn)換方法，使用戶可以高效率地利用IPv4地址，與全球IPv4網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行雙向發(fā)起的端對端的通信，同時可以和全球IPv6網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全功能通信。
文檔編號H04L12/56GK101431478SQ20081024033
公開日2009年5月13日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月17日
發(fā)明者包叢笑, 吳建平, 弘 張, 朱韻成, 星 李, 陳茂科 申請人:清華大學(xué)