專利名稱：基于ds-lite的數(shù)據(jù)包發(fā)送方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信領域，具體而言，涉及一種在基于雙棧精簡版(Dual-Mack Lite, 簡稱為DS-Lite)的數(shù)據(jù)包發(fā)送方法及裝置。
背景技術：
第三代合作伙伴計劃(3rdGeneration Partnership Pro ject，簡稱為 3GPP)演 進的分組系統(tǒng)(Evolved Packet System，簡稱為EPS)由演進的通用移動通信系統(tǒng)陸地無 線接入網(wǎng)(Evolved UniversalTerrestrial Radio Access Network，簡稱為 E—UTRAN)、 移動管理單元(Mobility Management Entity，簡稱為 MME)、服務網(wǎng)關(ServingGateway， S-GW)、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡網(wǎng)關(Packet Data Network Gateway，簡稱為 P-GW 或者 PDN GW)、歸 屬用戶服務器(Home SubscriberServer，簡稱為HSS)、策略和計費規(guī)則功能(Policy and ChargingRules Function，簡稱為PCRF)實體及其他支撐節(jié)點組成。互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版(IPv6)過渡方法最早從1994年IETFNGTRAN工作組就開始 研究，1996年建立6Bone進行實驗，1998年發(fā)布第一組IPv6標準請求注解(Request For Comment，簡稱為RFC)，2003年NGTRAN工作組關閉，當時認為可能出現(xiàn)的主流技術都已經(jīng) 完成，之后IETF都沒有大批量產(chǎn)生關于IPv6的RFC，中國的CNGI實驗網(wǎng)也是在2003/2004 年達到第一個高點，當時CNGI網(wǎng)絡部署所采用的主要IPv6過渡技術都是當時產(chǎn)生的主 要IPv6相關的RFC，當時的過渡技術主要集中包括雙棧，翻譯和隧道三種技術。一直到 2007年，隨著雙棧精簡版(Dual-Mack Lite，簡稱為DS-Lite)，承載級網(wǎng)絡(Carrier Grade Network Address Translation，簡稱為 CGN)地址翻譯，地址加端口(Address+Port，簡稱 為 A+P)，IPv6 到 IPv4 的網(wǎng)絡地址轉換技術(Network Address Translation 6 to4，簡稱 為NAT64)等一系列新型過渡技術的提出，IETF在2008年重新達成一致將制定新的翻譯和 隧道技術。DS-Lite技術是在ietf組織中ipv6遷移技術的熱點，其可以看作是雙棧技術和傳 統(tǒng)的NAT44技術的巧妙結合。其核心思想主要體現(xiàn)在如下兩點1.通過ipv6 (或者隧道)技術來承載ipv4的數(shù)據(jù)包，使得只支持ipv4的應用能 夠運行在ipv6 only的承載網(wǎng)絡上。2.對傳統(tǒng)的ipV4toipV4的NAT機制做了細小的改動，增加作為承載網(wǎng)絡的ipv6 地址的前綴或者隧道的標識作為NAT翻譯的一個參數(shù)，從而達到復用ipv4私網(wǎng)地址的目 的。相同的ipv4私網(wǎng)地址可以讓不同的主機共享，通過不同的ipv6前綴或者隧道標識來 區(qū)分。

圖1為基于網(wǎng)關部署的DS-LITE的網(wǎng)絡結構圖，DS_LITE主要有兩種部署方式，一 種是基于主機的部署方式，一種是基于網(wǎng)關的部署方式。兩種方式的區(qū)別在于=DS-LITE隧 道的發(fā)起點是位于終端主機上還是位于網(wǎng)關設備上。顯而易見，基于網(wǎng)關的部署方式不需 要對于終端主機進行改動，更適應于移動網(wǎng)絡。從圖1可以看出DS_LITE的網(wǎng)絡主要包括 如下的功能實體
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DS-Iite Basic Bridging BroadBand element, ^ B4elementDS_LITE隧道的發(fā)起點，B4網(wǎng)元具有DS-lite隧道封裝的能力(例如， IPv4-in-IPv6封裝能力或者GRE，LTPv3等隧道封裝能力)，可以是一個獨立的設備也可以 集成到家庭網(wǎng)關或者主機上。DS-Iite Address Family Transition Router element, ^ AFTRIPv4-in-IPv6隧道的終結點，AFTR除了具備DS_LITE隧道的功能還需要具備DS_ LITE定義的IPv4-IPv4NAT功能，該IPv4_IPv4的NAT是基于傳統(tǒng)的IPv4_IPv4的NAT修改 而來。主要的改動是除了將源地址和端口號作為NAT映射的參數(shù)以外，還加入DS-Lite隧 道的標識(可以是ipv6的前綴也可以是GRE隧道的GRE Key等)作為NAT映射的參數(shù)，這 樣對于具有相同的源私網(wǎng)地址但封裝在不同DS_LITE隧道中的IP連接，NAT翻譯就可以根 據(jù)DS_LITE隧道標識來區(qū)分不同的IP連接。因此DS_LITE除了能解決ipv4業(yè)務在ipv6 承載網(wǎng)絡上的穿越，同時還能實現(xiàn)私網(wǎng)內(nèi)部的ipv4私網(wǎng)地址的復用。DS_LITE所能解決的問題，在移動核心網(wǎng)中有著廣泛的需求，如何在3GPP應用DS_ LITE技術是目前研究的熱點問題，以下介紹一種在3GPP中應用DS_LITE比較流行的技術方 案。該技術方案稱為網(wǎng)關發(fā)起的Dual stack Lite方案，也就是說DS_LITE的隧道 發(fā)起點位于P_GW(分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡網(wǎng)關)，而在3GPP核心網(wǎng)絡跟外部分組網(wǎng)絡的邊緣部署 CGN(Carrier Grade Network承載級別網(wǎng)絡設備)終結DS_LITE隧道。相當于P-GW實現(xiàn) DS_LITE B4網(wǎng)元的功能，而CGN實現(xiàn)AFTR的功能。該種技術方案的網(wǎng)絡結構圖如圖2所
7J\ ο圖3為網(wǎng)關發(fā)起的Dual stack Lite方案的技術示意圖。從圖3中可以看出采用 該技術方案，同一個P-GW下的不同移動終端可以分配相同的ipv4的私網(wǎng)地址，UE通過移 動服務網(wǎng)關(ServingGateway，簡稱為S-GW)和P-GW之間建立移動隧道，P-GW和CGN之間 建立DS_LITE隧道，不同移動終端可以分配系統(tǒng)相同的ipv4地址，但DS_LITE隧道的標識 不同，PGW負責連接移動終端對應DS_LITE隧道和移動隧道。對于移動終端的上行數(shù)據(jù)包， 在CGN上根據(jù)終端的ipv4私網(wǎng)地址和端口號來進行NAT翻譯，同時在NAT表中記錄下該 NAT翻譯對應的DS_LITE隧道標識；對于下行數(shù)據(jù)包，CGN在NAT翻譯中將公網(wǎng)地址對應到 移動終端的私網(wǎng)地址，同時根據(jù)NAT表(具體可以參見表1)中記錄的DS_LITE隧道標識匹 配到對應的DS_LITE隧道，把下行數(shù)據(jù)封裝在DS_LITE隧道中發(fā)送給P_GW，P-Gff根據(jù)建立 的DS_LITE隧道和移動隧道之間的對應關系將數(shù)據(jù)包從DS_LITE隧道中取出封裝在移動隧 道中再發(fā)送給UE。表1是根據(jù)相關技術的NAT翻譯表。如表1所示，該NAT翻譯表的左欄記錄的內(nèi) 容為=DS-LITE隧道標識/IPV4的私網(wǎng)地址/端口號，右欄記錄的內(nèi)容為IPV4的公網(wǎng)地址 /端口號，其中，在僅具有一個P-GW的情況下，根據(jù)左欄所示組合與左欄所示組合的一一對 應關系，可以進行一對一的NAT映射。表 1
DS—LITE隧道標識/IPv4的私網(wǎng)地址/端口號IPv4公網(wǎng)地址/端口號DS—LITE-1/IPV4 地址 a, b, c, d/TCP 端 口 1IPV4 公網(wǎng)地址 e. f. g. h/TCP 端口 權利要求
1.一種基于雙棧精簡版DS-LITE的數(shù)據(jù)包發(fā)送方法，其特征在于，包括 承載級網(wǎng)絡CGN通過DS-LITE隧道接收移動終端發(fā)送的上行數(shù)據(jù)包；所述CGN解析所述上行數(shù)據(jù)包得到DS-LITE隧道標識信息和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關P-GW標識 fn息；所述CGN根據(jù)所述DS-LITE隧道標識信息封裝下行數(shù)據(jù)包，并將封裝后的所述下行數(shù) 據(jù)包經(jīng)由所述P-GW標識信息所對應的P-GW發(fā)送至所述移動終端。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述P-GW標識信息包括以下至少之一 P-Gff的IPV6或IPV4地址信息、P-GW的IPV6或IPV4地址前綴信息、P-GW的標識字符串、與P-GW連接的CGN設備接口標識信息。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述CGN解析所述上行數(shù)據(jù)包得到 DS-LITE隧道標識信息和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關P-GW標識信息之后，所述方法還包括所述CGN將解析得到的所述DS-LITE隧道標識信息和所述P-GW標識信息，與上行數(shù)據(jù) 包的源地址和端口號組成第一組合；所述CGN將所述第一組合作為NAT翻譯的源信息，記錄在網(wǎng)絡地址轉換NAT翻譯表中。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述CGN解析所述上行數(shù)據(jù)包得到 DS-LITE隧道標識信息和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關P-GW標識信息時，所述方法還包括所述CGN對所述上行數(shù)據(jù)包中攜帶的源IPV4地址信息和源端口索引信息進行網(wǎng)絡地 址轉換翻譯，翻譯成目的IPV4地址信息和目的端口索引信息；所述CGN將所述目的IPV4地址信息和所述目的端口索引信息組成第二組合，并將所述 第二組合記錄在所述NAT翻譯表中。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，在所述CGN根據(jù)所述DS-LITE隧道標識信 息封裝下行數(shù)據(jù)包之前，所述方法還包括所述CGN接收來自于外部分組網(wǎng)絡的所述下行數(shù)據(jù)包；所述CGN對所述下行數(shù)據(jù)包中攜帶的所述目的IPV4地址信息和所述目的端口索引信 息進行網(wǎng)絡地址轉換翻譯；所述CGN根據(jù)翻譯結果獲取所述第一組合。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述CGN根據(jù)所述DS-LITE隧道標識信息 封裝下行數(shù)據(jù)包，并將封裝后的所述下行數(shù)據(jù)包經(jīng)由所述P-GW標識信息所對應的P-GW發(fā) 送至所述移動終端包括所述CGN根據(jù)獲取到的所述第一組合中包含的所述DS-LITE隧道標識信息將所述下行 數(shù)據(jù)包封裝在所述DS-LITE隧道中；所述CGN根據(jù)所述P-GW標識信息將封裝后的所述下行數(shù)據(jù)包發(fā)送至所述P-GW標識信 息對應的所述P-GW ；所述P-GW將所述下行數(shù)據(jù)包封裝在移動隧道中發(fā)送至所述移動終端。
7.一種基于雙棧精簡版DS-LITE的數(shù)據(jù)包發(fā)送裝置，其特征在于，包括 第一接收單元，用于通過DS-LITE隧道接收移動終端發(fā)送的上行數(shù)據(jù)包；解析單元，用于解析所述上行數(shù)據(jù)包得到DS-LITE隧道標識信息和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關P-GW 標識信息；發(fā)送單元，用于根據(jù)所述DS-LITE隧道標識信息封裝下行數(shù)據(jù)包，并將封裝后的所述下行數(shù)據(jù)包經(jīng)由所述P-GW標識信息所對應的P-GW發(fā)送至所述移動終端。
8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括第一組合單元，用于將解析得到的所述DS-LITE隧道標識信息和所述P-GW標識信息， 與上行數(shù)據(jù)包的源地址和端口號組成第一組合；第一記錄單元，用于將所述第一組合作為NAT翻譯的源信息，記錄在網(wǎng)絡地址轉換NAT 翻譯表中。
9.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括第一翻譯單元，用于對所述上行數(shù)據(jù)包中攜帶的源IPV4地址信息和源端口索引信息 進行網(wǎng)絡地址轉換翻譯，翻譯成目的IPV4地址信息和目的端口索引信息；第二組合單元，用于將所述目的IPV4地址信息和所述目的端口索引信息組成第二組合；第二記錄單元，用于將所述第二組合記錄在所述NAT翻譯表中。
10.根據(jù)權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括 第二接收單元，用于接收來自于外部分組網(wǎng)絡的所述下行數(shù)據(jù)包；第二翻譯單元，用于對所述下行數(shù)據(jù)包中攜帶的所述目的IPV4地址信息和所述目的 端口索引信息進行網(wǎng)絡地址轉換翻譯；獲取單元，用于根據(jù)翻譯結果獲取所述第一組合。
11.根據(jù)權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)送單元包括封裝模塊，用于根據(jù)獲取到的所述第一組合中包含的所述DS-LITE隧道標識信息將所 述下行數(shù)據(jù)包封裝在所述DS-LITE隧道中；第一發(fā)送模塊，用于根據(jù)所述P-GW標識信息將封裝后的所述下行數(shù)據(jù)包發(fā)送至所述 P-Gff標識信息對應的所述P-GW ；第二發(fā)送模塊，用于將所述下行數(shù)據(jù)包封裝在移動隧道中發(fā)送至所述移動終端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于雙棧精簡版的數(shù)據(jù)包發(fā)送方法及裝置。在上述方法中，承載級網(wǎng)絡CGN通過DS-LITE隧道接收移動終端發(fā)送的上行數(shù)據(jù)包；CGN解析上行數(shù)據(jù)包得到DS-LITE隧道標識信息和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關P-GW標識信息；CGN根據(jù)DS-LITE隧道標識信息封裝下行數(shù)據(jù)包，并將封裝后的下行數(shù)據(jù)包經(jīng)由P-GW標識信息所對應的P-GW發(fā)送至移動終端。根據(jù)本發(fā)明提供的上述技術方案，可以保證連接在同一個CGN不同P-GW上的DS-LITE隧道標識的唯一性，從而可以對不同P-GW上具有相同隧道標識的IP連接進行一對一NAT映射。
文檔編號H04L12/46GK102131233SQ201010001019
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月18日 優(yōu)先權日2010年1月18日
發(fā)明者周星月, 蔣陶 申請人:中興通訊股份有限公司