CN101119382A - IPv4网络与IPv6网络互相通信的方法及通信网元系统 - Google Patents
IPv4网络与IPv6网络互相通信的方法及通信网元系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及网络通信领域，具体为IPv4网络与IPv6网络互相通信的方法及通信网元系统，用以保证报文协议转换的处理能力，提高组网的灵活性。在本发明中，通过使用NAT－PT专用线卡，利用DNS－ALG来实现IPv4节点发起的到IPv6节点或者IPv6节点发起的到IPv4节点的访问。并且，由于在本发明中可以使用多个NAT－PT专用线卡，将待转换报文分担到不同的NAT－PT专用线卡上进行处理，实现负荷分担，达到提高报文协议转换处理能力，节省业务处理线卡和接口线卡上的硬件资源以便于业务扩展，以及提高组网灵活性的目的。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信领域，具体为IPv4网络与IPv6网络互相通信的方法及通信网元系统。
背景技术
由于地址空间的限制，IPv4(互联网协议版本4)技术逐渐会被下一代互联网协议IPv6(互联网协议版本6)技术所取代。IPv6在网络可扩展性、移动性、安全性、自动地址配置以及端到端的服务质量和承载业务能力等方面较IPv4有相当大的改进，最终将在3G(第三代)移动通信领域获得全面的应用。另一方面，由于目前IPv4网络的广泛应用，IPv6短期内不可能彻底取代IPv4，两种网络技术将长时间共存，直到完全过渡到IPv6阶段。如何实现IPv4网络与IPv6网络的互联互通和平滑过渡，是过渡期内需要解决的一个重要问题。IETF(因特网任务工作组)提出了网络设备和终端从IPv4到IPv6的三种主要过渡方式：双协议栈技术、隧道技术和协议翻译技术。
NAT-PT(Network Address Translation-Protocol Translation，网络地址转换协议转换)是一种协议翻译技术，涉及到IPv4和IPv6地址转换及协议转换，以适应对端的协议类型，从而实现IPv6单协议网络域内节点与IPv4单协议网络域内节点之间的互通。
在IPv4到IPv6过渡期间，考虑可能的组网应用，为实现IPv4单协议网络域内终端与IPv6单协议网络域内主机、服务器的通信，或者IPv6单协议网络域内终端与IPv4单协议网络域内主机、服务器的通信，需要在通信网元内安置NAT-PT网关，将往来的IPv4和IPv6报文相互转换。现有技术主要从协议转换或安全的层面改进NAT-PT技术，没有涉及到NAT-PT在通信网元中分布式环境下的实现和具体工作流程，而这正是NAT-PT技术中亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供IPv4网络与IPv6网络互相通信的方法及通信网元系统，用以保证报文协议转换的处理能力，提高组网的灵活性。
为了解决上述问题，本发明提供了一种IPv4网络到IPv6网络的通信方法，包括以下步骤：
A、互联网协议版本IPv4节点发起IPv6节点的名字查询请求到本地IPv4域名服务器DNS，所述名字查询请求中携带所述IPv6节点的标识信息；
B、所述IPv4 DNS服务器将携带所述IPv6节点的标识信息的IPv4 DNS查询报文发送到网络地址转换协议转换NAT-PT专用线卡；
C、所述NAT-PT专用线卡将所述IPv4 DNS查询报文转换成IPv6 DNS查询报文并发送到对应的IPv6 DNS服务器；
D、所述IPv6 DNS服务器根据所述IPv6节点的标识信息查询所述IPv6节点的地址信息，并将所述IPv6节点的地址信息携带在IPv6 DNS响应报文中发送给所述NAT-PT专用线卡；
E、所述NAT-PT专用线卡将所述IPv6 DNS响应报文转换成IPv4 DNS响应报文并发送给所述IPv4 DNS服务器，所述IPv4 DNS服务器将所述IPv4 DNS响应返回给所述IPv4节点。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述方法还包括以下步骤：
F、所述IPv4节点根据所述IPv4 DNS响应中携带的IPv6节点的地址信息发起到所述IPv6节点的IPv4通信报文；
G、所述NAT-PT专用线卡接收经业务处理后的所述IPv4通信报文，并将所述IPv4通信报文转换为IPv6通信报文发送给所述IPv6节点；
H、所述IPv6节点向所述NAT-PT专用线卡返回IPv6响应通信报文，所述NAT-PT专用线卡将所述IPv6响应通信报文转换为IPv4响应通信报文，所述IPv4响应通信报文在经业务处理后返回所述IPv4节点。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤B中，所述IPv4 DNS服务器将所述IPv4 DNS查询报文发送到接口线卡，所述接口线卡根据设定的负荷分担策略确定接收所述IPv4 DNS查询报文的NAT-PT专用线卡。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤C中，所述NAT-PT专用线卡将所述IPv4 DNS查询报文转换成IPv6 DNS查询报文的具体方法为：添加NAT-PT专用线卡上配置的96位普通前缀，将所述IPv4 DNS查询报文中的IPv4源地址转换成IPv6源地址；根据预先配置的静态映射条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地址；改变DNS的查询类型。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤D中，所述IPv6 DNS服务器将所述响应报文发送给所述NAT-PT专用线卡的具体方法为：将所述响应报文发送给所述接口线卡，所述接口线卡根据配置的目的IPv6地址96位普通前缀与NAT-PT专用线卡的绑定关系，将报文送到对应的NAT-PT专用线卡。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤E中，所述NAT-PT专用线卡将所述IPv6 DNS响应报文转换成IPv4 DNS响应报文的具体方法为：根据所述静态映射条目，将IPv6源地址转换成IPv4源地址；去除96位普通前缀，将IPv6目的地址转换成IPv4目的地址；改变DNS响应类型；从IPv4地址池中取出一个地址，得到IPv6节点对应的IPv4地址，并生成动态映射条目。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤G中，所述NAT-PT专用线卡将所述IPv4通信报文转换为IPv6通信报文的具体方法为：将IPv4源地址添加96位普通前缀，构成IPv6源地址；根据所述步骤E中生成的动态映射条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地址。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤H中，所述NAT-PT专用线卡将所述IPv6响应通信报文转换为IPv4响应通信报文的具体方法为：根据所述步骤E中生成的动态映射条目，将IPv6源地址转换成IPv4源地址；通过去除96位前缀，将IPv6目的地址转换成IPv4目的地址。
本发明还提供了一种IPv4网络到IPv6网络的通信方法，包括以下步骤：
A、互联网协议版本IPv6节点发起IPv4节点的名字查询请求到本地IPv6DNS服务器，所述名字查询请求中携带所述IPv6节点的标识信息；
B、所述IPv6域名服务器DNS将携带所述IPv6节点的标识信息的DNS查询报文发送到网络地址转换协议转换NAT-PT专用线卡；
C、所述NAT-PT专用线卡将IPv6 DNS查询报文转换成IPv4 DNS查询报文并发送到IPv4 DNS服务器；
D、所述IPv4 DNS服务器根据所述IPv4节点的标识信息查询所述IPv4节点的地址信息，并将所述IPv4节点的地址信息携带在IPv4 DNS响应报文中发送给所述NAT-PT专用线卡；
E、所述NAT-PT专用线卡将所述IPv4 DNS响应报文转换成IPv6 DNS响应报文并发送给所述IPv6 DNS服务器，所述IPv6 DNS服务器将所述IPv6 DNS响应返回给所述IPv6节点。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述方法还包括以下步骤：
F、所述IPv6节点根据所述IPv6 DNS响应中携带的IPv4节点的地址信息发起到所述IPv4节点的IPv6通信报文；
G、所述NAT-PT专用线卡接收经业务处理后的所述IPv6通信报文，并将所述IPv6通信报文转换为IPv4通信报文发送给所述IPv4节点；
H、所述IPv4节点向所述NAT-PT专用线卡返回IPv4响应通信报文，所述NAT-PT专用线卡将所述IPv4响应通信报文转换为IPv6响应通信报文，所述IPv6响应通信报文在经业务处理后返回所述IPv6节点。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤B中，所述IPv6 DNS服务器将所述IPv6 DNS查询报文发送到接口线卡，所述接口线卡根据设定的负荷分担策略确定接收所述IPv6 DNS查询报文的NAT-PT专用线卡。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤C中，所述NAT-PT专用线卡将IPv6 DNS查询报文转换成IPv4 DNS查询报文的具体方法为：根据配置的IPv6 DNS服务器的静态规则生成的静态映射条目或从IPv4地址池中取出一个地址动态生成映射条目，将IPv6源地址转换成IPv4源地址；通过去除96位前缀，将IPv6目的地址转换成IPv4目的地址；改变DNS查询类型。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤D中，所述IPv4 DNS服务器将所述响应报文发送给所述NAT-PT专用线卡的具体方法为：将所述响应报文发送给所述接口线卡，所述接口线卡根据目的IPv4地址与NAT-PT专用线卡的绑定关系，将报文送到对应的NAT-PT专用线卡。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤E中，所述NAT-PT专用线卡将所述IPv4 DNS响应报文转换成IPv6 DNS响应报文的具体方法为：添加96位普通前缀，将IPv4源地址转换成IPv6源地址；根据配置生成的静态映射条目或步骤C中生成的动态映射条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地址；改变DNS响应类型。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤G中，所述NAT-PT专用线卡将所述IPv6通信报文转换为IPv4通信报文的具体方法为：从IPv4地址池中取一个地址，将IPv6源地址转换成IPv4源地址，并生成动态映射条目；去除IPv6目的地址96位前缀，得到IPv4目的地址。
进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤H中，所述NAT-PT专用线卡将所述IPv4响应通信报文转换为IPv6响应通信报文的具体方法为：通过添加96位前缀，将IPv4源地址转换成IPv6源地址；根据步骤G中生成的动态映射条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地址。
本发明还提供了一种通信网元系统，包括接口线卡和业务处理线卡，所述通信网元还包括网络地址转换协议转换NAT-PT专用线卡，其中：
所述NAT-PT专用线卡，用于生成并维护标识NAT-PT互联网协议版本IPv4地址或端口与IPv6地址或端口转换关系的映射表，转换所述接口线卡或业务处理线卡输出的IPv4和IPv6报文并输出给所述接口线卡；
所述接口线卡和业务处理线卡保存所述NAT-PT专用线卡与IPv4地址池、96位普通前缀的绑定关系，并根据所述绑定关系将报文发送到相应的NAT-PT专用线卡。
进一步地，上述通信网元系统还可具有以下特点：所述通信网元系统还包括集中控制线卡，用于生成和维护所述NAT-PT专用线卡的相关配置信息、路由表和接口表，并将所述NAT-PT专用线卡与IPv4地址池、96位普通前缀的绑定关系配置到所述接口线卡和业务处理线卡。
采用本发明提供的技术方案，通过使用NAT-PT专用线卡，利用DNS-ALG来实现IPv4节点发起的到IPv6节点或者IPv6节点发起的到IPv4节点的访问。并且，由于在本发明中可以使用多个NAT-PT专用线卡，将待转换报文分担到不同的NAT-PT专用线卡上进行处理，实现负荷分担，从而提高报文协议转换处理能力，节省业务处理线卡和接口线卡上的硬件资源以便于业务扩展，提高组网灵活性。
附图说明
图1为本发明一个实施例中的NAT-PT通信网元系统；
图2为本发明实施例一中IPv4节点发起到IPv6节点访问的工作流程示意图；
图3为本发明实施例一中NAT-PT专用线卡将IPv4 DNS(域名服务器)查询报文转换成IPv6 DNS查询报文的过程示意图；
图4为本发明实施例一中NAT-PT专用线卡将IPv6 DNS响应报文转换成IPv4 DNS响应报文的过程示意图；
图5为本发明实施例一中NAT-PT专用线卡将IPv4通信报文转换成IPv6通信报文的过程示意图；
图6为本发明实施例一中NAT-PT专用线卡将IPv6响应通信报文换成IPv4响应通信报文的过程示意图；
图7为本发明实施例二中IPv6节点发起到IPv4节点访问的工作流程示意图；
图8为本发明实施例二中NAT-PT专用线卡将IPv6 DNS查询报文转换成IPv4 DNS查询报文的过程示意图；
图9为本发明实施例二中NAT-PT专用线卡将IPv4 DNS响应报文转换成IPv6 DNS响应报文的过程示意图；
图10为本发明实施例二中NAT-PT专用线卡将IPv6通信报文转换成IPv4通信报文的过程示意图；
图11为本发明实施例二中NAT-PT专用线卡将IPv4响应通信报文转换成IPv6响应通信报文的过程示意图。
具体实施方式
本发明中，通过使用NAT-PT专用线卡，利用DNS-ALG(域名服务应用网关)来实现IPv4节点发起的到IPv6节点或者IPv6节点发起的到IPv4节点的访问。并且，由于在本发明中可以使用多个NAT-PT专用线卡，将待转换报文分担到不同的NAT-PT专用线卡上进行处理，实现负荷分担，达到提高报文协议转换处理能力，节省业务处理线卡和接口线卡上的硬件资源以便于业务扩展，以及提高组网灵活性的目的。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步地描述。
图1示出了根据本发明一个实施例中的NAT-PT通信网元系统。如图1所示，该系统由NAT-PT专用线卡(一块或多块)、集中控制线卡、接口线卡和业务处理线卡组成，各线卡之间通过内部总线进行通信。其中，NAT-PT专用线卡用来生成和维护IPv4地址(端口)和IPv6地址(端口)间的映射关系，转换接口线卡或业务处理线卡输出的IPv4和IPv6报文并输出给接口线卡。多块NAT-PT专用线卡的使用能将待转换报文分担到不同的NAT-PT专用线卡上进行处理，实现负荷分担。集中控制线卡用于生成和维护NAT-PT配置信息(IPv4地址池、规则、前缀等等)、路由表和接口表，并向接口线卡和业务处理线卡同步相关信息，在具体实现时，该NAT-PT通信网元系统中可以不包括该集中控制线卡，其功能也可以由人为配置实现。接口线卡连接IPv4和IPv6网络，发送和接收数据。业务处理线卡在上层业务模块工作的情况下，实现业务逻辑，负责业务报文的发送和接收。接口线卡和业务处理线卡保存有IPv4地址池、96位普通前缀与NAT-PT专用线卡的对应关系，并根据该绑定关系将报文发送到相应的NAT-PT专用线卡。
实施例一
在实施例一中，由IPv4节点发起到IPv6节点的访问，且NAT-PT通信网元系统如图1所示，其中，集中控制线卡进行以下NAT-PT相关配置：
配置1：为各NAT-PT专用线卡配置不同的IPv4地址池和动态规则，以使IPv4到IPv6方向的报文能送到不同的NAT-PT专用线卡上做转换，从而实现负荷分担；
配置2：为各NAT-PT专用线卡分别配置一个各不相同的96位普通前缀；
配置3：为各NAT-PT专用线卡需配置一条关于IPv6 DNS服务器IPv6地址和IPv4地址转换关系的静态规则；
配置4：配置本地IPv4 DNS服务器指向IPv6 DNS服务器对应的IPv4地址(配置3静态规则中指定)。
配置5：配置网元内所有接口线卡和业务处理线卡上保存IPv4地址池、96位普通前缀与NAT-PT专用线卡的绑定关系，使接口线卡和业务处理线卡能将需做NAT-PT处理的报文送到对应的NAT-PT专用线卡上转换。
在实施例一中，IPv4节点发起到IPv6节点的访问的完整工作流程如图2所示，包括以下步骤：
S101，IPv4节点M发送IPv6节点N的名字查找请求到接口线卡，该名字查询请求中携带IPv6节点N的标识信息。
S102，接口线卡将该名字查找请求送到本地IPv4 DNS服务器A。
S103，IPv4 DNS服务器A发出IPv4 DNS查询报文到接口线卡，报文源地址为，IPv4 DNS服务器A的IPv4地址，目的地址为IPv6 DNS服务器B对应的IPv4地址。
在本步骤中，由于配置4中根据配置3中的静态规则得到IPv4 DNS服务器A指向IPv6 DNS服务器B的IPv4地址，因此，IPv4 DNS服务器A可以在IPv4 DNS查询报文中将目的地址设为IPv6 DNS服务器B对应的IPv4地址。
S104，按照一定的负荷分担策略，接口线卡将该IPv4 DNS查询报文送到相应的NAT-PT专用线卡上。
该负荷分担策略可以预先设置，例如将IPv4 DNS查询报文分配到当前负荷最低的NAT-PT专用线卡上。
S105，NAT-PT专用线卡将IPv4 DNS查询报文转换成IPv6 DNS查询报文，再发送给接口线卡。
在本步骤中，NAT-PT专用线卡将IPv4 DNS查询报文转换成IPv6 DNS查询报文的过程如图3所示，NAT-PT专用线卡将IPv4 DNS服务器发出的DNS查询报文做如下转换：通过添加NAT-PT专用线卡上配置的96位普通前缀，将IPv4源地址转换成IPv6源地址；根据配置3生成的静态映射条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地址；将DNS查询类型由A改成AAAA。
S106，接口线卡将IPv6 DNS查询报文送到IPv6 DNS服务器B。
S107，IPv6 DNS服务器B查询到IPv6节点N的IPv6地址，发送IPv6 DNS响应报文到接口线卡。
S108，IPv6 DNS响应报文目的地址96位前缀为某块NAT-PT专用线卡上配置的96位普通前缀，接口线卡根据该前缀与NAT-PT专用线卡的绑定关系，将报文送到对应的NAT-PT专用线卡上。
由于接口线卡能够根据96位普通前缀与NAT-PT专用线卡的绑定关系进行转发，因此，该NAT-PT专用线卡必为转换IPv4 DNS查询报文的线卡。
S109，NAT-PT专用线卡将IPv6 DNS响应报文转换成IPv4 DNS响应报文再发送给接口线卡。
在本步骤中，如图4所示，NAT-PT专用线卡将IPv6 DNS响应报文做如下转换：根据配置生成的静态映射条目，将IPv6源地址转换成IPv4源地址；去除96位前缀，将IPv6目的地址转换成IPv4目的地址；将DNS响应类型由AAAA改成A；从IPv4地址池中取出一个地址，得到IPv6节点对应的IPv4地址，并生成动态映射条目。
S110，接口线卡将IPv4 DNS响应报文送给IPv4 DNS服务器A。
S111，IPv4 DNS服务器A将IPv6节点N的名字解析结果(即N对应的IPv4地址)发送给接口线卡。
S112，接口线卡将该结果返回给IPv4节点M。
到本步骤，IPv4节点M已经获得了IPv6节点N对应的IPv4地址。
S113，IPv4节点M发起到IPv6节点N的IPv4通信报文，送至接口线卡。
S114，接口线卡将报文交给业务处理线卡，进行上层业务的相关处理。
S115，业务处理线卡根据IPv4通信报文目的地址与NAT-PT专用线卡的绑定关系，将该IPv4通信报文送到对应的NAT-PT专用线卡。
S116，NAT-PT专用线卡将IPv4通信报文转换成IPv6通信报文，再交给接口线卡。
在本步骤中，如图5所示，NAT-PT专用线卡对IPv4通信报文做如下转换：将IPv4源地址添加96位普通前缀，构成IPv6源地址；根据步骤S109(图4)中生成的动态映射条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地址。
S117，接口线卡将该IPv6通信报文发到IPv6节点N。
S118，IPv6节点N返回IPv6响应通信报文到接口线卡。
S119，根据IPv6响应通信报文目的地址96位前缀与NAT-PT专用线卡的绑定关系，接口线卡将该IPv6响应通信报文送到对应的NAT-PT专用线卡。
由于接口线卡能够根据96位普通前缀与NAT-PT专用线卡的绑定关系进行转发，因此，该NAT-PT专用线卡必为转换IPv4通信报文的线卡。
S120，NAT-PT专用线卡将IPv6响应通信报文转换成IPv4响应通信报文，再交给业务处理线卡。
在本步骤中，如图6所示，NAT-PT专用线卡将IPv6响应通信报文做如下转换：由步骤S109(图4)中生成的动态映射条目，将IPv6源地址转换成IPv4源地址；通过去除96位前缀，将IPv6目的地址转换成IPv4目的地址。
S121，业务处理线卡完成相关业务逻辑后，再将该IPv4响应通信报文送给接口线卡。
S122，接口线卡将该IPv4响应通信报文返回给IPv4节点M。
可见，通过NAT-PT专用线卡的转换，能够保证报文协议转换的处理能力，同时，由于可以采用多块NAT-PT专用线卡来分担处理负荷，因此提搞了组网的灵活性，节省业务处理线卡或接口线卡上的硬件资源以便于业务扩展。另外，在具体实现时，也可以仅配置一块NAT-PT专用线卡。
实施例二
在实施例二中，由IPv6节点发起到IPv4节点的访问，且NAT-PT通信网元系统如图1所示，其中，集中控制线卡进行以下NAT-PT相关配置：
配置6：为各NAT-PT线卡配置一个相同的96位DNS前缀(区别于配置2中的为各NAT-PT线卡配置的各不相同的96位普通前缀)，用于将DNS查询报文分担到不同的NAT-PT专用线卡上处理，以支持多块NAT-PT专用线卡实现负荷分担。
配置7：配置本地IPv6 DNS服务器指向96位DNS前缀加上IPv4 DNS服务器IPv4地址构成的IPv6地址。
在实施例二中，IPv6节点发起到IPv4节点的访问的完整工作流程如图7所示，包括以下步骤：
S201，IPv6节点M发送IPv4节点N的名字查找请求到接口线卡，该名字查询请求中携带IPv4节点N的标识信息。
S202，接口线卡将该名字查找请求送到本地IPv6 DNS服务器A。
S203，IPv6 DNS服务器A发出IPv6 DNS查询报文到接口线卡，报文源地址为IPv6 DNS服务器A的IPv6地址，目的地址为96位DNS前缀加上IPv4 DNS服务器B的地址。
本步骤根据配置7实现。
S204，按照一定的负荷分担策略，接口线卡将该DNS查询报文送到相应的NAT-PT专用线卡上。
S205，NAT-PT专用线卡将IPv6 DNS查询报文转换成IPv4 DNS查询报文，再发送给接口线卡。
在本步骤中，如图8所示，NAT-PT专用线卡将IPv6 DNS查询报文做如下转换：若配置了关于IPv6 DNS服务器的静态规则，由生成的静态映射条目将IPv6源地址转换成IPv4源地址；否则，从IPv4地址池中取出一个地址，作为转换后的IPv4源地址，同时生成动态映射条目；通过去除96位前缀，将IPv6目的地址转换成IPv4目的地址；将DNS查询类型由AAAA改成A。
S206，接口线卡将IPv4 DNS查询报文送到IPv4 DNS服务器B。
S207，IPv4 DNS服务器B查询到IPv4节点N的IPv4地址，发送IPv4 DNS响应报文到接口线卡。
S208，IPv4 DNS响应报文目的地址已由配置的静态规则或IPv4地址池绑定在某块NAT-PT专用线卡上，接口线卡将报文送到对应的NAT-PT专用线卡上。该NAT-PT专用线卡必为转换IPv6 DNS查询报文的线卡。
S209，NAT-PT专用线卡将IPv4 DNS响应报文转换成IPv6 DNS响应报文，再发送给接口线卡。
在本步骤中，如图9所示，NAT-PT专用线卡将IPv4 DNS响应报文做如下转换：添加96位普通前缀，将IPv4源地址转换成IPv6源地址；根据配置生成的静态映射条目(或步骤S205中生成的动态映射条目)，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地址；将DNS响应类型由A改成AAAA；添加96位普通前缀，得到IPv4节点对应的IPv6地址。
S210，接口线卡将IPv6 DNS响应报文送给IPv6 DNS服务器A。
S211，IPv6 DNS服务器A将IPv4节点N的名字解析结果(即N对应的IPv6地址)发送给接口线卡。
S212，接口线卡将该结果返回给IPv6节点M。
到本步骤，IPv6节点M已经获得了IPv4节点N对应的IPv4地址。
S213，IPv6节点M发起到IPv4节点N的IPv6通信报文，送至接口线卡。
S214，接口线卡将该IPv6通信报文交给业务处理线卡，进行相关的上层业务处理。
S215，IPv6报文目的地址96位前缀为某块NAT-PT专用线卡上配置的96位普通前缀，业务处理线卡根据该前缀与NAT-PT专用线卡的绑定关系，将报文送到对应的NAT-PT专用线卡。
S216，NAT-PT专用线卡将IPv6通信报文转换成IPv4通信报文，再交给接口线卡；
在本步骤中，如图10所示，NAT-PT专用线卡对IPv6节点发出的IPv6通信报文做如下转换：从IPv4地址池中取一个地址，将IPv6源地址转换成IPv4源地址，并生成动态映射条目；去除IPv6目的地址96位前缀，得到IPv4目的地址。
S217，接口线卡将该IPv4通信报文送到IPv4节点N。
S218，IPv4节点N返回IPv4响应通信报文到接口线卡。
S219，根据IPv4响应通信报文目的地址与NAT-PT专用线卡的绑定关系，接口线卡将报文送到对应的NAT-PT专用线卡。该NAT-PT专用线卡必为转换IPv6通信报文的线卡。
S220，NAT-PT专用线卡将IPv4响应通信报文转换成IPv6响应通信报文，再交给业务处理线卡。
在本步骤中，如图11所示，NAT-PT专用线卡将IPv4响应通信报文做如下转换：通过添加96位前缀，将IPv4源地址转换成IPv6源地址；根据步骤S216(图10)中生成的动态映射条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地址。
S221，业务处理线卡完成业务逻辑后，将该IPv6响应通信报文送给接口线卡。
S222，接口线卡将IPv6响应通信报文返回给IPv6节点M。
综上所述，本发明通过使用NAT-PT专用线卡，在DNS-ALG上做处理，实现了IPv4节点与IPv6节点的访问互访。NAT-PT专用线卡提高了报文转换的处理能力，能节省业务处理线卡或接口线卡上的硬件资源便于业务扩展，还提供了组网的灵活性。更进一步，使用多块NAT-PT专用线卡，在接口线卡和业务处理线卡上实行一定的负荷分担策略，结合IPv4地址或96位IPv6普通前缀与NAT-PT专用线卡的绑定关系，可以将报文分担到不同的NAT-PT专用线卡上做转换，提高了转换处理的效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (18)
1.一种IPv4网络到IPv6网络的通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、互联网协议版本IPv4节点发起IPv6节点的名字查询请求到本地IPv4域名服务器DNS，所述名字查询请求中携带所述IPv6节点的标识信息；
B、所述IPv4 DNS服务器将携带所述IPv6节点的标识信息的IPv4 DNS查询报文发送到网络地址转换协议转换NAT-PT专用线卡；
C、所述NAT-PT专用线卡将所述IPv4 DNS查询报文转换成IPv6 DNS查询报文并发送到对应的IPv6 DNS服务器；
D、所述IPv6 DNS服务器根据所述IPv6节点的标识信息查询所述IPv6节点的地址信息，并将所述IPv6节点的地址信息携带在IPv6 DNS响应报文中发送给所述NAT-PT专用线卡；
E、所述NAT-PT专用线卡将所述IPv6 DNS响应报文转换成IPv4 DNS响应报文并发送给所述IPv4 DNS服务器，所述IPv4 DNS服务器将所述IPv4 DNS响应返回给所述IPv4节点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
F、所述IPv4节点根据所述IPv4 DNS响应中携带的IPv6节点的地址信息发起到所述IPv6节点的IPv4通信报文；
G、所述NAT-PT专用线卡接收经业务处理后的所述IPv4通信报文，并将所述IPv4通信报文转换为IPv6通信报文发送给所述IPv6节点；
H、所述IPv6节点向所述NAT-PT专用线卡返回IPv6响应通信报文，所述NAT-PT专用线卡将所述IPv6响应通信报文转换为IPv4响应通信报文，所述IPv4响应通信报文在经业务处理后返回所述IPv4节点。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，所述IPv4DNS服务器将所述IPv4 DNS查询报文发送到接口线卡，所述接口线卡根据设定的负荷分担策略确定接收所述IPv4 DNS查询报文的NAT-PT专用线卡。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，所述NAT-PT专用线卡将所述IPv4 DNS查询报文转换成IPv6 DNS查询报文的具体方法为：添加NAT-PT专用线卡上配置的96位普通前缀，将所述IPv4 DNS查询报文中的IPv4源地址转换成IPv6源地址；根据预先配置的静态映射条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地址；改变DNS的查询类型。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤D中，所述IPv6 DNS服务器将所述响应报文发送给所述NAT-PT专用线卡的具体方法为：将所述响应报文发送给所述接口线卡，所述接口线卡根据配置的目的IPv6地址96位普通前缀与NAT-PT专用线卡的绑定关系，将报文送到对应的NAT-PT专用线卡。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤E中，所述NAT-PT专用线卡将所述IPv6 DNS响应报文转换成IPv4 DNS响应报文的具体方法为：根据所述静态映射条目，将IPv6源地址转换成IPv4源地址；去除96位普通前缀，将IPv6目的地址转换成IPv4目的地址；改变DNS响应类型；从IPv4地址池中取出一个地址，得到IPv6节点对应的IPv4地址，并生成动态映射条目。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤G中，所述NAT-PT专用线卡将所述IPv4通信报文转换为IPv6通信报文的具体方法为：将IPv4源地址添加96位普通前缀，构成IPv6源地址；根据所述步骤E中生成的动态映射条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地址。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述步骤H中，所述NAT-PT专用线卡将所述IPv6响应通信报文转换为IPv4响应通信报文的具体方法为：根据所述步骤E中生成的动态映射条目，将IPv6源地址转换成IPv4源地址；通过去除96位前缀，将IPv6目的地址转换成IPv4目的地址。
9.一种IPv6网络到IPv4网络的通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、互联网协议版本IPv6节点发起IPv4节点的名字查询请求到本地IPv6DNS服务器，所述名字查询请求中携带所述IPv6节点的标识信息；
B、所述IPv6域名服务器DNS将携带所述IPv6节点的标识信息的DNS查询报文发送到网络地址转换协议转换NAT-PT专用线卡；
C、所述NAT-PT专用线卡将IPv6 DNS查询报文转换成IPv4 DNS查询报文并发送到IPv4 DNS服务器；
D、所述IPv4 DNS服务器根据所述IPv4节点的标识信息查询所述IPv4节点的地址信息，并将所述IPv4节点的地址信息携带在IPv4 DNS响应报文中发送给所述NAT-PT专用线卡；
E、所述NAT-PT专用线卡将所述IPv4 DNS响应报文转换成IPv6 DNS响应报文并发送给所述IPv6 DNS服务器，所述IPv6 DNS服务器将所述IPv6 DNS响应返回给所述IPv6节点。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
F、所述IPv6节点根据所述IPv6 DNS响应中携带的IPv4节点的地址信息发起到所述IPv4节点的IPv6通信报文；
G、所述NAT-PT专用线卡接收经业务处理后的所述IPv6通信报文，并将所述IPv6通信报文转换为IPv4通信报文发送给所述IPv4节点；
H、所述IPv4节点向所述NAT-PT专用线卡返回IPv4响应通信报文，所述NAT-PT专用线卡将所述IPv4响应通信报文转换为IPv6响应通信报文，所述IPv6响应通信报文在经业务处理后返回所述IPv6节点。
11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，所述IPv6 DNS服务器将所述IPv6 DNS查询报文发送到接口线卡，所述接口线卡根据设定的负荷分担策略确定接收所述IPv6 DNS查询报文的NAT-PT专用线卡。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，所述NAT-PT专用线卡将IPv6 DNS查询报文转换成IPv4 DNS查询报文的具体方法为：根据配置的IPv6 DNS服务器的静态规则生成的静态映射条目或从IPv4地址池中取出一个地址动态生成映射条目，将IPv6源地址转换成IPv4源地址；通过去除96位前缀，将IPv6目的地址转换成IPv4目的地址；改变DNS查询类型。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述步骤D中，所述IPv4DNS服务器将所述响应报文发送给所述NAT-PT专用线卡的具体方法为：将所述响应报文发送给所述接口线卡，所述接口线卡根据目的IPv4地址与NAT-PT专用线卡的绑定关系，将报文送到对应的NAT-PT专用线卡。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述步骤E中，所述NAT-PT专用线卡将所述IPv4 DNS响应报文转换成IPv6 DNS响应报文的具体方法为：添加96位普通前缀，将IPv4源地址转换成IPv6源地址；根据配置生成的静态映射条目或步骤C中生成的动态映射条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地址；改变DNS响应类型。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述步骤G中，所述NAT-PT专用线卡将所述IPv6通信报文转换为IPv4通信报文的具体方法为：从IPv4地址池中取一个地址，将IPv6源地址转换成IPv4源地址，并生成动态映射条目；去除IPv6目的地址96位前缀，得到IPv4目的地址。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述步骤H中，所述NAT-PT专用线卡将所述IPv4响应通信报文转换为IPv6响应通信报文的具体方法为：通过添加96位前缀，将IPv4源地址转换成IPv6源地址；根据步骤G中生成的动态映射条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地址。
17.一种通信网元系统，包括接口线卡和业务处理线卡，其特征在于，所述通信网元还包括网络地址转换协议转换NAT-PT专用线卡，其中：
所述NAT-PT专用线卡，用于生成并维护标识NAT-PT互联网协议版本IPv4地址或端口与IPv6地址或端口转换关系的映射表，转换所述接口线卡或业务处理线卡输出的IPv4和IPv6报文并输出给所述接口线卡；
所述接口线卡和业务处理线卡保存所述NAT-PT专用线卡与IPv4地址池、96位普通前缀的绑定关系，并根据所述绑定关系将报文发送到相应的NAT-PT专用线卡。
18.如权利要求17所述的通信网元系统，其特征在于，所述通信网元系统还包括集中控制线卡，用于生成和维护所述NAT-PT专用线卡的相关配置信息、路由表和接口表，并将所述NAT-PT专用线卡与IPv4地址池、96位普通前缀的绑定关系配置到所述接口线卡和业务处理线卡。
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