CN101160842A

CN101160842A - 一种实现移动IPv6节点与IPv4通信伙伴通信的方法

Info

Publication number: CN101160842A
Application number: CNA2006800122924A
Authority: CN
Inventors: 梁铷; 陈洪飞
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Global Innovation Polymerization LLC; Gw Partnership Co ltd
Priority date: 2005-08-24
Filing date: 2006-07-17
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2026-07-17
Also published as: CN100505686C; WO2007022683A1; CN101160842B; JP2008510440A; CN1870583A

Abstract

本发明公开一种实现移动IPv6节点与IPv4通信伙伴通信的方法，包括：设置在移动IPv6网络与IPv4网络间的地址转换－协议转换NAT－PT网关分别拦截来自移动IPv6节点和IPv4通信伙伴的所述IPv6数据报文和IPv4数据报文，并将所拦截的IPv6数据报文和IPv4数据报文进行相互转换，将所述转换后的IPv6数据报文和IPv4数据报文发送给所述移动IPv6节点和IPv4通信伙伴进行处理。通过本发明，可以在MobileIPv6的“路由优化”模式下，使移动IPv6节点和IPv4通信伙伴之间能够进行移动通信，因此，使移动IPv6和IPv4互通，从而大大提高移动通信的效率。

Description

一种实现移动 IPv6节点与 IPv4通信伙伴通信的方法

技术领域本发明涉及通信技术领域，尤其涉及实现移动 IPv6节点与 IPv4通信伙伴通信的方法。

背景技术

随着网络技术的发展，以及大量可移动终端的出现，如笔记本电脑、个人数字助理（PDA， Personal Digital Assistant ) 、手机、车载设备等等，掀起了移动计算的热潮，越来越多的用户可以通过各种各样的终端，在任意地点通过公用移动无线网连接到 Internet网络。

为解决移动业务的需求，在网络层面上引入了移动 IP ( Mobile IP ) 技术。

Mobile IP技术的基本原理是使移动节点在移动过程中始终可以用初始的 IP地址进行 IP通信，从而保证 IP网络层承载的上层应用保持移动中的不中断和可接续性。

随着网络规模的扩大， IPv6技术以其庞大的地址空间等优势将逐渐取代目前的 IPv4技术。基于 IPv6的 Mobile IP, 即 Mobile IPv6技术，借助 IPv6 自身的技术优势和对 Mobile IPv4技术的改进，正成为 Mobile IP领域的新贵，越来越被逐步广泛的应用起来。

下面结合图 1说明 Mobile IPv6技术的基本原理：

① 当移动节点连接到它的归属地网络上时，它将采取与其它的固定节点一样的方式工作。

② 移动节点通过 IPv6的邻居发现机制检测自己是否已漫游至外地网络上。 IPv6的外地网关会周期的发送路由器宣告消息，其中包含该外地网絡的前缀，移动节点收到外地网关的路由器宣告消息后，检查其中的外地网络的前缀与归属地网络的前綴不同，则认为已漫游至外地网絡。

③ 若移动节点发现自己已经移动到外地网络上时，它将在收到的路由器宣告信息的基础上通过有状态或者无状态的地址自动配置过程获得外地网络上的转交地址。此时移动节点同时拥有归属地地址和转交地址。 ④ 移动节点将所述转交地址通过 "绑定更新" 消息注册到归属地代理上。

⑤ 移动节点也可以将所述转交地址通过 "绑定更新" 消息注册通知给它的通信伙伴。注册前，移动节点和通信伙伴之间需要先执行返回路由可达（ Return Routability )检测过程，即移动节点先发送 Home Init Test 消息和 Care-of Init Test消息给通信伙伴，后者处理后，返回 Home Test消息和 Care- of Test消息给移动节点。

⑥ 移动节点的通信伙伴如果不知道其转交地址，就将按照移动节点的归属地地址将数据报文发送到移动节点的归属地网络上，然后其归属地代理将截取到这些数据报文，再根据移动节点当前的转交地址，利用隧道机制将这些数据报文转发给移动节点。

而移动节点发给通信伙伴的报文也会先通过反向隧道发给归属地代理，再由归属地代理转交给通信伙伴。

因为这种方式下，通信伙伴和移动节点之间的数据报文都要通过归属地代理进行中转，所以称为 "三角路由" 方式。

⑦ 若通信伙伴通过 "绑定更新" 知道移动节点的转交地址，则利用 IPv6的路由扩展头直接将数据报文传送给移动节点。由于数据报文的第一目的地址是转交地址，第二目的地址是归属地地址，所以能够根据所述转交地址将所述数据报文直接发送给外地网络中的移动节点，而不需要经过归属地代理中转。

相反方向上，移动节点发给通信伙伴的数据报文源地址是转交地址，而归属地地址保存在数据报文的目的地扩展头中。这样，数据报文也可以不经过反向隧道发给归属地代理，而是直接发给通信伙伴。

这种方式，对应⑥的 "三角路由" 方式，称为 "路由优化" 方式。由上述描述可以看出， Mobile IPv6技术解决了移动 IPv6节点和 IPv6 通信伙伴之间的移动通信问题。但是 Internet从 IPv4到 IPv6的过渡需要一个长期的过程，目前大量的网络节点还是 IPv4的，通过 Mobile IPv6技术实现的移动 IPv6节点必然存在着与大量 IPv4通信伙伴之间移动通信的需求，也就是使 IPv6节点可以访问 IPv4节点，反之亦然。于是，出现了 IPv6和 IPv4 间的地址转换协议转换 NAT-PT ( Network Address Translation - Protocol Translation )技术。

NAT-PT技术的主要原理是，在 IPv6网络和 IPv4网络之间设置网关设备，称为 NAT-PT网关，在 IPv6网络节点与 IPv4网络节点相互通信时， NAT-PT网关将往来的 IPv6报文和 IPv4报文进行相互转换，以适应对端的 IP 协议类型。包括协议的转换（如 IPv4报文头和 IPv6报文头的转换）以及 IP 地址的转换。

对于 IPv6到 IPv4的转换中， IP地址的转换实际上是用可标识的 IPv4地址替换 IPv6地址，方法是从 IPv4地址池中分配临时的 IPv4地址来映射 IPv6 地址。而对于 IPv4到 IPv6的转换，则需要用 IPv6地址替换 IPv4地址，方式是分配专门的 IPv6前缀，称为 NAT-PT前缀，用前缀 +IPv4地址构成新的 IPv6 地址来映射原来的 IPv4地址。

下面结合图 2描述通过 NAT-PT网关实现 IP地址转换的过程。

如图 2所示，中间是 NAT-PT网关，分配有 IPv4地址池 (例如 101.1.1.1到 101.1.1.10), 用于映射 IPv6地址，并分配 NAT-PT前缀（例为 3333： :0/96 ) , 用于映射 IPv4地址；左边 IPv6网络中，节点 B和节点 A的 IPv6地址分别为 2001 ::1，和 2001 ::2；右边 IPv4网络中, 节点 C的] v4地址为 132.1.1.1。

当实现 IPv6节点发起向 IPv4节点的访问时：

假设 IPv6节点 B准备与 IPv4节点 C通信，首先节点 C的 IPv4目的地址需要映射为 IPv6目的地址，方法是用 NAT-PT前缀 +IPv4地址，即 3333::132.1.1.1。节点 B发送 IPv6报文，源地址为 2001::1 , 目的地址为 3333::132.1.1.1 , 在报文经过 NAT-PT网关时， IPv6目的地址被转换为 IPv4 目的地址 132.1.1.1 , 然后 NAT-PT网关从 IPv4地址池分配一个地址（例如 101,1.1.1 )来映射 IPv6源地址，并将 IPv6报文转换为 IPv4报文，发送给 IPv4 节点 C。

当实现 IPv4节点发起向 IPv6节点的访问时：

假设 IPv4节点 C准备与 IPv6节点 B通信，首先需要将节点 B的 IPv6地址映射为 IPv4地址（假设将 2001::1映射为 101.1.1.2 )，节点 C上发送 IPv4报文，直接使用映射后的 IPv4地址 101.1.1.2作为目的地址。在报文经过 NAT-PT 网关时， IPv4报文的源地址被映射为相应的 IPv6地址，方法是加上 NAT-PT 前缀，即为 3333::132.1.1丄 IPv4报文的目的地址被映射为相应的 IPv6目的地址 2001 ::1 , 然后 NAT- PT网关将报文转换为 IPv6报文后发送给 IPv6节点 B。

与本发明相关的现有技术一通过 Mobile IPv6 "三角路由" 方式 +

NAT-PT的方式实现移动 IPv6节点与 IPv4通信伙伴进行通信。其具体实施过程如图 3所示，

( 1 )当移动 IPv6节点移动到外地网络时，获得 IPv6转交地址后, 首先通过 "绑定更新" 消息向归属地代理注册。

( 2 )移动 IPv6节点发给 IPv4通信伙伴的数据报文前，先获得 IPv4通信伙伴的对应 IPv6地址（具体方法同普通 NAT-PT应用）作为数据报文的目的地址，源地址为移动 IPv6节点的归属地地址，然后通过反向隧道先发送到归属地代理，再由归属地代理转交，把该数据报文发向 IPv4通信伙伴。

( 3 )由于数据报文目的地址是 IPv4通信伙伴对应的 IPv6地址，该数据报文会被发送到 NAT-PT网关，在 NAT-PT网关处，根据 NAT-PT协议要求，将 IPv6数据报文转换为 IPv4数据报文，其中数据报文的目的地址转换为 IPv4通信伙伴的 IPv4地址， IPv6源地址（即归属地地址）被转换为从 NAT-PT 网关 IPv4地址池中分配的一个 IPv4地址 (设为 tmnSourceIPv4)。

( 4 )转换后的 IPv4数据报文从 NAT- PT网关发往 IPv4通信伙伴。从 IPv4 通信伙伴返回给移动 IPv6节点的数据报文，目的地址为 tranSourceIPv4。

( 5 ) IPv4通信伙伴的返回数据报文到达 NAT-PT网关， NAT-PT网关将数据报文转换为 IPv6数据报文。转换后的目的地址为移动 IPv6节点的归属地地址。

( 6 )转换后的数据报文先由归属地代理截获，然后按照移动节点的转交地址，通过隧道将数据报文发给移动 IPv6节点。

( 7 )移动 IPv6节点从隧道中接收到通信伙伴返回的 IPv6数据报文，完成处理。

由现有技术的技术方案可以看出, 其核心是通过移动 IPv6的 "三角路由" 方式 + NAT-PT方式来解决移动 IPv6节点和 IPv4通信的问题。显然，现有技术无法实现移动 IP的 "路由优化" 方式，所有的通信数据报文都要通过归属地代理转交，使得归属地代理容易成为瓶颈，降低网络效率。发明内容

本发明的目的是提供一种实现移动 IPv6节点与 IPv4通信伙伴通信的方法，采用移动 IP的 "路由优化" 方式实现移动 IPv6节点与 IPv4通信伙伴通信，避免所有的通信数据报文都要通过归属地代理转交，减小归属地代理的负荷，从而克服瓶颈效应，提高网络效率。根据本发明提供的一种实现移动 I P v6节点与 I Pv4通信伙伴通信的方法，包括：

移动 IPv6节点将 IPv6数据报文发送给 IPv4通信伙伴；

地址转换-协议转换 NAT- PT网关拦截所述 IPv6数据报文，并将所述

IPv6数据报文转换为 IPv4数据报文；

所述 MT-PT网关将所述转换后的 IPv4数据报文发送给对应的 IPv4通信伙伴。

该方法进一步包括：

所述 NAT-PT网关拦截来自 IPv4通信伙伴的 IPv4数据报文，并将所述

IPv4数据报文转换为 IPv6数据报文；

所述 NAT- PT网关将所述转换后的 IPv6数据报文发送给所述移动 IPv6 节点进行处理。

在通过 NAT- PT网关进行移动 IPv6节点与 IPv4通信伙伴的信息交互前，移动 IPv6节点向 IPv4通信伙伴进行注册。

更适宜地，通过下列步骤实现移动 IPv6节点向 IPv4通信伙伴注册：所述移动 IPv6节点发送绑定更新消息给 IPv4通信伙伴；

所述 NAT- PT网关代理所述 IPv4通信伙伴对所述绑定更新消息进行处理，并与移动 IPv6节点进行信息交互。

在进行注册前，移动 IPv6节点向 IPv4通信伙伴发起返回路由可达检测的步骤。

优选地，通过下列步骤实现返回路由可达检测：

所述移动 IPv6 节点发送相关消息给其归属地代理，并通过所述归属地代理发送给 IPv4通信伙伴；所述 NAT- PT网关拦截所述相关消息，并代理所述 IPv4通信伙伴对所述拦截后的消息进行处理，对所述移动 IPv6节点进行检测，并通过所述移动 IPv6节点的归属地代理向所述移动 IPv6节点回应消息。

更适宜地，在移动 IPv6节点向 IPv4通信伙伴进行注册前，移动 IPv6 节点连接到其归属地网絡上，并通过与所述归属地网络间的信息交互获取其归属地地址；

当移动 IPv6节点检测发现自己移动到外地网络时，通过地址配置过程获得外地网络的转交地址，并将所述获得的转交地址注册到归属地代理上。

所述 ΝΑΤ-ΡΤ网关通过下列步骤对所述绑定更新消息进行处理：所述 NAT- ΡΤ网关根据检测过程中维护的信息对所述拦截后的绑定更新消息进行合法性验证；

当验证通过后，保存所述绑定更新消息中的移动 IPv6节点的归属地地址和转交地址，并向所述移动 I Pv 6节点回应绑定确认消息。

当移动 I P v6节点向 I Pv4通信伙伴进行数据 ^艮文交互时 ,

所述移动 IPv6节点使用路由优化方式发送 IPv6数据报文给 IPv4通信伙伴；

所述 IPv6数据报文的目的地址为对应 IPv4通信伙伴的 IPv6地址，源地址为移动 IPv6节点的转交地址；

所述 NAT-PT网关拦截所述移动 IPv6节点发送的 IPv6数据报文，并将所述 IPv6数据报文转换为 IPv4数据报文；

将所述转换后的 IPv4数据报文发送给对应的 IPv4通信伙伴。

优选地，该方法进一步包括：

所述 NAT- PT网关拦截所述移动 IPv6节点发送的 IPv6数据报文，将所述 IPv6数据报文的 IPv6目的地址转换为 IPv4通信伙伴的 IPv4目的地址；根据所述 IPv6数据报文中携带的为转交地址的源地址所保存的信息中查找并得到移动 I Pv 6节点的归属地地址；

将所述得到的归属地地址转换为 IPv4地址，获得所述移动 IPv6节点的 IPv4源地址； NAT- PT网关将所述 IPv6数据报文的目的地址扩展头丢弃；或，所述 NAT- ΡΤ网关拦截所述 IPv6数据报文，将所述 IPv6数据报文的 IPv6 目的地址转换为 IPv4通信伙伴的 IPv4目的地址；

根据所述 IPv6数据报文中携带的为转交地址的源地址转换为 IPv4地址，获得所述移动 IPv6节点的； IPv4源地址；

所述 NAT- PT网关将所述 IPv6数据报文的目的地址扩展头丟弃。

更适宜地，当移动 I Pv 6节点向 I Pv4通信伙伴进行数据报文交互时，所述 IPv4通信伙伴根据接收的数据报文中携带的所述 IPv4源地址，返回 IPv4数据报文给所述移动 IPv6节点，返回的所述 IPv4数据报文的目的地址为所述 IPv4源地址对应的 IPv4归属地地址；或，

所述 IPv4通信伙伴根据接收的数据报文中携带的所述 IPv4源地址，返回 IPv4数据报文给所述移动 IPv6节点，返回的所述 IPv4数据报文的目的地址为所述 IPv4源地址对应的 IPv4转交地址；

所述 NAT- PT网关拦截所述 IPv4数据报文，并将所述 IPv4数据报文转换为 IPv6数据报文；

优选地，该方法进一步包括：

所述 NAT- PT网关拦截所述 IPv4数据报文，将所述 IPv4归属地地址转换为对应的 IPv6归属地地址；

根据所述得到的 IPv6归属地地址在所述 IPv4通信伙伴对应的绑定緩存中查找所述 IPv6归属地地址对应的 IPv6转交地址；

将所述转换后的数据报文生成新的 IPv6路由扩展头，并在其中保存所述 IPv6归属地地址；或，

所述 NAT- PT网关拦截所述 IPv4数据报文，将所述 IPv4转交地址转换为对应的 IPv6转交地址；

根据所述得到的 IPv6转交地址查找所述 IPv6转交地址对应的 IPv6归属地地址；

将所述转换后的数据报文生成新的 I Pv6路由扩展头，并在其中保存所述 IPv6归属地地址。

更适宜地，该方法进一步包括：

所述 NAT-PT网关根据所述 IPv6转交地址将所述转换后的数据报文发送给所述移动 IPv6节点；

所述移动 IPv6节点接收所述 NAT- PT网关发送的数据报文，将所述 IPv6 转交地址替换为所述 I P V 6归属地地址；

根据所述 IPv6归属地地址将所述数据报文上传给应用层，完成所述数据报文的接收处理。

当所述 NAT- PT网关拦截数据报文后 ,对所述报文进行 IPv6地址与 IPv4 地址间的转换处理时，

基于所述 NAT- PT网关对移动 IPv6节点及 IPv4的端口号进行处理。当所述 NAT-PT网关结束所述 IP数据报文地址转换后，需要对数据报文的应用层内容中的地址作转换处理时，

所述 NAT- PT网关获取所述 IP数据报文的归属地地址，并基于所述获取的归属地地址对数据报文的应用层内容中的地址进行转换。综上所述，本发明通过在移动 IPv6网络与 IPv4网络间设置 NAT-PT网关；当移动 IPv6 节点使用路由优化方式与 IPv4通信伙伴进行通信时，基于 NAT-PT网关代理所述 IPv4通信伙伴对所述移动 IPv6节点与 IPv4通信伙伴间的交互信息进行处理。通过本发明，可以在移动 IPv6 的 "路由优化" 模式下，使移动 IPv6节点和 IPv4通信伙伴之间能够进行移动通信，因此，实现了移动 IPv6和 IPv4互通，而且大大提高移动通信的效率。附图说明

图 1为用于说明移动 IPv6技术的基本原理的系统架构示意图；图 3为现有技术中通过移动 IPv6的 "三角路由" 方式及 NAT-PT方式实现移动 IPv6节点和 IPv4通信的原理示意图；

图 4为本发明的具体实施例中实现移动 IPv6节点和 IPv4节点通信的原理示意图；一 ―

图 5为本发明的具体实施例的移动 IPv6节点和 IPv4节点通信的实现过程示意图。具体实施方式

本发明提供了一种实现移动 IPv6节点与 IPv4通信伙伴通信的方法，其主要思想是：由于 Mobile IPv6中，通信伙伴必须参与 "路由优化" 方式的特殊消息处理以及对收发数据报文的特殊处理，本发明通过 NAT-PT网关代理 IPv4通信伙伴完成这样的特殊处理，从而使任何 IPv4通信伙伴不加扩展的都可以按照 "路由优化" 方式与移动 IPv6节点互通。

根据本发明提供的技术方案中：在移动 IPv6网络与 IPv4网络间设置 NAT-PT网关；当移动 IPv6节点使用路由优化方式与 IPv4通信伙伴进行通信时，基于 NAT-PT网关代理所述 IPv4通信伙伴对所述移动 IPv6节点与 IPv4 通信伙伴间的交互信息进行处理。

在实施本发明前，移动 IPv6节点连接到其归属地网络上，并通过与所述归属地网络间的信息交互获取其归属地地址；以及，

移动 IPv6节点通过 IPv6的邻居发现机制检测自己是否已经漫游到外地网络，当发现自己已经移动到外地网络时，通过地址配置过程获得外地网络的转交地址。

【根据本发明提供的优选实施例 1】

图 4为才艮据本发明的实现移动 IPv6节点和 IPv4节点通信的原理示意图，图 5为居本发明的具体实施例的移动 IPv6节点和 IPv4节点通信的实现过程示意图，参照图 4和图 5。

首先在移动 IPv6网络与 IPv4网络间设置 NAT-PT网关，当移动 IPv6节点使用路由优化方式与 IPv4通信伙伴进行通信时，本发明的实现流程如下 -. 步骤（01 )通过绑定更新消息将所述获得的转交地址注册到归属地代理上。

在 "路由优化" 方式下，移动 IPv6节点也试图向通信伙伴注册，在向通信伙伴进行注册前，按照 Mobile IPv6协议要求，首先移动 IPv6节点向 IPv4 通信伙伴发起返回路由可达（Return Routability )检测过程，具体实施过程包括：步驟（ 02 )所述移动 IPv6节点发送 Home Test Init消息给其归属地代理，并通过所述归属地代理发送给 IPv4通信伙伴；以及，发送 Care-of Test Init 消息给 IPv4通信伙伴。

步驟（03 )所述 NAT-PT网关拦截所述发送给 IPv4通信伙伴的消息，并代理所述 IPv4通信伙伴对所述拄截后的消息进行处理。在此过程中， IPv4 通信伙伴不感知所述 NAT-PT网关代理的一切过程，具体实施过程如下：所述 NAT-PT网关根据所述拦截后的消息，对所述移动 IPv6节点进行检测。

当检测通过后，所述 NAT-PT网关代理所述 IPv4通信伙伴维护检测过程中所需的信息，并向所述移动 IPv6节点的归属地代理回应 Home Test消息，并通过所述归属地代理转交所述 Home Test消息给所述移动 IPv6节点；以及，向所述移动 IPv6节点回应 Care-of Test消息。

步骤（04 ) 当所述移动 IPv6节点接收到所述 NAT-PT网关回应的 Home Test消息和 Care-of Test消息后，记录相关信息，如：注册机标记 keygen tokens等信息，然后结束检测过程。

步骤（05 ) 当所述检测过程结束后，所述移动 IPv6节点通过绑定更新消息向 IPv4通信伙伴进行注册，其实施过程如下：

所述移动 IPv6节点发送绑定更新消息给 IPv4通信伙伴。

所述 NAT-PT网关拦截所述绑定更新消息，并代理所述 IPv4通信伙伴对所述绑定更新消息进行处理。具体包括：

所述 NAT-PT网关对所述拦截后的绑定更新消息进行合法性验证；当验证通过后，在绑定緩存中记录所述绑定更新消息中的移动 IPv6节点的归属地地址、转交地址和生存时间，并向所述移动 IPv6节点回应绑定确认消当注册过程结束后，所述移动 IPv6节点向 IPv4通信伙伴进行数据报文交互，具体实施过程包括：

步骤（06 )所述移动 IPv6节点使用路由优化方式发送 IPv6数据报文给 IPv4通信伙伴。

所述 IPv6数据报文的目的地址为对应 IPv4通信伙伴的 IPv6地址，源地址为移动 IPv6节点的转交地址；归属地地址在数据报文的目的地址扩展头中携带，然后该数据报文不通过归属地代理，而直接发向 IPv4通信伙伴。

步骤（07 ) 所述 NAT-PT网关拦截所述 IPv6数据报文，并将所述 IPv6 数据报文转换为 IPv4数据报文。具体实施过程包括：

所述 NAT- PT网关栏截所述 IPv6数据报文，将所述 IPv6数据报文的 IPv6 目的地址转换为 IPv4通信伙伴的 IPv4目的地址。

由于数据报文的目的地址是 IPv4通信伙伴对应的 IPv6地址，因此该数据报文会途径 NAT-PT网关，在 NAT-PT网关处，根据 NAT-PT协议要求，将 IPv6数据报文转换为 IPv4数据报文，其中数据报文的目的地址转换为 IPv4通信伙伴的 IPv4地址。

根据所述 IPv6数据报文中携带的为转交地址的源地址在绑定緩存所记录的信息中查找并得到移动 IPv6节点的归属地地址；并将所述得到的归属地地址转换为 IPv4地址，获得所述移动 IPv6节点的 IPv4源地址。

本发明中，在转换 IPv6源地址时，由于此时的 IPv6源地址为转交地址， NAT- PT网关首先通过该转交地址查找对应的归属地地址，具体实施过程为：

通过步骤（05 ) 中维护的该 IPv4通信伙伴的绑定緩存的信息来查找，然后 |巴该归属地地址转换为 IPv4地址，即从 NAT-PT网关 IPv4地址池中分配的一个 IPv4地址，作为转换后的 IPv4数据报文的源 IPv4地址，并建立 IPv6 地址到 IPv4地址的地址映射表，如果之前已为该归属地地址分配过 IPv4地址，可直接通过查找转换映射表获得转换后的源 IPv4地址而不需要重新分配。（为方便描述，假设此处转换后的 IPv4数据报文的源 IPv4地址为 tranSourceIPv4 ) 。

NAT- PT网关将所述 IPv6数据报文的目的地址扩展头丟弃。

根据 NAT- PT协议要求， NAT-PT网关将所述 IPv6数据报文转换为 IPv4 数据报文时，会将 IPv6的数据报文的目的地扩展头丟弃。

步骤（08 ) 所述 NAT-PT网关将所述转换后的 IPv4数据报文发送给对应的 IPv4通信伙伴。所述 IPv4通信伙伴根据接收的数据报文中携带的所述 IPv4源地址，返回 IPv4数据报文给所述移动 IPv6节点，返回的所述 IPv4数据报文的目的地址为所述 IPv4源地址对应的 IPv4归属地地址，即 tranSourceIPv4;

步骤（09 ) 所述 NAT- PT网关拦截所述 IPv4数据报文，并将所述 IPv4 数据报文转换为 IPv6数据报文。具体实施过程包括：

所述 NAT-PT网关拦截所述 IPv4数据报文，将所述 IPv4归属地地址转换为对应的 IPv6归属地地址；

根据所述得到的 IPv6归属地地址在所述 IPv4通信伙伴对应的绑定缓存中查找所述 IPv6归属地地址对应的 IPv6转交地址；

将所述转换后的 IPv6数据报文生成新的 IPv6路由扩展头，并在其中保存所述 IPv6归属地地址。

本发明中， NAT-PT网关一旦发现此 IPv6地址是特殊的归属地地址（可以通过步骤 7中在地址映射表设置特殊标志），将在该 IPv4通信伙伴对应的绑定緩存中查找该归属地地址对应的转交地址，转换后的 IPv6数据报文的目的地址使用所述转交地址，同时， NAT-PT网关会为转换后的 IPv6数据报文生成新的 IPv6路由扩展头，并在其中保存归属地地址作为第二目的地址。

步驟（10 ) 所述 NAT-PT网关将所述转换后的 IPv6数据报文发送给所述移动 IPv6节点进行处理。具体实施过程包括：

所述 NAT-PT网关根据所述 IPv6转交地址将所述转换后的 IPv6数据报文发送给所述移动 IPv6节点；

由于转换后的数据报文第一目的地址是转交地址，因此会直接发给外地网络中的移动 IPv6节点，而不需要经过归属地代理中转。

所述移动 IPv6节点接收所述 NAT-PT网关发送的 IPv6数据报文，将所述 IPv6转交地址替换为所述 IPv6归属地地址；

根据所述 IPv6归属地地址将所述 IPv6数据报文上传给应用层，完成数据报文的接收处理。

所述移动 IPv6节点接收到通信伙伴发送的数据报文后，将目的地址替换为第二目的地址，即归属地地址，继续上送给自己，完成数据报文的接收处理。【根据本发明提供的优选实施例 2】

本实施例中， NAT- PT网关在将 IPv6地址转换为 IPv4地址时，直接使用转交地址作转换。而在 IPv4地址转换 IPv6地址时，直接将转换后的 IPv6 地址作为 IPv6目的地址。其具体实施过程包括：

本实施例中的步骤（11 )至步骤（16 ) 同第一实施例中步骤（01 )至步骤（06 )—样，不再赘述，执行完步骤（11 )至步骤（16 ) 的过程后，执行步骤（ 17 ) ,即所述 NAT-PT网关拦截所述 IPv6数据报文，并将所述 IPv6 数据报文转换为 IPv4数据报文。具体实施过程包括：

所述 NAT-PT网关拦截所述 IPv6数据报文，将所述 IPv6数据报文的 IPv6 目的地址转换为 IPv4通信伙伴的 IPv4目的地址。

由于所述 IPv6数据报文的目的地址是 IPv4通信伙伴对应的 IPv6地址，该数据报文会途径 NAT-PT网关，在 NAT-PT网关处，根据 NAT-PT协议要求，将 IPv6数据报文转换为 IPv4数据报文，其中将所述 IPv6数据报文的目的地址转换为 IPv4通信伙伴的 IPv4地址。

根据所述 IPv6数据报文中携带的为转交地址的 IPv6源地址转换为 IPv4 地址，获得所述移动 IPv6节点的 IPv4源地址。

具体实施过程为：

从 NAT-PT网关 IPv4地址池中分配的一个 IPv4地址，作为转换后的 IPv4 数据报文的源 IPv4地址，并建立 IPv6地址到 IPv4地址的地址映射表，如果之前已为该转交地址分配过 IPv4地址，可直接通过查找转换映射表获得转换后的源 IPv4地址而不需要重新分配。（为方便描述，假设此处转换后的 IPv4数据报文的源 IPv4地址称为 ltranSourceIPv4 ) 。

NAT-PT网关将所述 IPv6数据报文的目的地址扩展头丟弃。

根据 NAT-PT协议要求， NAT-PT网关将所述 IPv6数据报文转换为 IPv4 数据报文时，会将 IPv6的数据报文的目的地扩展头丟弃。

步骤（18 ) 所述 NAT-PT网关将所述转换后的 IPv4数据报文发送给对应的 IPv4通信伙伴。所述 IPv4通信伙伴根据接收的数据报文中携带的所述 IPv4源地址，返回 IPv4数据报文给所述移动 IPv6节点，返回的所述 IPv4数据报文的目的地址为所述 IPv4源地址对应的 IPv4转交地址，即 W

—14一

1 tranSourceIPv4。

步骤（19 ) 所述 NAT- PT网关拦截所述 IPv4数据报文，并将所述 IPv4 数据报文转换为 IPv6数据报文。具体实施过程包括：

所述 NAT-PT网关拦截所述 IPv4数据报文，将所述 IPv4转交地址转换为对应的 IPv6转交地址；

根据所述得到的 IPv6转交地址在所述 IPv4通信伙伴对应的绑定緩存中查找所述 IPv6转交地址对应的 IPv6归属地地址；

步骤（ 20 ) 所述 NAT-PT网关将所述转换后的 IPv6数据报文发送给所述移动 IPv6节点进行处理。具体实施过程包括：

所述 NAT- PT网关根据所述 IPv6转交地址将所述转换后的 IPv6数据报文发送给所述移动 IPv6节点；

由于转换后的数据报文的目的地址是转交地址，会直接发送给外地网络中的移动 IPv6节点，而不需要经过归属地代理中转。

所述移动 IPv6节点接收到通信伙伴发送的数据报文后，将目的地址替换为归属地地址，继续上送给应用层，完成数据报文的接收处理。

由本发明的第二实施例的具体实施方案可以看出， NAT-PT网关须为移动 IPv6节点的每个转交地址都做地址转换，因此效率比较低。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过在移动 IPv6网络与 IPv4网络间设置 NAT- PT网关；当移动 IPv6节点使用路由优化方式与 IPv4 通信伙伴进行通信时，基于 NAT-PT网关代理所述 IPv4通信伙伴对所述移动 IPv6节点与 IPv4通信伙伴间的交互信息进行处理。通过本发明，可以在 Mobile IPv6的 "路由优化" 模式下，使移动 IPv6节点和 IPv4通信伙伴之间能够进行移动通信，因此其不但解决了移动 IPv6和 IPv4互通的功能问题，而且大大提高移动通信的效率。

另外，在上述本发明的优先实施例中 , 当所述 NAT-PT网关进行地址转换处理时，如果釆用端口映射（PAT )方式进行地址转换处理，即在 IPv6 和 IPv4地址映射中采用（地址 +端口号）组合映射方式进行地址转换处理，则在地址 +端口号的组合中，对地址采用按照本发明的方法选择适当的归属地地址或转交地址进行地址转换处理，对端口号的处理同 NAT-PT的标准处理。例如，将 IPv6的地址 +端口组合 ( 2001 ::1 + 20 ) 映射为 IPv4的地址 +端口组合（2.1.1.1 + 30 ) ,对其中 IPv6地址 2001::1按照上述本发明所提供的方法选择适当的归属地地址或转交地址，其它的转换均遵循 NAT-PT 标准。

在 IP报文地址转换后，当 NAT-PT网关需要做应用层（ ALG )转换处理时，所述 NAT- PT网关首先获取所述 IP数据报文的归属地地址，然后再采用所述获取的归属地地址对数据报文的应用层内容中的地址作转换处理；如果转换前的 IPv6地址是转交地址，则需要先查找对应的归属地地址，再做应用层转换处理。

以上所述，仅为本发明优选的具体实施方式，但本发明的保护范围并内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

权利要求

1、一种实现移动 IPv6节点与 IPv4通信伙伴通信的方法，其特征在于，包括：

移动 IPv6节点将 IPv6数据报文发送给 IPv4通信伙伴；

地址转换-协议转换 NAT-PT网关拦截所述 IPv6数据报文，并将所述

IPv6数据报文转换为 IPv4数据报文；

所述 NAT-PT网关将所述转换后的 IPv4数据报文发送给对应的 IPv4通信伙伴。
2、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，进一步包括：所述 NAT- PT网关拦截来自 IPv4通信伙伴的 IPv4数据报文，并将所述

IPv4数据报文转换为 IPv6数据报文；

所述 NAT-PT网关将所述转换后的 IPv6数据报文发送给所述移动 IPv6 节点进行处理。
3、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，在通过 NAT- PT网关进行移动 IPv6节点与 IPv4通信伙伴的信息交互前，移动 IPv6节点向 IPv4 通信伙伴进行注册。
4、根据权利要求 3所述的方法，其特征在于，通过下列步骤实现移动 IPv6节点向 IPv4通信伙伴注册：

所述移动 IPv6节点发送绑定更新消息给 IPv4通信伙伴；

所述 NAT-PT网关代理所述 IPv4通信伙伴对所述绑定更新消息进行处理，并与移动 IPv6节点进行信息交互。
5、根据权利要求 3所述的方法，其特征在于，

在进行注册前，移动 IPv6节点向 IPv4通信伙伴发起返回路由可达检测的步骤。
6、根据权利要求 5 所述的方法，其特征在于，通过下列步骤实现返回路由可达检测：

所述移动 IPv6 节点发送相关消息给其归属地代理，并通过所述归属地代理发送给 IPv4通信伙伴；

所述 NAT-PT网关拦截所述相关消息，并代理所述 IPv4通信伙伴对所述拦截后的消息进行处理，对所述移动 IPv6 节点进行检测，并通过所述移动 IPv6节点的归属地代理向所述移动 IPv6节点回应消息。
7、根据权利要求 3或 4所述的方法，其特征在于，

在移动 IPv6节点向 IPv4通信伙伴进行注册前，移动 IPv6节点连接到其归属地网络上，并通过与所述归属地网络间的信息交互获取其归属地地址；

当移动 IPv6节点检测发现自己移动到外地网络时，通过地址配置过程获得外地网络的转交地址，并将所述获得的转交地址注册到归属地代理上。
8、根据权利要求 4所述的方法，其特征在于，所述 NAT-PT网关通过下列步骤对所述绑定更新消息进行处理：

所述 NAT-PT网关根据检测过程中维护的信息对所述拦截后的绑定更新消息进行合法性验证；

当验证通过后，保存所述绑定更新消息中的移动 IPv6节点的归属地地址和转交地址，并向所述移动 IPv6节点回应绑定确认消息。
9、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，当移动 IPv6节点向 IPv4 通信伙伴进行数据报文交互时，

所述移动 IPv6节点使用路由优化方式发送 IPv6数据报文给 IPv4通信伙伴；

所述 IPv6数据^ =艮文的目的地址为对应 IPv4通信伙伴的 IPv6地址，源地址为移动 IPv6节点的转交地址；

所述 NAT- PT网关拦截所述移动 IPv6节点发送的 IPv6数据报文，并将所述 IPv6数据报文转换为 IPv4数据报文；

将所述转换后的 IPv4数据报文发送给对应的 IPv4通信伙伴。
10、根据权利要求 9所述的方法，其特征在于，进一步包括：所述 NAT- PT网关拦截所述移动 IPv6节点发送的 IPv6数据报文，将所述 IPv6数据报文的 IPv6目的地址转换为 IPv4通信伙伴的 IPv4目的地址；根据所述 IPv6数据报文中携带的为转交地址的源地址所保存的信息中查找并得到移动 IPv6节点的归属地地址；将所述得到的归属地地址转换为 IPv4地址，获得所述移动 IPv6节点的 IPv4源地址；

NAT- PT网关将所述 IPv6数据报文的目的地址扩展头丢弃；或，所述 NAT- PT网关拦截所述 IPv6数据报文，将所述 IPv6数据报文的 IPv6 目的地址转换为 IPv4通信伙伴的 IPv4目的地址；

根据所述 IPv6数据报文中携带的为转交地址的源地址转换为 IPv4地址，获得所述移动 IPv6节点的 IPv4源地址；

所述 NAT-PT网关将所述 IPv6数据报文的目的地址扩展头丢弃。
11、根据权利要求 9所述的方法，其特征在于，当移动 IPv6节点向 IPv4 通信伙伴进行数据报文交互时，

所述 IPv4通信伙伴根据接收的数据报文中携带的所述 IPv4源地址，返回 IPv4数据报文给所述移动 IPv6节点，返回的所述 IPv4数据报文的目的地址为所述 IPv4源地址对应的 IPv4归属地地址；或，

所述 IPv4通信伙伴根据接收的数据报文中携带的所述 IPv4源地址，返回 IPv4数据报文给所述移动 IPv6节点，返回的所述 IPv4数据报文的目的地址为所述 IPv4源地址对应的 IPv4转交地址；

所述 NAT-PT网关拦截所述 IPv4数据报文，并将所述 IPv4数据报文转换为 IPv6数据报文；

所述 NAT- PT网关将所述转换后的 IPv6数据报文发送给所述移动 IPv6 节点进行处理。
12、根据权利要求 11所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：所述 NAT-PT网关拦截所述 IPv4数据报文，将所述 IPv4归属地地址转换为对应的 IPv6归属地地址；

根据所述得到的 IPv6归属地地址在所述 IPv4通信伙伴对应的绑定缓存中查找所述 IPv6归属地地址对应的 IPv6转交地址；

将所述转换后的数据报文生成新的 IPv6路由扩展头，并在其中保存所述 IPv6归属地地址；或，所述 NAT-PT网关拦截所述 IPv4数据报文，将所述 IPv4转交地址转换为对应的 IPv6转交地址；

根据所述得到的 IPv6转交地址查找所述 IPv6转交地址对应的 IPv6归属地地址；

将所述转换后的数据报文生成新的 IPv6路由扩展头，并在其中保存所述 IPv6归属地地址。
13、根据权利要求 11所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：所述 NAT-PT网关根据所述 IPv6转交地址将所述转换后的数据报文发送给所述移动 IPv6节点；

所述移动 IPv6节点接收所述 NAT-PT网关发送的数据报文，将所述

IPv6转交地址替换为所述 IPv6归属地地址；

根据所述 IPv6归属地地址将所述数据报文上传给应用层，完成所述数据报文的接收处理。
14、根据权利要求 9或 11所述的方法，其特征在于，当所述 NAT-PT 网关拦截数据报文后，对所述报文进行 IPv6地址与 IPv4地址间的转换处理时，

基于所述 NAT-PT网关对移动 IPv6节点及 IPv4的端口号进行处理。
15、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，当所述 NAT-PT网关结束所述 IP数据报文地址转换后，需要对数据^ =艮文的应用层内容中的地址作转换处理时，

所述 NAT- PT网关获取所述 IP数据报文的归属地地址，并基于所述获取的归属地地址对数据报文的应用层内容中的地址进行转换。