CN101222495A - IPv4网络主机访问IPv6网络主机的方法及路由器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种IPv4网络主机访问IPv6网络主机的方法及路由器。该方法包括：IPv4网络主机根据IPv6网络主机在IPv4网络中的地址信息，将访问请求报文发送至具有网络地址转换－协议转换功能的路由器；路由器根据IPv6网络主机在IPv4网络中的地址信息获取IPv6网络主机在IPv6网络中的地址信息，将访问请求报文转换成适于在IPv6网络中传输的格式，并根据IPv6网络主机在IPv6网络中的地址信息将转换后的访问请求报文发送至IPv6网络主机；以及IPv6网络主机对转换后的访问请求报文进行处理，并通过路由器将访问响应报文发送至IPv4网络主机，其中，路由器对访问请求报文中包含的IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息进行加前缀处理，生成IPv4网络主机在IPv6网络中的地址信息。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种IPv4网络主机访问IPv6网络主机的方法及路由器。
背景技术
目前，随着网络的快速发展，IPv4网络暴露出越来越多的问题，如IPv4地址的缺乏、路由表的膨胀、安全性问题等，使得需要一种新的网络类型来满足互联网(Internet)的发展。目前，IPv6网络得到了一定的发展，它能有效地解决这些问题。但由于目前IPv4网络的大规模应用，要转换成IPv6网络，需要一定的过渡周期。在这个过渡周期中，IPv4网络和IPv6网络将在一定时期内共存。要解决它们之间互相通讯的问题，网络地址转换-协议转换(Network AddressTranslation-Protocol Translation，简称NAT-PT)是一个很好的处理机制。
NAT-PT技术是类似于IPv4网络中的NAT技术的一种地址转换协议转换技术。与NAT不同的是，NAT-PT用于IPv6单协议网络域内主机与IPv4单协议网络域内主机之间的端到端连接，而IPv4的NAT是IPv4的私有网络域内主机与IPv4公共网络主机之间的连接。因此NAT-PT涉及到的转换技术是IPv6和IPv4地址间的转换以及IPv6和IPv4协议之间的转换，它既能够满足IPv4网络与IPv6网络的通讯，同时也能够有效节省紧缺的IPv4地址。
在目前的NAT-PT应用中，NAT-PT的前缀一般是用在IPv6网络主机访问IPv4网络时，在启用NAT-PT的设备上，通过判断目的地址是否匹配设置的NAT-PT前缀来转换成IPv4地址，而IPv4网络主机发起访问IPv6网路时，IPv4报文的源地址并没有通过使用加前缀的功能得到IPv6地址。在目前的技术中，IPv4网络主机发起访问IPv6网路时，IPv4报文的源地址一般通过预先配置的静态规则或动态规则来得到IPv6地址，但在实际的运用中，有些使用环境要求在NAT-PT转换前，要预先知道IPv4地址转换后的IPv6地址，这在动态规则中是无法实现的，因为动态规则地址转换时，是从动态规则绑定的地址池中选定空闲的地址进行转换，IPv4地址和IPv6地址之间并没有一一对应的关系。如果通过静态规则的配置来实现IPv4地址和IPv6地址的一一对应关系配置复杂，而且实际使用环境中IPv4地址很多，不可能对每个IPv4地址都通过配置静态规则来得到IPv6地址。
所以，在使用NAT-PT的环境中，如果要预先知道IPv4网络中的主机地址在进行NAT-PT转换后的IPv6地址，则需要一种机制来满足这种需求，现有技术还没有实现这种需求的方法。
发明内容
鉴于以上所述的一个或多个问题，本发明提供了一种IPv4网络主机访问IPv6网络主机的方法及路由器。
根据本发明实施例的IPv4网络主机访问IPv6网络主机的方法包括：IPv4网络主机根据IPv6网络主机在IPv4网络中的地址信息，将访问请求报文发送至具有网络地址转换-协议转换功能的路由器；路由器根据IPv6网络主机在IPv4网络中的地址信息获取IPv6网络主机在IPv6网络中的地址信息，将访问请求报文转换成适于在IPv6网络中传输的格式，并根据IPv6网络主机在IPv6网络中的地址信息将转换后的访问请求报文发送至IPv6网络主机；以及IPv6网络主机对转换后的访问请求报文进行处理，并通过路由器将访问响应报文发送至IPv4网络主机，其中，路由器对访问请求报文中包含的IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息进行加前缀处理，生成IPv4网络主机在IPv6网络中的地址信息、以及IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息与IPv4网络主机在IPv6网络中的地址信息之间的转换条目。
其中，路由器对IPv4网络主机的地址信息进行加前缀处理的过程包括：路由器通过访问控制列表获取与IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息对应的前缀；以及路由器将前缀与IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息结合在一起。
其中，IPv4网络主机通过域名系统或预先配置的静态规则获取IPv6网络主机在IPv4网络中的地址信息。路由器通过预先配置的静态规则获取IPv6网络主机在IPv6网络中的地址信息。
其中，IPv6网络主机通过路由器将访问响应报文发送至IPv4网络主机的过程包括：IPv6网络主机根据IPv4网络主机在IPv6网络中的地址信息，将访问响应报文发送至路由器；路由器根据IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息与IPv4网络主机在IPv6网络中的地址信息之间的转换条目，将IPv4网络主机在IPv6网络中的地址信息转换成IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息，并将访问响应报文转换成适于在IPv4网络中传输的格式；以及路由器根据IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息，将转换后的访问响应报文发送至IPv4网络主机。
根据本发明实施例的路由器包括：地址获取单元，用于根据IPv6网络主机在IPv4网络中的地址信息获取IPv6网络主机在IPv6网络中的地址信息，以及用于根据IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息与IPv4网络主机在IPv6网络中的地址信息之间的转换条目、以及IPv4网络主机在IPv6网络中的地址信息获取IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息；第一转换单元，用于在接收到来自IPv4网络主机的访问请求报文时，将访问请求报文转换成适于在IPv6网络中传输的格式，其中，对访问请求报文中包含的IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息进行加前缀处理，生成IPv4网络主机在IPv6网络中的地址信息、以及IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息与IPv4网络主机在IPv6网络中的地址信息之间的转换条目；第二转换单元，用于在接收到来自IPv6网络主机的访问响应报文后，将访问响应报文转换成适于在IPv4网络中传输的格式；报文中转单元，用于根据地址获取单元获取的IPv6网络主机在IPv6网络中的地址信息和/或IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息，对访问请求报文和/或访问响应报文进行中转。
其中，第一转换单元通过访问控制列表获取与IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息对应的前缀，并将前缀与IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息结合在一起。地址获取单元通过静态规则或动态规则，根据IPv6网络主机在IPv4网络中的地址信息获取IPv6网络主机在IPv6网络中的地址信息。
在本发明中，IPv4网络主机通过NAT-PT加前缀来访问IPv6网络的方法，解决了在某些运用场景中，需要预先知道IPv4地址对应的IPv6地址的需求，同时也不像静态规则那样，需要把每个IPv4地址都通过手动配置来得到固定的IPv6地址。另外，本发明跟以前的动态规则进行IPv4地址到IPv6地址的转换也不冲突，网络管理者能根据实际使用需要来选择动态规则方法或加前缀方法把IPv4地址转换成IPv6地址。另外，本发明配置简单，报文地址转换流程简单，在设备上能很容易的实现，对用户来说也是一个透明的过程。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是IPv4网络域内和IPv6网络域内的主机和DNS服务器的组网示意图；
图2是IPv4网络域内的主机通过NAT-PT发起访问IPv6网络域内的主机的地址转换过程；以及
图3是图1和图2所示的路由器的内部逻辑框图。
具体实施方式
本发明提供了一种IPv4网络主机通过NAT-PT加前缀来访问IPv6网络主机的方法，通过在启用NAT-PT的路由设备上配置加前缀的命令，实现IPv4网络主机通过NAT-PT和域名系统-应用层网关(DNS-ALG)功能发起访问IPv6网络时，IPv4报文源地址通过加前缀得到IPv6地址，从而满足在NAT-PT转换前能预先知道IPv4报文源地址经过NAT-PT转换后的IPv6地址的目的。
其中，本发明中应用的IPv4地址转换成IPv6地址的方法配置简单、高效，对用户来说是完全透明的过程。如果路由器支持NAT-PT功能和DNS-ALG功能，那么IPv4网络中的主机就能通过该路由器来发起访问IPv6网络。
本发明主要思想在于：IPv4网络主机通过域名发出DNS查询报文，该报文经过NAT-PT转换和DNS-ALG处理，最终能使IPv4网络主机得到该域名对应的IPv4地址；IPv4网络主机通过得到的地址发起连接，该连接报文到达路由器，匹配做NAT-PT的转换条件后，进行NAT-PT转换。其中，目的地址的转换条目已经存在(在DNS-ALG处理时会生成该地址对应的转换条目)，报文的源地址就可以通过静态规则、动态规则、或加前缀功能进行地址转换。如果网络环境需要预先知道转换后的IPv6地址，那么就必须用加前缀的功能来进行地址转换。通过配置命令中的96位IPv6前缀和32位的IPv4地址，就能组合成IPv6地址。
在目前的运用中，NAT-PT的前缀配置格式如下：
ipv6 nat prefx ipv6-prefix/96
这种前缀主要用在IPv6网络域内的主机访问IPv4网络域内的主机时，通过去前缀功能得到IPv4地址。要实现本发明所述的加前缀功能，需要按照如下的格式进行配置：
ipv6 nat v4v6 source list{access-list-number|name}prefixipv6-prefix/96
在上面的命令格式中，ipv6 nat表示进行NAT-PT转换，v4v6表示该规则生效的报文转换方向，source表示是对报文源地址的转换，list是该规则生效的匹配条件，也可以通过route-map来匹配，prefix是地址转换的IPv6前缀。其中，加前缀的功能要绑定访问控制表(ACL)，是因为IPv4报文的源地址转换成IPv6地址可以通过加前缀，也可以通过动态规则。通过ACL匹配既可以实现对报文是否做NAT-PT转换进行过滤，也可以区分是用动态规则转换还是加前缀转换。另外，静态规则、动态规则、加前缀的优先级为：优先级别最高的是静态规则，因为静态配置在配置的时候已经确定了转换条目。如果报文的源地址不满足静态规则转换，那么优先匹配加前缀功能。如果加前缀功能不满足，则看是否满足动态规则转换。也就是说，加前缀的转换优先于动态规则的转换。加前缀命令中绑定的ACL可以和动态规则中绑定的ACL相同，加前缀命令中的前缀可以和命令ipv6 nat prefix ipv6-prefix/96绑定的前缀相同，而且加前缀命令中不同的ACL可以绑定不同的IPv6前缀，但加前缀命令中相同的ACL不能绑定不同的IPv6前缀。
另外，为了使IPv6网络中目的主机的响应报文能回到该路由器上进行NAT-PT转换，配置加前缀的命令时，需要在路由器上添加对应的96位的IPv6网段路由，这样通过IPv6的路由协议就能把该路由同步到IPv6网络其他路由器上。
具体地，根据本发明实施例的IPv4网络主机访问IPv6网络主机的方法包括以下步骤：
第一步，在路由器上启动NAT-PT功能，并配置相应的转换条件和规则，其中要配置NAT-PT加前缀的规则；
第二步，IPv4网络主机通过DNS或配置的静态规则得到IPv6网络主机在IPv4网络中的地址；
第三步，IPv4网络主机根据该地址发出报文；
第四步，该报文到达路由器后，目的地址通过已经存在的转换条目进行转换，源地址通过ACL匹配找到对应的96位IPv6前缀，通过该96位前缀和32位的IPv4地址组合得到IPv6地址，并生成转换条目。
第五步，转换后的IPv6报文到达目的主机后，目的主机对转换后的IPv6报文进行处理并响应该报文。
第六步，该响应报文到达路由器后，目的地址和源地址都通过转换条目得到对应的IPv4地址，转换完后转发报文到发起的IPv4网络主机。
下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式。
图1是IPv4网络域内和IPv6网络域内的主机和DNS服务器的组网示意图。在图1中，如果中间的路由器支持NAT-PT功能和DNS-ALG功能，那么IPv4网络域内的主机就可以通过DNS发起访问IPv6网络域内的主机。
图2是IPv4网络域内的主机通过NAT-PT发起访问IPv6网络域内的主机的地址转换过程。在中间的路由器上启动NAT-PT功能，并配置加前缀的命令。为了描述方便，IPv6网络域内的主机地址通过静态规则来映射得到IPv4网络域内的地址。IPv4网络域内的主机发起访问IPv6网络。该报文到达路由器后，报文的源地址(100.1.1.1)根据加前缀的规则被转换成IPv6地址(3000::100.1.1.1)，同时生成对应的NAT-PT转换条目供后续的报文使用。
硬件部分由两台以上的主机(一台主机A在IPv4网络，另外一台主机B在IPv6网络)、一台路由器R和双绞线若干等组成，组网关系图如图2所示。其中，软件部分的处理步骤如下：
第一步：在路由器R上进行NAT-PT的相关配置
(1)启用NAT-PT功能
ipv6 nat enable
(2)设置与IPv4网络相连的接口的IP地址和NAT-PT属性
interface fei_1/1
ip address 100.1.1.2 255.255.255.0
ipv6 nat enable
(3)设置与IPv6网络相连的接口的IP地址和NAT-PT属性
interface fei_2/1
ipv6 enable
ipv6 address 2000::2
ipv6 nat enable
(4)配置IPv6网络域内的主机B在IPv4网络中的地址映射(可以通过DNS-ALG来得到该地址，但为了叙述方便，直接用静态规则来实现)
ipv6 nat v6v4 source 2000::1 200.1.1.20
(5)配置IPv4网络域内的主机在IPv6网络中的地址转换加前缀规则
ipv6 nat v4v6 source list 1 prefix 3000::/96
第二步：IPv4网络域内的主机A发起访问，目的地址为200.1.1.20。该报文到达启用NAT-PT功能的设备后，按照静态规则把目的地址200.1.1.20转换成2000::1，按照加前缀规则把源地址100.1.1.1转换成3000::100.1.1.1，并在路由器上生成一条对应的转换条目。转换后的报文发往IPv6网络域内的主机B。
第三步：IPv6网络域内的主机B收到报文后，如果要响应报文，则把响应报文根据96位前缀的路由条目发往进行NAT-PT转换的路由器。
第四步：路由器收到该响应报文后，根据转换条目把报文的地址进行转换，生成对应的IPv4报文后发给IPv4网络域内的主机A。
图3是图1和图2所示的路由器的内部逻辑框图。如图3所述，该路由器包括：地址获取单元302，用于根据IPv6网络主机在IPv4网络中的地址信息获取IPv6网络主机在IPv6网络中的地址信息，以及用于根据IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息与IPv4网络主机在IPv6网络中的地址信息之间的转换条目、以及IPv4网络主机在IPv6网络中的地址信息获取IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息；第一转换单元304，用于在接收到来自IPv4网络主机的访问请求报文时，将访问请求报文转换成适于在IPv6网络中传输的格式，其中，对访问请求报文中包含的IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息进行加前缀处理，生成IPv4网络主机在IPv6网络中的地址信息、以及IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息与IPv4网络主机在IPv6网络中的地址信息之间的转换条目；第二转换单元306，用于在接收到来自IPv6网络主机的访问响应报文后，将访问响应报文转换成适于在IPv4网络中传输的格式；报文中转单元308，用于根据地址获取单元获取的IPv6网络主机在IPv6网络中的地址信息和/或IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息，对访问请求报文和/或访问响应报文进行中转。
其中，第一转换单元通过访问控制列表获取与IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息对应的前缀，并将前缀与IPv4网络主机在IPv4网络中的地址信息结合在一起。地址获取单元通过静态规则或动态规则，根据IPv6网络主机在IPv4网络中的地址信息获取IPv6网络主机在IPv6网络中的地址信息。
在本发明中，IPv4网络主机通过NAT-PT加前缀来访问IPv6网络的方法，解决了在某些运用场景中，需要预先知道IPv4地址对应的IPv6地址的需求，同时也不像静态规则那样，需要把每个IPv4地址都通过手动配置来得到固定的IPv6地址。另外，本发明跟以前的动态规则进行IPv4地址到IPv6地址的转换也不冲突，网络管理者能根据实际使用需要来选择动态规则方法或加前缀方法把IPv4地址转换成IPv6地址。另外，本发明配置简单，报文地址转换流程简单，在设备上能很容易的实现，对用户来说也是一个透明的过程。
以上所述仅为本发明的实施例而已，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权利要求范围之内。
Claims (8)
1.一种IPv4网络主机访问IPv6网络主机的方法，其特征在于，包括：
IPv4网络主机根据IPv6网络主机在IPv4网络中的地址信息，将访问请求报文发送至具有网络地址转换-协议转换功能的路由器；
所述路由器根据所述IPv6网络主机在所述IPv4网络中的地址信息获取所述IPv6网络主机在IPv6网络中的地址信息，将所述访问请求报文转换成适于在所述IPv6网络中传输的格式，并根据所述IPv6网络主机在所述IPv6网络中的地址信息将转换后的访问请求报文发送至所述IPv6网络主机；以及
所述IPv6网络主机对所述转换后的访问请求报文进行处理，并通过所述路由器将访问响应报文发送至所述IPv4网络主机，其中，
所述路由器对所述访问请求报文中包含的所述IPv4网络主机在所述IPv4网络中的地址信息进行加前缀处理，生成所述IPv4网络主机在所述IPv6网络中的地址信息、以及所述IPv4网络主机在所述IPv4网络中的地址信息与所述IPv4网络主机在所述IPv6网络中的地址信息之间的转换条目。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路由器对所述IPv4网络主机的地址信息进行加前缀处理的过程包括：
所述路由器通过访问控制列表获取与所述IPv4网络主机在所述IPv4网络中的地址信息对应的前缀；以及
所述路由器将所述前缀与所述IPv4网络主机在所述IPv4网络中的地址信息结合在一起。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述IPv4网络主机通过域名系统或预先配置的静态规则获取所述IPv6网络主机在所述IPv4网络中的地址信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述路由器通过所述预先配置的静态规则获取所述IPv6网络主机在所述IPv6网络中的地址信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述IPv6网络主机通过所述路由器将访问响应报文发送至所述IPv4网络主机的过程包括：
所述IPv6网络主机根据所述IPv4网络主机在所述IPv6网络中的地址信息，将所述访问响应报文发送至所述路由器；
所述路由器根据所述IPv4网络主机在所述IPv4网络中的地址信息与所述IPv4网络主机在所述IPv6网络中的地址信息之间的转换条目，将所述IPv4网络主机在所述IPv6网络中的地址信息转换成所述IPv4网络主机在所述IPv4网络中的地址信息，并将所述访问响应报文转换成适于在所述IPv4网络中传输的格式；以及
所述路由器根据所述IPv4网络主机在所述IPv4网络中的地址信息，将转换后的访问响应报文发送至所述IPv4网络主机。
6.一种路由器，其特征在于，包括：
地址获取单元，用于根据IPv6网络主机在IPv4网络中的地址信息获取所述IPv6网络主机在IPv6网络中的地址信息，以及用于根据IPv4网络主机在所述IPv4网络中的地址信息与所述IPv4网络主机在所述IPv6网络中的地址信息之间的转换条目、以及所述IPv4网络主机在所述IPv6网络中的地址信息获取所述IPv4网络主机在所述IPv4网络中的地址信息；
第一转换单元，用于在接收到来自所述IPv4网络主机的访问请求报文时，将所述访问请求报文转换成适于在所述IPv6网络中传输的格式，其中，对所述访问请求报文中包含的所述IPv4网络主机在所述IPv4网络中的地址信息进行加前缀处理，生成所述IPv4网络主机在所述IPv6网络中的地址信息、以及所述IPv4网络主机在所述IPv4网络中的地址信息与所述IPv4网络主机在所述IPv6网络中的地址信息之间的转换条目；
第二转换单元，用于在接收到来自所述IPv6网络主机的访问响应报文后，将所述访问响应报文转换成适于在所述IPv4网络中传输的格式；
报文中转单元，用于根据所述地址获取单元获取的所述IPv6网络主机在所述IPv6网络中的地址信息和/或所述IPv4网络主机在所述IPv4网络中的地址信息，对所述访问请求报文和/或所述访问响应报文进行中转。
7.根据权利要求6所述的路由器，其特征在于，所述第一转换单元通过访问控制列表获取与所述IPv4网络主机在所述IPv4网络中的地址信息对应的前缀，并将所述前缀与所述IPv4网络主机在所述IPv4网络中的地址信息结合在一起。
8.根据权利要求7所述的路由器，其特征在于，所述地址获取单元通过静态规则或动态规则，根据所述IPv6网络主机在所述IPv4网络中的地址信息获取所述IPv6网络主机在IPv6网络中的地址信息。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080716 |