CN101296179B - IPv6使用逆向路径转发矢量IPv4/6的方法 - Google Patents

Abstract

一种能够通过IPv6高速骨干组播网络来提高IPv4组播的传输质量，也能够将孤立的IPv4网络组播树映射到IPv6组播网络中的在IPv6网络上使用RPFVector的IPv4/6组播过渡方法。技术方案是：IPv4边缘网络中的组播树和IPv6核心网络的组播树一一对应；当边缘路由器PE收到Join报文，边缘路由器PE会将Join/Prune报文中的源地址、组播地址对(s，g)或者(^*，g)转换为IPv4-mappedIPv6地址(s’，g’)或(^*，g’)，然后根据iBGP路由将出口边缘路由器PE地址通过RPF Vector放入新的Join报文中以便在核心网络中路由；核心网络的P路由器支持RPF Vector，通过Vector的地址路由并建立或删除(s’，g’)和(^*，g’)的组播路由表；组播数据包到达PE时仅需要对IP地址进行转换即可。

Description

IPv6使用逆向路径转发矢量IPv4/6的方法

技术领域

本发明属于IPv4/6过渡的组播技术领域，尤其是IPv6使用逆向路径转发矢量IPv4/6的方法。 

背景技术

由于IPv4地址空间严重不足，基于IPv6的下一代互联网将得到迅速发展。然而，由于IPv4互联网已具有相当规模和广泛的应用，因此IPv4网络必然在今后长期存在，形成与下一代IPv6网络逐步融合的过程。随着IPv6骨干网络建立，需要引入一种新技术将IPv4终端用户通过快速高效的IPv6骨干网络连接起来以提高网络的服务质量。此外，随着IPv4网络的逐步废弃，将产生IPv4网络不连通的过渡阶段，在此阶段中IPv6网络作为连通多个IPv4网络的桥梁，需要基于此实现不同IPv4网络之间的通信。 

组播可能是继HTTP技术引起的Internet迅速增长之后下一个潜在的技术，是未来网络中的一个重要组成部分。IP组播技术有效地解决了点到多点、多点到多点和多点到点的高效数据传输问题，能够大量节约网络带宽、降低网络负载。更重要的是，可以利用网络的组播特性从而方便地提供一些新的增值业务，包括在线直播、网络电视、视频点播、远程教育、远程医疗、网络电台、实时视频会议等互联网的增值信息服务。在IP网络中多媒体业务日渐增多的情况下，尤其是多网络融合的背景情况下，组播技术有着巨大的市场潜力。 

在IPv4/6过渡问题中，与单播过渡问题相比，对组播的过渡机制的研究和方案很少。现有的一些组播方案可以分为几类：基于双协议栈、基于隧道、基于应用层组播以及基于NAT-PT。其中，基于双协议栈、隧道和应用层组播的方案没有充分利用核心网络支持组播的功能，没有实现组播的优化。而基于NAT-PT的方案则延续了与NAT-PT协议一样的局限性。另外，还有其他一些别的组播方案，主要是依赖手工配置组播映射关系导致客扩展性和可管理性差，根本无法支持大量的组播组。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够通过IPv6高速骨干组播网络来提高IPv4组播的传输质量，也能够将孤立的IPv4网络组播树映射到IPv6组播网络中的在IPv6网络上使用RPF Vector的IPv4/6组播过渡方法。 

本发明的技术方案是：IPv6和IPv4网络支持PIM协议，边缘路由器PE是IPv4/6双协议栈，并对组播数据包和控制报文进行翻译；IPv4边缘网络中的组播树和IPv6核心网络的组播树一一对应；在组播树建立阶段，当边缘路由器PE收到Join/Prune报文，边缘路由器PE会将Join/Prune报文中的源地址、组播地址对(s，g)或者(*，g)转换为IPv4-mapped IPv6地址(s’，g’)或(*，g’)，然后根据iBGP路由将出口PE地址RPF Vector属性放入新的Join报文中，以便在核心网络中路由；核心网络的P路由器支持RPF Vector，通过Vector的地址路由并建立或删除(s’，g’)和(*，g’)的组播路由表；组播数据包到达PE时仅需要对IP地址进行转换即可。 

具体包括下列步骤： 

(1)设定IPv6网络路由匹配前缀PRFX和IPv6、Ipv4网络的地址； 

(2)IPv6网络路由器支持RPF Vector功能，边缘路由器PE对IPv4地址和IPv4 mapped IPv6地址进行互相转化； 

(3)边缘PE路由器处理网络主机发出的Join/Prune报文，判断报文类别，并根据报文类别执行相应的步骤，如果是IPv6报文(判断IPv6可以有两种方法，一种是从底层链路层的协议字段来判断，还有就是IP包头的协议字段来判断，一般路由器实现是根据链路层来直接判断)则按照IPv6下PIM协议操作，如果是IPv4报文则按照以下步骤： 

①当网络主机发出的Join/Prune报文到达边缘路由器PE1时，边缘路由器PE1执行以下步骤： 

(I)将IP报文中的IPv4地址转化为IPv6格式的地址； 

(II)将Join/Prune报文中的IPv4格式的s，g转化为IPv6格式的s’，g’，掩码长度由64改为128； 

(III)边缘路由器PE1根据数据包的目的地址即RP地址，得到出口边缘路由器PE2的地址； 

(IV)将边缘路由器PE2的地址作为RPF Vector属性值加入Join/Prune报文中，然后发给下一跳； 

②当Join/Prune报文到达核心网络路由器P时，核心网络路由器P执行以下 步骤： 

(I)Join/Prune报文到达核心网络路由器P路由器时，核心网络路由器P根据RPF Vector中的值进行路由，并且按照Join/Prune中的(s’，g’)信息建立或者删除组播转发表； 

(II)当核心网络路由器P中的所有(s1’，g1’)或者(*，g1’)组播转发表项被删除，核心网络路由器P将产生新的Prune消息； 

③当Join/Prune报文到达边缘路由器PE2时，核心网络路由器执行以下步骤： 

(I)将IP报文中的IPv6地址转化为IPv4格式的地址； 

(II)将Join/Prune报文中的IPv6格式的s’，g’转化为IPv4格式的s，g，掩码长度由128改为64； 

(III)将RPF Vector属性删除，还原为未扩展的数据包； 

(4)判断报文类别并根据报文类别处理组播数据包，如果是IPv6报文则按照IPv6下PIM协议操作，如果是IPv4报文则按照以下步骤： 

(I)当数据包由源到达边缘路由器PE2，边缘路由器PE2将IP报文中的IPv4地址转化为IPv6格式的地址，即g转化为g’； 

(II)当数据包到达核心网络路由器P时，边缘路由器P根据g’组播路由寻址； 

当数据包到达边缘路由器PE1时，边缘路由器PE1将IP报文中的IPv6地址转化为IPv4格式的地址，即g’转化为g。 

本发明的效果是：使用RPF Vector的IPv4/6组播过渡方法，具有自动配置、适用性广的特点，适用于4over6组播的情况。该技术充分利用了核心网的组播功能，并且优化组播功能，既能够通过IPv6高速骨干组播网络来提高IPv4组播的传输质量，也能够将孤立的IPv4网络组播树映射到IPv6组播网络中，是IPv4/6过渡的重要技术，是IPv4/6整体技术框架中的重要组成部分。 

附图说明

图1为使用RPF Vector的IPv4/6组播过渡方法网络拓扑示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。 

在softwire中，最基本的组成是若干个E-IP网络和一个I-IP核心网络，本 方案适用于IPv4 over IPv6的情况，即E-IP和I-IP可以分别取IPv4和IPv6，这样的网络连接方式如图1来描述。 

从组播树的建立来看，当某个E-IP网络中的主机receiver想要加入以另一个E-IP网络中的主机为源的组播组的时候(RP地址为11.1.1.2，组播组地址为216.0.0.1)，该主机发出的Join报文Join(11.1.1.2；216.0.0.1)首先到达I-IP网络的PE1路由器上，边缘路由器PE1路由器先将报文进行IPv4/6地址转换后再加入RPF Vector，Vector属性值为出口PE2的地址EA::22，即Join(EF::11.1.1.2；FF::216.0.0.1)(EA::22)。之后翻译过后的Join报文按照Vector进行路由发送给下一跳核心网络路由器P。边缘路由器P别RPF Vector建立以FF::216.0.0.1为索引的组播转发表并且继续按照RPF Vector路由转发。当Join报文到达边缘路由器PE2，边缘路由器PE2将Join(EF::11.1.1.2；FF::216.0.0.1)(EA::22)转化为Join(11.1.1.2；216.0.0.1)并建立对应的组播转发表。至此，在IPv6网络中组播树就建立成功了。 

从组播数据传输的角度来看，当边缘路由器PE2路由器收到E-IP网络传来的组播数据报文的时候，先将其翻译成I-IP组播报文，然后通过I-IP网络中的组播树传播出去，当该报文达到出口边缘路由器PE1路由器的时候将被解析，边缘路由器PE路由器则将解封装后的组播报文转发至所连接的E-IP网络中，完成组播数据的传送过程。 

Claims (1)

1.IPv6使用逆向路径转发矢量IPv4/6的方法，其特征在于：IPv6和IPv4网络支持PIM协议，边缘PE路由器是IPv4/6双协议栈，并对组播数据包和控制报文进行翻译，IPv4边缘网络中的组播树和IPv6核心网络的组播树一一对应，具体包括下列步骤：

(1)设定IPv6网络路由匹配前缀PRFX和IPv6、IPv4网络的地址；

(2)IPv6网络路由器支持RPF Vector功能，边缘PE路由器对IPv4地址和IPv4 mapped IPv6地址进行互相转化；

(3)边缘PE路由器处理网络主机发出的Join/Prune报文，判断报文类别，并根据报文类别执行相应的步骤，如果是IPv6报文，则按照IPv6下PIM协议操作，如果是IPv4报文则按照以下步骤：

①当网络主机发出的Join/Prune报文到达边缘路由器PE1时，边缘路由器PE1执行以下步骤：

(I)将Join/Prune报文中的IPv4地址转化为IPv6格式的地址；

(II)将Join/Prune报文中的IPv4格式的由源地址s和组播地址g组成的地址对(s，g)转化为IPv6格式的地址对(s’，g’)，掩码长度由64改为128；

(III)边缘路由器PE1根据Join/Prune报文的目的地址即RP地址，得到出口边缘路由器PE2的地址；

(IV)将边缘路由器PE2的地址作为RPF Vector属性值加入Join/Prune报文中，然后发给下一跳；

②当Join/Prune报文到达核心网络路由器P时，核心网络路由器P执行以下步骤：

(I)Join/Prune报文到达核心网络路由器P路由器时，核心网络路由器P根据RPF Vector中的值进行路由，并且按照Join/Prune报文中的地址对(s’，g’)信息建立或者删除组播转发表；

(II)当核心网络路由器P中的所有地址对(s1’，g1’)或者地址对(*，g1’)组播转发表项被删除，核心网络路由器P将产生新的Prune消息；

③当Join/Prune报文到达边缘路由器PE2时，边缘路由器执行以下步骤：

(I)将Join/Prune报文中的IPv6地址转化为IPv4格式的地址；

(II)将Join/Prune报文中的IPv6格式的地址对(s’，g’)转化为IPv4格式的地址对(s，g)，掩码长度由128改为64；

(III)将RPF Vector属性删除，还原为未扩展的Join/Prune报文；

(4)判断报文类别并根据报文类别处理组播数据包，如果是IPv6报文则按照IPv6下PIM协议操作，如果是IPv4报文则按照以下步骤：

(I)当数据包由源到达边缘路由器PE2，边缘路由器PE2将IP报文中的IPv4地址转化为IPv6格式的地址，即组播地址g转化为组播地址g’；

(II)当数据包到达核心网络路由器P时，核心网络路由器P根据组播地址g’组播路由寻址；

当数据包到达边缘路由器PE1时，边缘路由器PE1将IP报文中的IPv6地址转化为IPv4格式的地址，即组播地址g’转化为组播地址g。

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