CN101383834A - 在6to4网络间转发IPv6组播报文的方法及6to4设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了在6to4网络间转发IPv6组播报文的方法及6to4设备。方法包括：在6to4网络中所有与6to4自动隧道连接且支持IPv6组播的6to4设备上配置同一特定IPv4组播地址，每个6to4设备向IPv4网络发送针对特定IPv4组播地址的组播加入报文；6to4设备为即将发送的IPv6组播报文封装IPv4报文头，报文头的源地址为：自动隧道的配置源IPv4地址，目的地址为所述特定IPv4组播地址，将封装的IPv6组播报文发送给IPv4网络；IPv4网络将封装的IPv6组播报文发送给所有加入特定IPv4组播地址的6to4网关。本发明实现了在与自动隧道连接的6to4网络间转发IPv6组播报文。

Description

在6to4网络间转发IPv6组播报文的方法及6to4设备

技术领域

本发明涉及IPv6组播技术领域，具体涉及在6to4网络间转发IPv6组播报文的方法及6to4设备。

背景技术

首先对本文中的几个名词进行说明：

6to4地址：一种使用2002:V4ADDR::/48前缀格式的IPv6地址，其中V4ADDR表示该6to4网络对应的32位IPv4地址，用十六进制表示，如IPv4地址1.1.1.1在6to4地址中可以表示为0101:0101。

6to4网关：作为6to4隧道端点的路由器、交换机等设备。

PIM：Protocol Independent Multicast的简称，协议无关组播，目前被广泛采用的组播路由协议，兼容IPv4和IPv6协议。

随着因特网的日益膨胀，现有的IPv4地址已经十分紧缺，虽然使用分配临时IPv4地址或网络地址转换(NAT，Network Address Translator)等技术，在一定程度上缓解了IPv4地址不足的状况，但也增加了地址解析和处理方面的开销，同时导致某些高层应用失效，而且仍然无法回避IPv4地址即将被分配殆尽的问题。采用128位地址长度的IPv6协议，彻底解决了IPv4地址不足的难题，并且在地址容量、安全性、网络管理、移动性以及服务质量等方面有明显的改进，是下一代互联网络协议采用的核心标准之一。IPv6与IPv4不兼容，但它同所有的传输控制协议(TCP，Transfer Control Protocol)/IP协议族中的其它协议兼容，即IPv6完全可以取代IPv4。在IPv6成为主流协议之前，首先使用IPv6协议栈的网络希望能与当前仍被IPv4支撑着的因特网进行正常通信，因此必须开发出IPv4和IPv6互通技术以保证IPv4能够平稳过渡到IPv6。国际上互联网工程任务组(IETF，Internet EngineeringTask Force)组建了专门的下一代网络演进(NGTRANS，Next GenerationTransition)工作组，开展对IPv4和IPv6过渡问题和高效无缝互通问题的研究，目前解决过渡问题的基本技术主要有3种：双协议栈、隧道技术和网络地址转换-协议转换(NAT-PT，Network Address Translation-ProtocolTranslation)。

隧道技术是一种封装技术，它利用一种网络协议来传输另一种网络协议，即利用一种网络传输协议，将其它协议产生的数据报文封装在自己的报文中，然后在网络中传输。一个隧道提供了一条使封装的数据报文能够传输的通路，并且在一个隧道的两端可以分别对数据报文进行封装及解封装。隧道技术包括数据封装、传输和解封装在内的全过程。

目前，将使得封装的IPv6报文通过IPv4网络的隧道称为IPv6 in IPv4隧道，IPv6报文在通过该隧道前，要封装上IPv4报文头。根据隧道类型的不同，封装方式也不同。隧道主要分为两种：

配置隧道：也称为手工隧道，该隧道的IPv4源地址和目的地址都通过手工配置指定，IPv6报文封装的IPv4报文头的源地址和目的地址分别为该隧道的配置IPv4源地址和目的地址。在配置隧道上可以运行各种IPv6动态路由协议。

自动隧道：该隧道的IPv4源地址通过手工配置指定，IPv4目的地址则未指定。自动隧道有多种，常见的有6to4隧道、IPv4兼容IPv6自动隧道等。IPv6报文封装的IPv4报文头的源地址为隧道的配置IPv4源地址，而当IPv6报文为单播报文且IPv6目的地址为6to4地址时，由于6to4地址中包含了6to4网络对应的32位IPv4地址，因此，IPv4报文头的目的地址可以从IPv6报文的IPv6目的地址中自动获取。

当在配置隧道连接的两个IPv6网络之间实现IPv6组播转发时，源路由器为IPv6组播报文封装IPv4报文头，IPv4报文头的源地址为隧道的配置源IPv4地址，目的地址为隧道的配置目的IPv4地址；隧道对端路由器收到报文后进行解封装处理，然后送到IPv6协议栈处理，此后的处理过程和普通的IPv6组播处理过程完全相同。

但是，如果两个IPv6网络之间使用的是自动隧道，在现有技术和国际标准的基础上，IPv6组播无法正常工作，因为自动隧道无法从组播报文的组播地址中获取用于封装在IPv4报文头中的IPv4地址。目前，还没有在自动隧道连接的IPv6网络之间转发IPv6组播报文的解决方案。

发明内容

本发明提供在6to4网络间转发IPv6组播报文的方法及6to4设备，以实现在自动隧道连接的6to4网络之间转发IPv6组播报文。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种在6to4网络间转发IPv6组播报文的方法，在6to4网络中所有与6to4自动隧道连接的且支持IPv6组播的6to4设备上配置同一特定IPv4组播地址，每个6to4设备向IPv4网络设备发送针对所述特定IPv4组播地址的组播加入报文，该方法包括：

6to4设备为即将发送的IPv6组播报文封装IPv4报文头，IPv4报文头的源地址为：自动隧道的配置源IPv4地址，目的地址为所述特定IPv4组播地址，将该封装的IPv6组播报文发送给IPv4网络设备，以便IPv4网络设备根据报文头中的特定IPv4组播地址，将该封装的IPv6组播报文发送给所有加入该特定IPv4组播地址的6to4网关。

预先将所述6to4网关的一个或一个以上接口配置为专门用于发送封装的IPv6组播报文的接口，

所述将该封装的IPv6组播报文发送给IPv4网络设备为：通过本网关上所述专门用于发送封装的IPv6组播报文的接口将该封装的IPv6组播报文发送给IPv4网络设备。

所述IPv6组播报文为IPv6 PIM组播报文，且，

所述将该封装的IPv6组播报文发送给IPv4网络设备之后进一步包括：IPv4网络设备将该封装的IPv6组播报文发送给所有加入该特定IPv4组播地址的6to4网关，自动隧道对端的6to4网关接收该IPv6 PIM组播报文，判断接收该报文的接口是否支持封装的IPv6 PIM报文，若支持，对该报文进行解封装处理；否则，将该报文丢弃。

所述将该封装的IPv6组播报文发送给IPv4网络设备之后进一步包括：IPv4网络设备将该封装的IPv6组播报文发送给所有加入该特定IPv4组播地址的6to4网关，自动隧道对端的6to4网关接收该IPv6组播报文，对该报文进行解封装处理，若发现解封装后的报文为IPv6 PIM hello报文，则与发送该报文的6to4网关建立IPv6 PIM邻居关系。

所述IPv6组播报文为IPv6组播数据报文，

所述将该封装的IPv6组播报文发送给IPv4网络设备之后进一步包括：IPv4网络设备将该封装的IPv6组播报文发送给所有加入该特定IPv4组播地址的6to4网关，自动隧道对端的6to4网关接收该IPv6组播数据报文，对该报文进行解封装处理，根据报文的IPv6组播地址，将解封装后的报文发送出去。

一种与自动隧道连接的6to4设备，该设备包括：

IPv4组播加入模块，针对配置在本网关上的特定IPv4组播地址，向IPv4网络设备发送组播加入报文；

IPv6组播报文处理模块，即将发送IPv6组播报文，将该报文发送给IPv4头封装模块，接收IPv4头封装模块返回的封装的IPv6组播报文，将该封装的IPv6组播报文发送给IPv4网络设备；

IPv4头封装模块，接收IPv6组播报文，为该报文封装IPv4报文头，IPv4报文头的源地址为：自动隧道的配置IPv4源地址，目的地址为配置在本网关上的特定IPv4组播地址，将该封装的IPv6组播报文返回给IPv6组播报文处理模块。

所述IPv6组播报文处理模块包括：

发送模块，即将发送IPv6组播报文，将该报文发送给IPv4头封装模块，接收IPv4头封装模块返回的封装的IPv6组播报文，将该封装的IPv6组播报文发送给IPv4网络设备；

接收模块，接收IPv4网络设备发来的封装的IPv6 PIM组播报文，对该报文进行解封装处理，若发现解封装后的报文为IPv6 PIM hello报文，则与发送该报文的6to4网关建立IPv6 PIM邻居关系。

所述接收模块进一步包括一模块，该模块用于判断接收IPv6 PIM组播报文的接口是否支持封装的IPv6 PIM报文，若不支持，则丢弃该报文，若支持，则对该报文进行解封装处理。

所述6to4设备为6to4网关。

与现有技术相比，本发明通过在6to4网络中所有与自动隧道连接且支持IPv6组播的6to4设备上配置同一特定IPv4组播地址，每个6to4设备针对该特定IPv4组播地址向IPv4网络设备发送组播加入消息；当6to4设备要发送IPv6组播报文时，为该报文封装IPv4报文头，且报文头的源地址为6to4自动隧道的源IPv4地址，目的地址为该特定IPv4组播地址，这样，IPv4网络设备就可根据该特定IPv4组播地址，将封装的IPv6组播报文发送给所有加入该特定IPv4组播的6to4网关，从而实现了在6to4网络间转发IPv6组播报文的目的。

附图说明

图1为本发明实施例提供的在6to4自动隧道连接的6to4网络之间转发IPv6 PIM组播报文的流程图；

图2为本发明实施例提供的在6to4自动隧道连接的6to4网络之间转发IPv6组播数据报文的流程图；

图3为本发明提供的在6to4网络之间转发IPv6组播报文的示例图；

图4为本发明实施例提供的与6to4自动隧道连接的6to4网关的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的IPv6组播报文处理模块的组成图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

在6to4网络中传输IPv6组播数据报文之前，必须先在所有支持IPv6组播的6to4网关之间建立IPv6 PIM邻居关系，因此，以下分别对在自动隧道连接的6to4网络之间转发IPv6 PIM组播报文和IPv6组播数据报文分别进行说明。

图1为本发明实施例提供的在6to4自动隧道连接的6to4网络之间转发IPv6 PIM组播报文的流程图，如图1所示，其具体步骤如下：

步骤101：网络管理员在6to4网络中所有与自动隧道连接的且支持IPv6组播的6to4网关上配置同一个特定IPv4组播地址。

特定IPv4组播地址是一个专门用于封装在IPv6组播报文头中的IPv4组播地址，为避免与已有的IPv4组播流冲突，该特定IPv4组播地址最好与已使用的IPv4组播地址不同。

步骤102：每个6to4网关向与自身连接的IPv4网络设备发送IPv4 PIM组播加入报文，该报文携带特定IPv4组播地址；IPv4网络设备收到该IPv4组播加入报文后，确定该6to4网关加入该特定IPv4组播，保存该6to4网关标识与特定IPv4组播地址的对应关系。

步骤103：6to4网关构造IPv6 PIM组播报文，为该报文封装IPv4报文头，IPv4报文头的源地址为6to4自动隧道的配置IPv4源地址，目的地址为步骤101中的特定IPv4组播地址，将该封装的IPv6 PIM组播报文通过本网关上所有使能了IPv4 PIM且存在IPv4 PIM邻居的接口发送给IPv4网络设备。

封装方式可以为：IPv6 in IPv4、通用路由封装(GRE，Generic RoutingEncapsulation)等。

在6to4网关的所有接口上，有的接口是与6to4不相干的，若在与6to4不相干的接口上发送封装的IPv6组播报文不仅会发送失败，且增加了系统开销，因此，为了避免无谓的系统开销，网络管理员可以单独配置6to4网关的某个或一个以上接口专门用于发送封装的IPv6组播报文。

6to4自动隧道无法直接传输IPv6组播报文的原因是：6to4自动隧道无法从IPv6组播报文的组播地址中提取IPv4地址，而本步骤中将特定IPv4组播地址作为封装在IPv6组播报文的IPv4报文头中的目的地址，这样，封装的IPv6 PIM组播报文就可通过IPv4网络传输。

出于管理上的方便，在6to4网关上也可以通过虚拟接口来实现IPv6 PIM组播报文的封装、解封装等处理。

步骤104：IPv4网络设备接收封装的IPv6 PIM组播报文，根据该报文头中的特定IPv4组播地址，在自身保存的特定IPv4组播地址与6to4网络标识的对应关系中，查找所有加入该特定IPv4组播的6to4网关，将该封装的IPv6 PIM组播报文发送给所有加入该特定IPv4组播的6to4网关。

步骤105：6to4网关接收封装的IPv6 PIM组播报文，判断接收该报文的接口是否支持封装的IPv6 PIM报文，若是，执行步骤107；否则，执行步骤106。

步骤106：接收6to4网关丢弃该IPv6 PIM组播报文，本流程结束。

接收6to4网关即接收IPv6 PIM组播报文的6to4网关。

有的6to4网关可能并不支持封装的IPv6 PIM报文，则该网关必然不支持IPv6组播报文的传输，因此，本步骤中，将IPv6 PIM组播报文直接丢弃。

步骤107：接收6to4网关对该IPv6 PIM组播报文进行解封装处理。

步骤108：接收6to4网关判断解封装后的报文是否为IPv6 PIM Hello报文，若是，执行步骤110；否则，执行步骤109。

步骤109：接收6to4网关对IPv6 PIM组播报文进行解封装处理，对解封装的IPv6 PIM报文进行后续处理，本流程结束。

除了PIM Hello报文外，PIM协议报文还包括PIM注册报文、PIM注册停止报文等。

步骤110：接收6to4网关与发送该IPv6 PIM Hello报文的6to4网关建立IPv6 PIM邻居关系。

当一个6to4网关与其它6to4网关建立了IPv6 PIM邻居关系后，则就在本网关上设置了IPv6组播接口，用于收发IPv6组播数据报文。

本步骤中，IPv6 PIM hello报文的接收网关与发送网关之间建立PIM邻居关系时，若交互的为IPv6单播报文，则通过6to4自动隧道转发；若交互的为组播报文，则采用上述步骤103～110完成转发。

在6to4网关之间建立IPv6 PIM邻居关系后，6to4网关之间就可转发IPv6组播数据报文了。

图2为本发明实施例提供的在6to4自动隧道连接的6to4网络之间转发IPv6组播数据报文的流程图，如图2所示，其主要包括：

步骤201：6to4网络中的6to4网关确定要发送IPv6组播数据报文，为该报文封装IPv4报文头，IPv4报文头的源地址为6to4自动隧道的配置IPv4源地址，目的IPv4地址为步骤101中的特定IPv4组播地址，将该封装的IPv6组播数据报文通过本网关上所有使能了IPv4 PIM且存在IPv4 PIM邻居的接口发送给IPv4网络设备。

步骤202：IPv4网络设备接收到封装的IPv6 PIM组播报文，根据该报文头中的特定IPv4组播地址，在自身保存的特定IPv4组播地址与6to4网络标识的对应关系中，查找所有加入该特定IPv4组播的6to4网关，将该封装的IPv6 PIM组播报文发送给所有加入该特定IPv4组播的6to4网关。

步骤203：6to4网关接收IPv6组播数据报文，对该报文进行解封装处理，根据报文中的IPv6组播地址，将解封装后的IPv6组播数据报文发送出去。

图3为本发明提供的在6to4网络之间转发IPv6组播报文的示例图，如图3所示，R1、R2、R3为3个6to4网关且都支持IPv6组播，对于R1来说，自动隧道的源IPv4地址为1.1.1.1，其对应的6to4地址为2002:0101:0101:01::01/64；对于R2来说，自动隧道的源IPv4地址为2.2.2.2，其对应的6to4地址为2002:0202:0202:01::01/64；对于R3来说，自动隧道的源IPv4地址为3.3.3.3，其对应的6to4地址为2002:0303:0303:01::01/64。在R1、R2、R3上配置特定IPv4组播地址，R1、R2、R3分别向IPv4网络设备发送针对该特定IPv4组播地址的IPv4 PIM加入消息，以加入该特定IPv4组播，此后，R1、R2、R3若要发送IPv6组播报文，则只需为该IPv6组播报文封装源地址为自动隧道的源IPv4地址，目的地址为配置的特定IPv4组播地址的IPv4报文头，IPv4网络设备收到该报文后，会根据报文头中的特定IPv4组播地址，将报文发送所有加入该特定IPv4组播的6to4网关，从而实现了IPv6组播转发。

图4为本发明实施例提供的与6to4自动隧道连接的6to4网关的结构示意图，如图4所示，其主要包括：IPv4组播加入模块41，IPv6组播报文处理模块42和IPv4头封装模块43，其中：

IPv4组播加入模块41：针对配置在本网关上的特定IPv4组播地址，向IPv4网络设备发送组播加入报文，在收到IPv4网络设备返回的组播加入响应报文后，向IPv6组播报文处理模块42发送特定IPv4组播已加入指示。

IPv6组播报文处理模块42：接收IPv4组播加入模块41发来的特定IPv4组播已加入指示；当要发送IPv6组播报文时，将该报文发送给IPv4头封装模块43，接收IPv4头封装模块43返回的封装的IPv6组播报文，将该封装的IPv6组播报文发送给IPv4网络设备。

IPv4头封装模块43：接收IPv6组播报文处理模块42发来的IPv6组播报文，为该报文封装IPv4报文头，IPv4报文头的源地址为：自动隧道的配置IPv4源地址，目的地址为配置在本网关上的特定IPv4组播地址，将该封装的IPv6组播报文返回给IPv6组播报文处理模块42。

如图5所示，IPv6组播报文处理模块42可包括：发送模块421和接收模块422，其中：

发送模块421：接收IPv4组播加入模块41发来的特定IPv4组播已加入指示；当要发送IPv6 PIM组播报文时，将该报文发送给IPv4头封装模块43，接收IPv4头封装模块43返回的封装的IPv6 PIM组播报文，将该封装的IPv6 PIM组播报文通过配置的专门用于发送封装的IPv6组播报文的接口发送给IPv4网络设备；当要发送IPv6组播数据报文时，将该报文发送给IPv4头封装模块43，接收IPv4头封装模块43返回的封装的IPv6组播数据报文，将该封装的IPv6组播数据报文通过配置的专门用于发送封装的IPv6组播报文的接口发送给IPv4网络设备。

接收模块422：接收IPv4网络设备发来的封装的IPv6 PIM组播报文，对该报文进行解封装处理，若发现解封装后的报文为IPv6 PIM hello报文，则与发送该报文的6to4网关建立IPv6 PIM邻居关系；接收IPv4网络设备发来的封装的IPv6组播数据报文，对该报文进行解封装处理，根据报文中的IPv6组播地址，将解封装后的报文发送出去。

接收模块422还可包括一模块，该模块用于判断接收IPv6 PIM组播报文的接口是否支持封装的IPv6 PIM报文，若不支持，则丢弃该报文，若支持，则对该报文进行解封装处理。

以上所述仅为本发明的过程及方法实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1、一种在6to4网络间转发IPv6组播报文的方法，其特征在于，在6to4网络中所有与6to4自动隧道连接的且支持IPv6组播的6to4设备上配置同一特定IPv4组播地址，每个6to4设备向IPv4网络设备发送针对所述特定IPv4组播地址的组播加入报文，该方法包括:

6to4设备为即将发送的IPv6组播报文封装IPv4报文头，IPv4报文头的源地址为:自动隧道的配置源IPv4地址，目的地址为所述特定IPv4组播地址，将该封装的IPv6组播报文发送给IPv4网络设备，以便IPv4网络设备根据报文头中的特定IPv4组播地址，将该封装的IPv6组播报文发送给所有加入该特定IPv4组播地址的6to4网关。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，预先将所述6to4网关的一个或一个以上接口配置为专门用于发送封装的IPv6组播报文的接口，

所述将该封装的IPv6组播报文发送给IPv4网络设备为:通过本网关上所述专门用于发送封装的IPv6组播报文的接口将该封装的IPv6组播报文发送给IPv4网络设备。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述IPv6组播报文为IPv6PIM组播报文，且，

所述将该封装的IPv6组播报文发送给IPv4网络设备之后进一步包括:IPv4网络设备将该封装的IPv6组播报文发送给所有加入该特定IPv4组播地址的6to4网关，自动隧道对端的6to4网关接收该IPv6PIM组播报文，判断接收该报文的接口是否支持封装的IPv6PIM报文，若支持，对该报文进行解封装处理；否则，将该报文丢弃。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将该封装的IPv6组播报文发送给IPv4网络设备之后进一步包括:IPv4网络设备将该封装的IPv6组播报文发送给所有加入该特定IPv4组播地址的6to4网关，自动隧道对端的6to4网关接收该IPv6组播报文，对该报文进行解封装处理，若发现解封装后的报文为IPv6 PIM hello报文，则与发送该报文的6to4网关建立IPv6PIM邻居关系。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述IPv6组播报文为IPv6组播数据报文，

所述将该封装的IPv6组播报文发送给IPv4网络设备之后进一步包括:IPv4网络设备将该封装的IPv6组播报文发送给所有加入该特定IPv4组播地址的6to4网关，自动隧道对端的6to4网关接收该IPv6组播数据报文，对该报文进行解封装处理，根据报文的IPv6组播地址，将解封装后的报文发送出去。

6、一种与自动隧道连接的6to4设备，其特征在于，该设备包括:

IPv4组播加入模块，针对配置在本网关上的特定IPv4组播地址，向IPv4网络设备发送组播加入报文；

IPv6组播报文处理模块，即将发送IPv6组播报文，将该报文发送给IPv4头封装模块，接收IPv4头封装模块返回的封装的IPv6组播报文，将该封装的IPv6组播报文发送给IPv4网络设备；

IPv4头封装模块，接收IPv6组播报文，为该报文封装IPv4报文头，IPv4报文头的源地址为:自动隧道的配置IPv4源地址，目的地址为配置在本网关上的特定IPv4组播地址，将该封装的IPv6组播报文返回给IPv6组播报文处理模块。

7、如权利要求6所述的6to4设备，其特征在于，所述IPv6组播报文处理模块包括:

发送模块，即将发送IPv6组播报文，将该报文发送给IPv4头封装模块，接收IPv4头封装模块返回的封装的IPv6组播报文，将该封装的IPv6组播报文发送给IPv4网络设备；

接收模块，接收IPv4网络设备发来的封装的IPv6 PIM组播报文，对该报文进行解封装处理，若发现解封装后的报文为IPv6 PIM hello报文，则与发送该报文的6to4网关建立IPv6 PIM邻居关系。

8、如权利要求7所述的6to4设备，其特征在于，所述接收模块进一步包括一模块，该模块用于判断接收IPv6 PIM组播报文的接口是否支持封装的IPv6PIM报文，若不支持，则丢弃该报文，若支持，则对该报文进行解封装处理。

9、如权利要求6至8任一所述的6to4设备，其特征在于，所述6to4设备为6to4网关。

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