CN101610295A - 使用非特定IPv6地址的无状态IPv4/IPv6分组转换方法 - Google Patents
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Abstract
使用非特定IPv6地址的无状态IPv4/IPv6分组转换方法属于计算机网络通信技术领域,其特征在于,利用无状态的IPv4/IPv6地址和协议转换方法在IPv4地址和特定的IPv6地址间建立转换关系,并利用IPv6/IPv6地址转换方法在用户的IPv6地址和特定的IPv6地址间建立转换关系,使用户的IPv6地址能够无状态地与全球互联网进行双向发起的通信,本发明可以有效地推进互联网从IPv4向IPv6的过渡。
Description
技术领域
使用非特定IPv6地址的无状态IPv4/IPv6分组转换方法属于计算机互联网通信技术领域。
背景技术
互联网已经成为全世界最重要的信息基础设施,但目前互联网广泛使用的第四版网络协议IPv4的地址的寻址范围只有232,即43亿地址,根据目前IPv4地址的分配速度,预计在2011年之后,IPv4地址即将分配完毕。
目前中国网民人口的绝对数已经成为世界第一,但互联网的普及率只有22%,远低于世界发达国家的水平(70%)。同时,平均每个中国网民仅有0.6个IPv4地址。因此,对于中国来说,IPv4地址是无法满足需求的。这个问题对于印度等其它亚洲国家和非洲国家来说,也都是非常严重的。
为了解决IPv4地址不够用的问题,国际互联网工程组(IETF)设计了第六版网络协议IPv6,它的地址寻址范围有2128,能够满足需求。但由于种种原因,IPv6协议于IPv4协议是不兼容的,不能很好的互联互通。当时设计的理念是用“双协议栈”的方法解决互联互通的问题,但近十年IPv6推广的经验和教训证明,该方法不能访问IPv4众多网络信息资源,不能与IPv4众多的用户通信。
地址转换和协议转换是解决IPv4和IPv6互联互通的方法,无状态的地址转换和协议转换方法,具有可扩展性,但无状态的转换方法需要用户使用特定的IPv6地址,不允许使用自动配置的IPv6地址。
本发明的基本原理是在无状态地址转换和协议转换的基础上,增加IPv6/IPv6地址转换网关,把特定的IVI地址转换为非特定的IPv6地址,具有极大的灵活性,具有很大的应用前景。
本发明的基本特征包括:1)采用IPv4地址嵌入IPv6地址的编码格式在IPv4地址与运营商的一个IPv6地址的子集IVI6地址之间建立唯一的映射关系;2)采用二级转换方法,通过IPv6/IPv6转换网关,把IVI6地址转换为非特定的IPv6地址。
发明内容
使用非特定IPv6地址的无状态IPv4/IPv6分组转换方法,其特征在于依次含有以下步骤:
步骤(1)初始化
步骤(1.1)在IPv4和IPv6网络之间设立一个IVI转换网关,并定义如下编码格式:
把IPv4地址直接嵌入所述IPv6地址的编码格式,构成一个IPv6地址,在运营商基于32位聚类前缀的所述IPv6地址格式中的第32+n位嵌入32位IPv4地址,n<32,同时在第64+n到128位之间空余位填充全0,其中:
当所述IPv4地址为所述运营商准备给IPv6主机使用的IPv4地址时,构成IVI6地址,
当所述IPv4地址为包含所述运营商自己在内的全球IPv4地址,又不属于所述IPv6主机的IPv4地址时,构成IVIG6地址,
所述IVI6和IVIG6统称为IVI地址由此在所述IPv4地址和IPv6地址的子集之间形成一一对应的双向映射关系,
步骤(1.2)在IPv6网内设立一个IPv6/IPv6转换网关,在其中设立IVI6的地址对应于用户IPv6地址的映射关系数据库,
步骤(2)IPv4计算机向IPv6计算机发起通信,其中源地址为IPv4计算机的地址,目的地址为IPv6计算机的IPv6地址通过IPv6/IPv6转换后的IVI6地址的IPv4镜像;
步骤(3):所述IVI转换网关接收分组,依次执行步骤(3.1)-步骤(3.4);
步骤(3.1):所述目标地址按步骤(1.1)设定的IPv6地址编码格式转换为IVI6地址,
步骤(3.2):所述源地址按步骤(1.1)设定的IPv6地址编码格式转换为IVIG6地址,
步骤(3.3):按RFC2765执行除地址转换之外的其它处理程序,并重新计算传输层校验和,从而形成所述IPv6分组;
步骤(3.4):向所述IPv6/IPv6转换网关发送步骤(3.3)形成的IPv6分组;
步骤(4):所述IPv6/IPv6地址转换网关接到步骤(3.4)发送的所述IPv6分组后,执行以下步骤(4.1)-步骤(4.3),形成IPv6分组并发送,
步骤(4.1):把所述IPv6分组中的目标地址通过所述数据库转换为所述用户IPv6地址;
步骤(4.2):重新计算传输层校验和,并形成IPv6分组;
步骤(4.3):向所述IPv6计算机发送步骤(4.2)中所述IPv6分组;
步骤(5):所述IPv6计算机接收分组;
步骤(6):所述IPv6计算机向IPv4计算机发送IPv6分组,其中源地址地址为IPv6计算机的地址,目的地址为IPv4计算机的IPv4地址的镜像,即IVIG6地址;
步骤(7):所述IPv6/IPv6转换网关接收IPv6分组,按以下步骤形成新的IPv6分组,
步骤(7.1):通过所述数据库把所述用户IPv6源地址转换为IVI6地址,
步骤(7.2):重新计算传输层校验和并形成IPv6分组,
步骤(7.3):向所述IVI转换网关发送步骤(7.2)中所述的IPv6分组;
步骤(8):IVI转换网关接收IPv6分组步骤(7.3)发送的所述IPv6分组,通过以下步骤(8.1)-步骤(8.3)形成IPv4分组并发送,
步骤(8.1):所述目标地址按步骤(1.1)设定的IPv6地址编码格式转换为IPv4地址,
步骤(8.2):所述源地址按步骤(1.1)设定的IPv6地址编码格式转换为IPv4地址,
步骤(8.3):按RFC2765执行除地址转换之外的其它处理程序,并重新计算传输层校验和,从而形成所述IPv4分组;
步骤(8.4):向IPv4计算机发送步骤(8.3)形成的IPv4分组;
步骤(9):所述IPv4计算机接收步骤(8.4)发送的IPv4分组;
IPv6/IPv6转换网关中的数据库可以由网络管理员根据地址情况预先配置好,也可以由用户计算机通过请求验证后自动生成;
IPv6/IPv6转换网关的功能也可以集成在IVI转换网关中。
附图说明
图1:使用非特定IPv6地址的无状态IPv4/IPv6分组转换方法的网络连接方式;
图2:使用非特定IPv6地址的无状态IPv4/IPv6分组转换方法的工作流程图;
图3:IPv4地址嵌入IPv6地址的定义格式。
具体实施方式和方法案例
本发明的连接方式如图1所示,使用非特定IPv6地址的计算机可以与全球的IPv6网络通信。由于这些计算机没有使用特定的IVI6地址,因此无法直接通过IVI转换网关与全球IPv4网络通信,因此在配置上增加了IPv6/IPv6转换网关,把非IVI6地址转换为IIVI6地址。其中IPv6/IPv6转换网关中的数据库可以由网络管理员根据地址情况预先配置好,也可以由用户计算机通过请求验证后自动生成。
本发明的工作流程如图2所示。
本发明的IVI转换网关的映射规则如图3所示,如用户使用的IPv6地址为2001:da8:abcd::1234,通信流程举例如下:
如运营商的IPv6地址的前缀为2001:da8::/32,所选用的IVI4地址为202.38.108.0/24,则IVI6地址范围为2001:da8:ffca:266c:0::/64。如所要通信的IPv4主机的地址为18.181.0.31,则IVIG6的地址为2001:da8:ff12:b500:1f00::/72。通信流程为:
(1)IPv4计算机18.181.0.31需要与IPv6计算机2001:da8:abcd::1234通信,则在IPv4网络中18.181.0.31需要对202.38.108.2发起通信,因为这是对应于IVI6=2001:da8:ffca:266c:200::的IVI4,即IPv4分组的源地址和目标地址分别为:18.181.0.31←→202.38.108.2。
(2)在IVI转换网关中,18.181.0.31转换为2001:da8:ff12:b500:1f00::,202.38.108.2转换为2001:da8:ffca:266c:200::,即IPv6分组的源地址和目标地址分别为:2001:da8:ff12:b500:1f00::←→2001:da8:ffca:266c:200::。
(3)在IPv6/IPv6转换网关中,源地址不变,目标地址由2001:da8:ffca:266c:200::转换为2001:da8:abcd::1234,即IPv6分组的源地址和目标地址分别为:2001:da8:ff12:b500:1f00::←→2001:da8:abcd::1234。
(4)返回的IPv6分组的源地址和目标地址分别为:2001:da8:abcd::1234←→2001:da8:ff12:b500:1f00::。
(5)在IPv6/IPv6转换网关中,源地址由2001:da8:abcd::1234转换为2001:da8:ffca:266c:200::,目标地址不变,即IPv6分组的源地址和目标地址分别为:2001:da8:ffca:266c:200::←→2001:da8:ff12:b500:1f00::。
(6)通过IVI转换网关,转换为IPv4分组的源地址和目标地址分别为:202.38.108.2←→18.181.0.31。
利用本发明定义的方法,可以使用非特定IPv6地址通过无状态IPv4/IPv6分组转换器与全球IPv4网络进行通信。
Claims (3)
1.使用非特定IPv6地址的无状态IPv4/IPv6分组转换方法,其特征在于依次含有以下步骤:
步骤(1)初始化
步骤(1.1)在IPv4和IPv6网络之间设立一个IVI转换网关,并定义如下编码格式:
把IPv4地址直接嵌入所述IPv6地址的编码格式,构成一个IPv6地址,在运营商基于32位聚类前缀的所述IPv6地址格式中的第32+n位嵌入32位IPv4地址,n<32,同时在第64+n到128位之间空余位填充全0,其中:
当所述IPv4地址为所述运营商准备给IPv6主机使用的IPv4地址时,构成IVI6地址,
当所述IPv4地址为包含所述运营商自己在内的全球IPv4地址,又不属于所述IPv6主机的IPv4地址时,构成IVIG6地址,
所述IVI6和IVIG6统称为IVI地址由此在所述IPv4地址和IPv6地址的子集之间形成一一对应的双向映射关系,
步骤(1.2)在IPv6网内设立一个IPv6/IPv6转换网关,在其中设立IVI6的地址对应于用户IPv6地址的映射关系数据库,
步骤(2)IPv4计算机向IPv6计算机发起通信,其中源地址为IPv4计算机的地址,目的地址为IPv6计算机的IPv6地址通过IPv6/IPv6转换后的IVI6地址的IPv4镜像;
步骤(3):所述IVI转换网关接收分组,依次执行步骤(3.1)-步骤(3.4);
步骤(3.1):所述目标地址按步骤(1.1)设定的IPv6地址编码格式转换为IVI6地址,
步骤(3.2):所述源地址按步骤(1.1)设定的IPv6地址编码格式转换为IVIG6地址,
步骤(3.3):按RFC2765执行除地址转换之外的其它处理程序,并重新计算传输层校验和,从而形成所述IPv6分组;
步骤(3.4):向所述IPv6/IPv6转换网关发送步骤(3.3)形成的IPv6分组;步骤(4):所述IPv6/IPv6地址转换网关接到步骤(3.4)发送的所述IPv6分组后,执行以下步骤(4.1)-步骤(4.3),形成IPv6分组并发送,
步骤(4.1):把所述IPv6分组中的目标地址通过所述数据库转换为所述用户IPv6地址;
步骤(4.2):重新计算传输层校验和,并形成IPv6分组;
步骤(4.3):向所述IPv6计算机发送步骤(4.2)中所述IPv6分组;
步骤(5):所述IPv6计算机接收分组;
步骤(6):所述IPv6计算机向IPv4计算机发送IPv6分组,其中源地址地址为IPv6计算机的地址,目的地址为IPv4计算机的IPv4地址的镜像,即IVIG6地址;
步骤(7):所述IPv6/IPv6转换网关接收IPv6分组,按以下步骤形成新的IPv6分组,
步骤(7.1):通过所述数据库把所述用户IPv6源地址转换为IVI6地址,
步骤(7.2):重新计算传输层校验和并形成IPv6分组,
步骤(7.3):向所述IVI转换网关发送步骤(7.2)中所述的IPv6分组;
步骤(8):IVI转换网关接收IPv6分组步骤(7.3)发送的所述IPv6分组,通过以下步骤(8.1)-步骤(8.3)形成IPv4分组并发送,
步骤(8.1):所述目标地址按步骤(1.1)设定的IPv6地址编码格式转换为IPv4地址,
步骤(8.2):所述源地址按步骤(1.1)设定的IPv6地址编码格式转换为IPv4地址,
步骤(8.3):按RFC2765执行除地址转换之外的其它处理程序,并重新计算传输层校验和,从而形成所述IPv4分组;
步骤(8.4):向IPv4计算机发送步骤(8.3)形成的IPv4分组;
步骤(9):所述IPv4计算机接收步骤(8.4)发送的IPv4分组;
2.根据权利要求1中使用非特定IPv6地址的无状态IPv4/IPv6分组转换方法,其特征在于,IPv6/IPv6转换网关中的数据库可以由网络管理员根据地址情况预先配置好,也可以由用户计算机通过请求验证后自动生成;
3.根据权利要求1中使用非特定IPv6地址的无状态IPv4/IPv6分组转换方法,其特征在于,IPv6/IPv6转换网关的功能也可以集成在IVI转换网关中。
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