CN101662411B - IPv4主机访问IPv6网络服务器的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种IPv4主机访问IPv6网络服务器的方法，适用于包括IPv4主机、IPv6网络服务器和NAT-PT转换器的IPv4和IPv6混合组网结构，所述NAT-PT转换器上记录IPv6网络服务器的主机名与其IPv6地址和IPv4地址的映射关系，该方法包括：NAT-PT转换器收到IPv4主机发起的对IPv6网络服务器的HTTP请求后，解析其中的URI或Host选项获取被访问IPv6网络服务器的主机名，根据所述映射关系获取与该主机名对应的IPv6地址，然后利用获取的IPv6地址实现IPv4主机到IPv6网络服务器的访问。相应地，本发明还提供了一种NAT-PT转换器。本发明能够解决现有技术中因IPv4地址复用而造成的IPv4主机无法正确访问IPv6Web Server的问题。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术，尤其涉及因特网协议第4版(IPv4)主机访问因特网协议第6版(IPv6)网络服务器(Web Server)的方法及装置。
背景技术
近年来随着互联网的蓬勃发展，IP地址的需求量越来越大，IPv4定义的有限地址空间即将被耗尽。为了解决IP地址资源枯竭的问题，用128位地址长度的IPv6技术取代已有的32位地址长度的IPv4技术已经势在必行。但是，已有的大量基于IPv4的用户、服务器和网络设备，不可能一日之间完成升级换代，直到所有的IPv4老设备生命终结、最终全部过渡到IPv6时代之前，IPv4和IPv6必然会有一个很长的共存时期。在此期间，如何解决IPv4和IPv6互通就成为一个重要问题。
IPv4和IPv6互通包括两方面内容：一、老的IPv4主机访问新的IPv6主机；二、新的IPv6主机访问老的IPv4主机。本文主要是针对解决第一种情况而提出的。目前，常用的解决IPv4主机访问IPv6主机的方案是将网络地址转换-协议转换(NAT-PT)技术和域名服务器-应用层网关(DNS-ALG)技术结合使用。下面以图1所示的IPv4和IPv6混合组网结构为例，对现有的通过NAT-PT支持DNS-ALG解决IPv4主机(Host)访问IPv6主机的方案进行详细说明。
图1中，IPv4网络包括IPv4域名服务器(IPv4DNS Server)、路由器Router_A和IPv4主机；IPv6网络包括IPv6DNS Server、路由器Router_B和IPv6主机；NAT-PT转换器(Translator)位于IPv4和IPv6网络边界处，负责在IPv4报文与IPv6报文之间进行翻译转换。
图2以图1中IPv4主机Host_A访问IPv6主机Host_B为例，示出了现有技术中通过NAT-PT支持DNS-ALG实现的IPv4主机访问IPv6主机的流程图，具体包括以下步骤：
步骤201：在Host_A向Host_B发起连接之前，Host_A首先发起对Host_B的DNS查询请求，该查询请求先达到本地IPv4网络的域名服务器IPv4DNS Server。
步骤202：IPv4DNS Server将查询请求转发给NAT-PT转换器。
步骤203：NAT-PT转换器对IPv4格式的查询请求进行转换，翻译成IPv6格式，发给IPv6DNS Server。
步骤204：IPv6DNS Server将Host_B对应的IPv6地址3000::1反馈给NAT-PT转换器。
步骤205：NAT-PT转换器记录Host_B与IPv6地址3000::1的对应关系，并从配置的IPv4地址池中为Host_B分配一个IPv4地址140.10.10.2，记录Host_B、IPv6地址3000::1与IPv4地址140.10.10.2的对应关系。
步骤206：NAT-PT转换器将Host_B与IPv4地址140.10.10.2的对应关系发送给IPv4DNS Server。
步骤207：IPv4DNS Server将Host_B与IPv4地址140.10.10.2的对应关系返回给Host_A。
步骤208：Host_A向140.10.10.2发起连接请求。
步骤209：NAT-PT转换器按照步骤205中记录的对应关系，将连接请求的目的地址140.10.10.2转换成对应的IPv6地址，并根据预先配置在源地址150.10.10.1前增加前缀使其自动转换成IPv6地址，然后将转换后的连接请求发送给Host_B。
步骤210：当Host_B的连接响应到达NAT-PT转换器时，NAT-PT转换器再根据之前记录的对应关系进行反向转换，即将连接响应的源地址3000::1转换成对应的IPv4地址140.10.10.2，将目的地址的前缀去掉转换成IPv4地址150.10.10.1，然后将转换后的响应转发给Host_A。
由图2可见，每当IPv4主机发起一次查询请求，就会造成一个IPv6地址和一个IPv4地址绑定，这个IPv4地址来源于配置在NAT-PT转换器上的IPv4地址池。由于IPv4地址池中的地址数是有限的，因此当超过该数目的查询请求到达NAT-PT转换器时，就没有独立的IPv4地址可供绑定，这样就只有复用IPv4地址，而一旦复用IPv4地址，就会造成多个IPv6地址同时绑定到一个IPv4地址上。当多个IPv6地址同时绑定到一个IPv4地址上时，对于从IPv4侧发来的目的地址为该复用IPv4地址的连接请求，NAT-PT转换器就无法确定应该提交给哪个IPv6主机，从而造成通信失败。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于，在IPv6侧主机是网络服务器(Web Server)且不同IPv6Web Server复用同一个IPv4地址的情况下，提供一种IPv4主机访问IPv6Web Server的方法及装置，解决现有技术中因IPv4地址复用而造成的IPv4主机无法正确访问IPv6Web Server的问题。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种IPv4主机访问IPv6网络服务器的方法，适用于包括IPv4主机、IPv6网络服务器和网络地址转换-协议转换NAT-PT转换器的IPv4和IPv6混合组网结构，所述NAT-PT转换器上记录IPv6网络服务器的主机名与其IPv6地址和IPv4地址的映射关系，该方法包括：
NAT-PT转换器收到IPv4主机向IPv6网络服务器对应的IPv4地址发起连接请求后，代替网络服务器与IPv4主机完成传输控制协议TCP三次握手，建立与IPv4主机的TCP连接；
NAT-PT转换器收到IPv4主机发起的对IPv6网络服务器的超文本传输协议HTTP请求后，解析其中的统一资源标志符URI或主机Host选项获取被访问IPv6网络服务器的主机名，根据所述映射关系获取与该主机名对应的IPv6地址，然后利用获取的IPv6地址实现IPv4主机到IPv6网络服务器的访问。
NAT-PT转换器利用获取的IPv6地址实现IPv4主机到IPv6网络服务器的访问的具体过程包括：
NAT-PT转换器通过TCP三次握手与所述IPv6地址建立TCP连接，通过该TCP连接将来自IPv4主机的HTTP请求发送给IPv6网络服务器，以及通过与IPv4主机建立的TCP连接将IPv6网络服务器返回的HTTP响应发送给IPv4主机。
在一次连接过程中，所述NAT-PT转换器仅对第一个HTTP请求解析URI或Host选项，NAT-PT转换器与IPv4主机的TCP连接以及NAT-PT转换器与IPv6网络服务器的TCP连接建立起来后，IPv4主机和IPv6网络服务器直接通过这一对连接进行通信。
该方法进一步包括：
NAT-PT转换器在向IPv4主机发送的HTTP响应中增加Cookie，其中记录被访问IPv6网络服务器的IPv6地址；当IPv4主机与IPv6网络服务器上次会话连接结束后IPv4主机再次向该IPv6网络服务器发起HTTP请求时，IPv4主机在HTTP请求中携带该Cookie；NAT-PT转换器收到该HTTP请求后，直接从其携带的Cookie中提取IPv6地址，向该IPv6地址对应的IPv6网络服务器转发HTTP请求，并删除HTTP请求中的Cookie。
所述IPv4主机再次向该IPv6网络服务器发起HTTP请求之前还包括：IPv4主机与NAT-PT转换器执行TCP三次握手，建立TCP连接；
所述向该IPv6地址对应的IPv6网络服务器转发HTTP请求之前还包括：NAT-PT转换器与IPv6网络服务器执行TCP三次握手，建立TCP连接。
NAT-PT转换器利用获取的IPv6地址实现IPv4主机到IPv6网络服务器的访问的具体过程包括：
NAT-PT转换器在获取了被访问IPv6网络服务器的IPv6地址后，记录该IPv6地址与HTTP请求的源IPv4地址及目的IPv4地址的对应关系，并向IPv4主机发送HTTP重定向请求；IPv4主机收到HTTP重定向请求后，通过NAT-PT转换器重新向所述IPv6网络服务器发起连接请求；NAT-PT转 换器收到IPv4主机重新发起的连接请求后，根据记录的对应关系查找与该连接请求的源IPv4地址和目的IPv4地址对应的IPv6地址，向该IPv6地址转发连接请求，建立IPv4主机与IPv6网络服务器的TCP连接，之后IPv4主机和IPv6网络服务器通过建立的TCP连接进行通信。
该方法进一步包括：
为NAT-PT转换器上记录的所述对应关系设置老化周期，当老化周期到达后，NAT-PT转换器重新学习该对应关系。
一种NAT-PT转换器，位于包括IPv4主机和IPv6网络服务器的IPv4和IPv6混合组网结构中，该NAT-PT转换器包括：
映射关系管理单元，用于记录IPv6网络服务器的主机名与其IPv6地址和IPv4地址的映射关系；
访问处理单元，用于在收到IPv4主机向IPv6网络服务器发起的连接请求后，代替网络服务器与IPv4主机完成TCP三次握手，建立与IPv4主机的TCP连接；在收到IPv4主机发起的对IPv6网络服务器的HTTP请求后，解析其中的URI或Host选项获取被访问IPv6网络服务器的主机名，根据映射关系管理单元中记录的映射关系获取与该主机名对应的IPv6地址，然后利用获取的IPv6地址实现IPv4主机到IPv6网络服务器的访问。
所述访问处理单元在获取了被访问IPv6网络服务器的IPv6地址后，通过TCP三次握手与该IPv6地址建立TCP连接，通过该TCP连接将来自IPv4主机的HTTP请求发送给IPv6网络服务器，以及通过与IPv4主机建立的TCP连接将IPv6网络服务器返回的HTTP响应发送给IPv4主机。
在一次连接过程中，所述访问处理单元仅对第一个HTTP请求解析URI或Host选项，NAT-PT转换器与IPv4主机的TCP连接以及NAT-PT转换器与IPv6网络服务器的TCP连接建立起来后，IPv4主机和IPv6网络服务器直接通过这一对连接进行通信。
所述访问处理单元进一步用于在向IPv4主机发送的HTTP响应中增加Cookie，其中记录被访问IPv6网络服务器的IPv6地址；当IPv4主机与IPv6网络服务器上次会话连接结束后IPv4主机再次向该IPv6网络服务器发起HTTP请求时，IPv4主机在HTTP请求中携带该Cookie；访问处理单元收到携带Cookie的HTTP请求后，直接从其携带的Cookie中提取IPv6地址，向该IPv6地址对应的IPv6网络服务器转发HTTP请求，并删除HTTP请求中的Cookie。
在IPv4主机再次向该IPv6网络服务器发起HTTP请求之前，所述访问处理单元还与IPv4主机执行TCP三次握手，建立TCP连接；并且，在向该IPv6地址对应的IPv6网络服务器转发HTTP请求之前，所述访问处理单元还与IPv6网络服务器执行TCP三次握手，建立TCP连接。
所述访问处理单元在获取了被访问IPv6网络服务器的IPv6地址后，在映射关系管理单元中记录该IPv6地址与HTTP请求的源IPv4地址及目的IPv4地址的对应关系，并向IPv4主机发送HTTP重定向请求；在收到IPv4主机重新发起的连接请求后，根据映射关系管理单元中记录的对应关系查找与该连接请求的源IPv4地址和目的IPv4地址对应的IPv6地址，向该IPv6地址转发连接请求，建立IPv4主机与IPv6网络服务器的TCP连接。
所述访问处理单元进一步用于为所述对应关系设置老化周期，当老化周期到达后，重新学习该对应关系。
由此可见，在本发明所提供的技术方案中，NAT-PT转换器通过解析IPv4主机发起的HTTP请求中携带的URI或Host选项，获取了被访问的IPv6Web Server的主机名，并进而根据NAT-PT转换器上记录的主机名与其IPv4地址和IPv6地址的映射关系获取了被访问的主机名所对应的唯一IPv6地址。根据该IPv6地址，NAT-PT转换器可顺利实现IPv4主机到IPv6网络服务器的访问，解决了现有技术中因IPv4地址复用而造成的IPv4主机无法正确访问IPv6Web Server的问题。
附图说明
图1为现有技术中IPv4和IPv6混合组网结构示意图；
图2为现有技术中IPv4主机访问IPv6服务器的流程图；
图3为本发明实施例中IPv4和IPv6混合组网结构示意图；
图4为本发明实施例一中IPv4主机访问IPv6Web Server的流程图；
图5为本发明实施例二中IPv4主机访问IPv6Web Server的流程图；
图6为本发明实施例三中IPv4主机访问IPv6Web Server的流程图；
图7为本发明实施例中NAT-PT转换器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。
针对现有技术中因IPv4地址复用而造成NAT-PT转换器无法将IPv4侧请求正确转发给IPv6侧主机的问题，本发明提出一种改进方案。该方案主要针对基于超文本传输协议(HTTP)的Web服务而提出，其基本原理是：在IPv6侧主机是Web Server且不同IPv6Web Server复用同一个IPv4地址的情况下，利用HTTP协议的特点，通过解析HTTP报文获取更多的信息，然后利用该信息来完成IPv4侧请求的正确转发。
图3示出了本发明实施例中IPv4和IPv6混合组网结构示意图，其中，IPv6网络中包括www.WEB_Server_A.com和www.WEB_Server_B.com两台Web server，它们的IPv6地址分别为3000::1和4000::1；IPv4网络中Host_A的IPv4地址为150.10.10.1。
通过NAT-PT支持DNS-ALG过程，可以在NAT-PT转换器上建立起如表1所示的映射关系表，其中，每个IPv6Web Server分别各占一行，包括唯一的主机名、唯一的IPv6地址以及对应的IPv4地址信息。由于IPv4地址数量有限，因此不可避免地会出现不同的IPv6Web Server对应相同IPv4地址的情况。比如，如表1所示，主机www.WEB_Server_A.com和主机 www.WEB_Server_B.com对应相同的IPv4地址202.31.0.1。
| 主机名 | IPv6地址 | IPv4地址 |
| www.WEB_Server_A.com | 3000::1 | 202.31.0.1 |
| www.WEB_Server_B.com | 4000::1 | 202.31.0.1 |
表1
表1所示的映射关系表可通过多种方式产生，如手工配置或者从某个数据库中导出或者按照图2所示的方法等。这个包含主机名、IPv6地址和IPv4地址的映射关系表是本发明后续工作的基础。下面结合表1，并通过几个具体实施例对建立了表1所示的映射关系后，本发明中IPv4主机访问IPv6WebServer的过程进行详细说明。
实施例一
图4以Host_A访问www.WEB_Server_A.com为例，示出了实施例一中IPv4主机访问IPv6Web Server的流程图，包括以下步骤：
步骤401：Host_A向www.WEB_Server_A.com对应的IPv4地址202.31.0.1发起连接请求。
Host_A在发起连接之前，获取www.WEB_Server_A.com对应的IPv4地址的过程与现有技术一致，这里不再赘述。
步骤402～403：NAT-PT转换器收到Host_A发起的连接请求后，通过查看目的地址202.31.0.1可确定该连接请求是发往IPv6侧的，因为该目的地址202.31.0.1是IPv4地址池中的地址。此时，NAT-PT转换器并不直接转发，而是先替www.WEB_Server_A.com完成与Host_A的传输控制协议(TCP)三次握手，向Host_A返回连接响应，再接收Host_A返回的成功响应，建立与Host_A的TCP连接(下称连接CC_A)。
步骤404：连接CC_A建立后，Host_A通过该连接向www.WEB_Server_A.com发起HTTP GET请求。
步骤405：NAT-PT转换器收到Host_A发起的HTTP GET请求后，解 析其中的统一资源标志符(URI)，获取被访问的服务器主机名www.WEB_Server_A.com，然后根据该主机名查找表1，获取该主机名对应的IPv6地址3000::1。
通常，完整的HTTP GET请求形式一般如下：
GET http://www.WEB_Server_A.com/index.html HTTP/1.1。
NAT-PT转换器通过解析其中的URI会发现其URI可能是http://www.WEB_Server_A.com/index.html或者其它类似的内容，但无论URI是何种表现形式，其中一般都会包括www.WEB_Server_A.com这个主机名，因此，NAT-PT转换器可以从URI中提取主机名。
步骤406～408：NAT-PT转换器通过TCP三次握手过程与3000::1这个WEB服务器建立TCP连接(下称连接SC_A)。
步骤409～410：连接SC_A建立后，NAT-PT转换器将来自HOST_A的HTTP GET请求通过SC_A发送给www.WEB_Server_A.com，并将www.WEB_Server_A.com返回的HTTP响应通过CC_A发送给HOST_A。连接SC_A和CC_A相互关联，NAT-PT转换器需要维护它们之间的对应关系。
其中，NAT-PT转换器在将来自HOST_A的报文转发给www.WEB_Server_A.com，以及将来自www.WEB_Server_A.com的报文转发给HOST_A时，都需要对报文的源地址和目的地址执行NAT-PT标准地址转换操作，该地址转换操作的具体过程与现有技术一致，这里不再赘述。
需要说明的是，一次TCP连接只需要对第一次的HTTP GET请求解析URI，一旦连接建立起来了，后续报文可以直接从CC_A转换后发向SC_A，而不必每次都重新解析URI，直到这一对连接被关闭，重新建立新的TCP连接为止。
另外，需要说明的是，有时HTTP GET请求会不使用上述形式的绝对路径，而是使用相对路径，把URI中的主机名省略掉，这时直接使用上述方法会有问题，需要对上述方法略作修改，即：在HTTP GET请求使用相 对路径时，不直接从URI中提取被访问的服务器主机名，而是从HTTP头的Host选项中获取主机名(HTTP1.1标准规定HTTP请求需要携带Host选项)。
依然使用前面的例子，当不使用绝对路径而使用相对路径时，HTTPGET请求的内容可能为：GET/index.html HTTP/1.1，而对应的Host选项可能为：Host：www.WEB_Server_A.com，这时可以很容易地从Host选项中获取主机名www.WEB_Server_A.com，进而完成后面的过程。
需要说明的是，本发明不仅对HTTP GET请求有效，对HTTP POST请求也同样有效，更进一步，对所有在客户端发出的携带URI或Host选项的HTTP请求都有效。其中，利用Host选项需要客户端支持HTTP1.1标准，目前主流的HTTP客户端都满足这个条件。如果客户端没有使用绝对路径，又不支持HTTP1.1，则NAT-PT转换器可以直接向客户端回应响应，说明客户端应该支持HTTP1.1，要求使用HTTP1.1的客户端重新访问即可。
实施例二
一个客户端在与WEB Server进行通信时，有可能不只建立一个连接，而是建立多个连接。对于第一个连接，可以采用实施例一中所述的方法找到正确的IPv6网络服务器地址；而对于后续连接，既可以向实施例一那样每次都解析HTTP请求中的URI或Host选项，也可以采用其它改进方法，比如，利用Cookie完成后续再建连接的处理。其中，Cookie是HTTP协议所采取的一种技术，本身和IPv4/v6无关。
图5仍以Host_A访问www.WEB_Server_A.com为例，示出了在使用实施例一中所述的方法建立了第一个连接后，再使用Cookie建立后续连接的过程，具体包括以下步骤：
步骤501～509：与步骤401～409一致，这里不再赘述。
步骤510：NAT-PT转换器在将www.WEB_Server_A.com返回的HTTP响应通过CC_A发送给HOST_A时，在HTTP响应中增加一个Cookie，直接在其中记录目的IPv6地址。
步骤511：当步骤501～510中建立的连接关闭后，HOST_A再次访问同一个IPv6WEB Server即www.WEB_Server_A.com时，HOST_A就会在发起的HTTP GET请求中自动携带这个Cookie。
需要说明的是，在HOST_A再次向www.WEB_Server_A.com发起HTTPGET请求之前，HOST_A还要与NAT-PT转换器执行TCP三次握手，建立TCP连接，建立TCP连接的过程与实施例一一致，这里不再赘述。
步骤512：NAT-PT转换器收到HOST_A发起的HTTP GET请求后，直接从HTTP GET请求携带的Cookie中提取目的IPv6地址，而不必解析URI或Host选项提取主机名再通过查表获取目的IPv6地址了。
步骤513：NAT-PT转换器向www.WEB_Server_A.com转发收到的HTTPGET请求，并将请求中的Cookie去掉。
在NAT-PT转换器向www.WEB_Server_A.com转发HTTP GET请求之前，NAT-PT转换器需要先与IPv6网络服务器执行TCP三次握手，建立TCP连接，建立TCP连接的过程与实施例一一致，这里不再赘述。
步骤514：NAT-PT转换器将www.WEB_Server_A.com返回的HTTP响应转发给HOST_A，并可以在HTTP响应中增加一个记录目的IPv6地址的Cookie。
在实际应用中，实施例二所述方法可以结合实施例一所述方法一起使用：NAT-PT转换器收到客户端的HTTP请求后，每次都优先查找Cookie，有Cookie则直接转换，没有Cookie则提取URI或Host选项中的主机名再查表处理。
实施例三
在实施例一中，NAT-PT转换器要分别与IPv4主机、IPv6Web Server建立两条TCP连接，并且维护它们之间的对应关系，这会产生一定的系统开销。为了克服该问题，也可以采用其它的方法，如HTTP重定向。
图6示出了利用HTTP重定向来实现IPv4主机访问IPv6Web Server的流程图，包括以下步骤：
步骤601～604：与步骤401～404一致，这里不再赘述。
步骤605：NAT-PT转换器通过解析URI或Host选项获取了主机名并查找到对应的目的IPv6地址后，并不去和IPv6WEB Server建立TCP连接，而是记录该目的IPv6地址与HTTP请求的源IPv4地址和目的IPv4地址的对应关系。
步骤606：NAT-PT转换器向HOST_A发送HTTP重定向请求(HTTPRedirect)。
步骤607：HOST_A关闭旧连接，再建立一个新的连接，重新向IPv4地址202.31.0.1发起连接请求。
步骤608：当新的连接请求到来时，NAT-PT转换器根据记录的源IPv4地址、目的IPv4地址和目的IPv6地址的对应关系，查找与该请求的源IPv4地址和目的IPv4地址对应的目的IPv6地址。
步骤609～611：找到对应的IPv6地址后，NAT-PT转换器按照NAT-PT标准方式对连接请求报文进行地址转换，然后将转换后的连接请求转发给www.WEB_Server_A.com；并且，将www.WEB_Server_A.com返回的连接响应发送给HOST_A，以及将HOST_A返回的成功响应转发给www.WEB_Server_A.com，HOST_A与www.WEB_Server_A.com之间建立TCP连接。之后，HOST_A与www.WEB_Server_A.com通过建立的TCP连接进行通信。
其中，所述源IPv4地址、目的IPv4地址和目的IPv6地址的对应关系具有一定的老化周期，当老化周期到达后，NAT-PT转换器重新学习所述对应关系。
需要说明的是，实施例三中记录的源IPv4地址、目的IPv4地址和目的IPv6地址的对应关系也可以结合实施例一中的方法一起使用，即在通过实施例一所述方法建立了第一次连接后，再利用源IPv4地址、目的IPv4地址和目的IPv6地址的对应关系建立后续连接。
相应地，本发明还提供了一种NAT-PT转换器，位于包括IPv4主机和 IPv6网络服务器的IPv4和IPv6混合组网结构中，其结构参见图7所示，包括：映射关系管理单元，用于记录IPv6网络服务器的主机名与其IPv6地址和IPv4地址的映射关系；访问处理单元，用于在收到IPv4主机发起的对IPv6网络服务器的HTTP请求后，解析其中的URI或Host选项获取被访问IPv6网络服务器的主机名，根据映射关系管理单元中记录的映射关系获取与该主机名对应的IPv6地址，然后利用获取的IPv6地址实现IPv4主机到IPv6网络服务器的访问。
其中，访问处理单元还用于在收到IPv4主机向IPv6网络服务器发起的连接请求后，与IPv4主机完成TCP三次握手，建立与IPv4主机的TCP连接。
较佳地，访问处理单元在获取了被访问IPv6网络服务器的目的IPv6地址后，可以通过TCP三次握手与该IPv6地址建立TCP连接，通过该TCP连接将来自IPv4主机的HTTP请求发送给IPv6网络服务器，以及通过与IPv4主机建立的TCP连接将IPv6网络服务器返回的HTTP响应发送给IPv4主机。在一次连接过程中，访问处理单元仅对第一个HTTP请求解析URI或Host选项，NAT-PT转换器与IPv4主机的TCP连接以及NAT-PT转换器与IPv6网络服务器的TCP连接建立起来后，IPv4主机和IPv6网络服务器直接通过这一对连接进行通信。
较佳地，访问处理单元还可进一步用于在向IPv4主机发送的HTTP响应中增加Cookie，其中记录被访问IPv6网络服务器的IPv6地址；当IPv4主机与IPv6网络服务器上次会话连接结束后IPv4主机再次向该IPv6网络服务器发起HTTP请求时，IPv4主机在HTTP请求中携带该Cookie；访问处理单元收到携带Cookie的HTTP请求后，直接从其携带的Cookie中提取IPv6地址，向该IPv6地址对应的IPv6网络服务器转发HTTP请求，并删除HTTP请求中的Cookie。其中，在IPv4主机再次向该IPv6网络服务器发起HTTP请求之前，访问处理单元还与IPv4主机执行TCP三次握手，建立TCP连接；并且，在向该IPv6地址对应的IPv6网络服务器转发HTTP 请求之前，所述访问处理单元还与IPv6网络服务器执行TCP三次握手，建立TCP连接。
另外，较佳地，访问处理单元还可在获取了被访问IPv6网络服务器的IPv6地址后，在映射关系管理单元中记录该目的IPv6地址与HTTP请求的源IPv4地址及目的IPv4地址的对应关系，并向IPv4主机发送HTTP重定向请求；在收到IPv4主机重新发起的连接请求后，根据映射关系管理单元中记录的对应关系查找与该连接请求的源IPv4地址和目的IPv4地址对应的目的IPv6地址，向该目的IPv6地址转发连接请求，建立IPv4主机与IPv6网络服务器的TCP连接。
访问处理单元还进一步用于为映射关系管理单元中记录的源IPv4地址、目的IPv4地址和目的IPv6地址的对应关系设置老化周期，当老化周期到达后，重新学习该对应关系。
以上所述对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述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 (14)
1.一种IPv4主机访问IPv6网络服务器的方法，适用于包括IPv4主机、IPv6网络服务器和网络地址转换-协议转换NAT-PT转换器的IPv4和IPv6混合组网结构，所述NAT-PT转换器上记录IPv6网络服务器的主机名与其IPv6地址和IPv4地址的映射关系，其特征在于，该方法包括：
NAT-PT转换器收到IPv4主机向IPv6网络服务器对应的IPv4地址发起连接请求后，代替IPv6网络服务器与IPv4主机完成传输控制协议TCP三次握手，建立与IPv4主机的TCP连接；
NAT-PT转换器收到IPv4主机发起的对IPv6网络服务器的超文本传输协议HTTP请求后，解析其中的统一资源标志符URI或主机Host选项获取被访问IPv6网络服务器的主机名，根据所述映射关系获取与该主机名对应的IPv6地址，然后利用获取的IPv6地址实现IPv4主机到IPv6网络服务器的访问。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，NAT-PT转换器利用获取的IPv6地址实现IPv4主机到IPv6网络服务器的访问的具体过程包括：
NAT-PT转换器通过TCP三次握手与所述IPv6地址建立TCP连接，通过该TCP连接将来自IPv4主机的HTTP请求发送给IPv6网络服务器，以及通过与IPv4主机建立的TCP连接将IPv6网络服务器返回的HTTP响应发送给IPv4主机。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在一次连接过程中，所述NAT-PT转换器仅对第一个HTTP请求解析URI或Host选项，NAT-PT转换器与IPv4主机的TCP连接以及NAT-PT转换器与IPv6网络服务器的TCP连接建立起来后，IPv4主机和IPv6网络服务器直接通过这一对连接进行通信。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
NAT-PT转换器在向IPv4主机发送的HTTP响应中增加Cookie，其中记录被访问IPv6网络服务器的IPv6地址；当IPv4主机与IPv6网络服务器上次会话连接结束后IPv4主机再次向该IPv6网络服务器发起HTTP请求时，IPv4主机在HTTP请求中携带该Cookie；NAT-PT转换器收到该HTTP请求后，直接从其携带的Cookie中提取IPv6地址，向该IPv6地址对应的IPv6网络服务器转发HTTP请求，并删除HTTP请求中的Cookie。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述IPv4主机再次向该IPv6网络服务器发起HTTP请求之前还包括：IPv4主机与NAT-PT转换器执行TCP三次握手，建立TCP连接；
所述向该IPv6地址对应的IPv6网络服务器转发HTTP请求之前还包括：NAT-PT转换器与IPv6网络服务器执行TCP三次握手，建立TCP连接。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，NAT-PT转换器利用获取的IPv6地址实现IPv4主机到IPv6网络服务器的访问的具体过程包括：
NAT-PT转换器在获取了被访问IPv6网络服务器的IPv6地址后，记录该IPv6地址与HTTP请求的源IPv4地址及目的IPv4地址的对应关系，并向IPv4主机发送HTTP重定向请求；IPv4主机收到HTTP重定向请求后，通过NAT-PT转换器重新向所述IPv6网络服务器发起连接请求；NAT-PT转换器收到IPv4主机重新发起的连接请求后，根据记录的对应关系查找与该连接请求的源IPv4地址和目的IPv4地址对应的IPv6地址，向该IPv6地址转发连接请求，建立IPv4主机与IPv6网络服务器的TCP连接，之后IPv4主机和IPv6网络服务器通过建立的TCP连接进行通信。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
为NAT-PT转换器上记录的所述对应关系设置老化周期，当老化周期到达后，NAT-PT转换器重新学习该对应关系。
8.一种NAT-PT转换器，位于包括IPv4主机和IPv6网络服务器的IPv4和IPv6混合组网结构中，其特征在于，该NAT-PT转换器包括：
映射关系管理单元，用于记录IPv6网络服务器的主机名与其IPv6地址和IPv4地址的映射关系；
访问处理单元，用于在收到IPv4主机向IPv6网络服务器发起的连接请求后，代替IPv6网络服务器与IPv4主机完成TCP三次握手，建立与IPv4主机的TCP连接；在收到IPv4主机发起的对IPv6网络服务器的HTTP请求后，解析其中的URI或Host选项获取被访问IPv6网络服务器的主机名，根据映射关系管理单元中记录的映射关系获取与该主机名对应的IPv6地址，然后利用获取的IPv6地址实现IPv4主机到IPv6网络服务器的访问。
9.根据权利要求8所述的NAT-PT转换器，其特征在于，所述访问处理单元在获取了被访问IPv6网络服务器的IPv6地址后，通过TCP三次握手与该IPv6地址建立TCP连接，通过该TCP连接将来自IPv4主机的HTTP请求发送给IPv6网络服务器，以及通过与IPv4主机建立的TCP连接将IPv6网络服务器返回的HTTP响应发送给IPv4主机。
10.根据权利要求9所述的NAT-PT转换器，其特征在于，在一次连接过程中，所述访问处理单元仅对第一个HTTP请求解析URI或Host选项，NAT-PT转换器与IPv4主机的TCP连接以及NAT-PT转换器与IPv6网络服务器的TCP连接建立起来后，IPv4主机和IPv6网络服务器直接通过这一对连接进行通信。
11.根据权利要求9所述的NAT-PT转换器，其特征在于，所述访问处理单元进一步用于在向IPv4主机发送的HTTP响应中增加Cookie，其中记录被访问IPv6网络服务器的IPv6地址；当IPv4主机与IPv6网络服务器上次会话连接结束后IPv4主机再次向该IPv6网络服务器发起HTTP请求时，IPv4主机在HTTP请求中携带该Cookie；访问处理单元收到携带Cookie的HTTP请求后，直接从其携带的Cookie中提取IPv6地址，向该IPv6地址对应的IPv6网络服务器转发HTTP请求，并删除HTTP请求中的Cookie。
12.根据权利要求11所述的NAT-PT转换器，其特征在于，在IPv4主机再次向该IPv6网络服务器发起HTTP请求之前，所述访问处理单元还与IPv4主机执行TCP三次握手，建立TCP连接；并且，在向该IPv6地址对应的IPv6网络服务器转发HTTP请求之前，所述访问处理单元还与IPv6网络服务器执行TCP三次握手，建立TCP连接。
13.根据权利要求8所述的NAT-PT转换器，其特征在于，所述访问处理单元在获取了被访问IPv6网络服务器的IPv6地址后，在映射关系管理单元中记录该IPv6地址与HTTP请求的源IPv4地址及目的IPv4地址的对应关系，并向IPv4主机发送HTTP重定向请求；在收到IPv4主机重新发起的连接请求后，根据映射关系管理单元中记录的对应关系查找与该连接请求的源IPv4地址和目的IPv4地址对应的IPv6地址，向该IPv6地址转发连接请求，建立IPv4主机与IPv6网络服务器的TCP连接。
14.根据权利要求13所述的NAT-PT转换器，其特征在于，所述访问处理单元进一步用于为所述对应关系设置老化周期，当老化周期到达后，重新学习该对应关系。
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