CN101753406A - 实现自动隧道二次路由的装置及报文转发方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现自动隧道二次路由的装置，本装置同时连接IPV6网络和IPV4网络，包括一交换芯片和一个环回端口，所述交换芯片用于根据连接IPV6网络的接口收到报文的目的地址进行IPV6路由表项查找，并在匹配到有自动隧道标志的路由表项时，将IPV6报文进行IPV4报文封装并发送到环回端口，而且当其收到从环回端口发出的IPV4报文时，进行IPV4路由表项查找，并根据匹配路由表项保存的出口信息将IPV4报文发送出去；所述环回端口用于将从交换芯片收到的IPV4的报文重新发回去。通过实施本发明减少了软件实现的复杂度，并且可以支持各类过渡隧道(6to4、ISATAP等)，通用性比较强。

Description

实现自动隧道二次路由的装置及报文转发方法
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及IPV4到IPV6过渡的自动隧道实现技术。
背景技术
为了解决IPV4地址资源即将耗尽的问题，国际互联网工程工作小组(IETF)制定了采用128位地址长度的IPV6地址标准。虽然IPV6与IPV4不兼容，但IPV6同现有TCP/IP协议族中的其他协议兼容，所以IPV6存在取代IPV4的发展趋势。但在IPV6成为主流协议之前，需要实现使用IPV6协议栈的网络能与当前采用IPV4组建的网络进行正常通信，因此为了IPV4和IPV6互通以保证IPV4到IPV6的平稳过渡，国际上提出了多种解决方案。其中之一就是过渡隧道技术。过渡隧道的原理是把IPV6数据报文封装在IPV4数据报文中并通过IPV4基础网络传输。这样被IPV4网络隔离的IPV6网络就可以通过隧道连接在一起。
目前过渡隧道分为两种：手动配置隧道和自动隧道。手动配置隧道是指：IPV6数据报文被封装成IPV4数据报文，然后在IPV4网络中转发。它的特点是封装成的IPV4报文的目的地址和源地址都是手动指定/固定的，即需要用户手动配置隧道的对端IPV4地址，由于这个隧道是点到点的，所以在网络比较复杂的情况下，配置起来比较麻烦。对于手动配置隧道，自动隧道不要用户指定隧道对端的IPV4地址。而封装后IPV4报文的目的地址来源于特殊IPV6地址，比如兼容IPV4的IPV6地址、6to4地址、ISATAP地址等。这类地址利用嵌入在IPV6地址中的IPV4地址来作为IPV4报文的目的地址，这样报文封装后直接查找IPV4路由信息即可获取报文的发送路径。
自动隧道的实现依赖一个二次路由的过程，第一步经过IPV6路由，发现出接口为隧道接口，第二步封装该IPV6报文为IPV4报文，经过IPV4路由将封装后的报文发送到IPV6网络。但是有些网络设备硬件不支持二次路由导致无法实现自动隧道功能。在中国发明专利申请CN200610170371.X(申请日2006年12月29日，公开日200年7月2日)以及中国发明专利申请CN200610170370.5(申请日2006年12月29日，公开日200年7月2日)中公开了一种通过软件实现的路由整合，从而可以在不支持二次路由的设备中实现过渡隧道的技术，但是该方法实现起来软件复杂度比较高，同时只支持6to4过渡隧道。
发明内容
本发明提供了一种实现自动隧道二次路由的装置及报文转发方法，以解决现有技术中软件复杂度高，通用性不强的问题。
本发明提供一种实现自动隧道二次路由的装置，同时连接IPV6网络和IPV4网络，包括一交换芯片和一个环回端口，所述交换芯片用于根据连接IPV6网络的接口收到报文的目的地址进行IPV6路由表项查找，并在匹配到有自动隧道标志的路由表项时，将IPV6报文进行IPV4报文封装并发送到环回端口，而且当其收到从环回端口发出的IPV4报文时，进行IPV4路由表项查找，并根据匹配路由表项保存的出口信息将IPV4报文发送出去；所述环回端口用于将从交换芯片收到的IPV4的报文重新发回去。
进一步的，以上所述的环回端口位于交换芯片中。
优选的，以上所述的环回端口可以是环回聚合组。
本发明还提供了上述装置的报文转发方法，包括如下步骤：
a、根据接收到的IPV6数据报文的目的地址，进行路由表项查找；
b、如果匹配到有自动隧道标志的路由表项，进行IPV4报文封装；
c、将封装之后的IPV4报文发送到步骤b中路由表项保存的出口信息关联的环回端口上；
d、环回端口将收到的IPV4封装报文交回报文输入队列；
e、根据IPV4报文目的地址进行匹配的路由表项查找；
f、根据步骤e中匹配路由表项保存的出口信息将IPV4报文发送出去。
具体的，步骤c中的环回端口可以是环回聚合组。
本发明的有益效果是：减少了软件实现的复杂度，并且可以支持各类过渡隧道(6to4、ISATAP等)，通用性比较强。
附图说明
图1是本发明的网络环境示意图。
图2是本发明实施方式的报文转发流程图。
具体实施方式
随着交换技术的不断发展，三层交换设备因其组网灵活，转发速度快，成本相对较低而受到网络建设者的青睐，尤其是网络规模不算太大、接口形态比较单一的组网环境下，用户往往比较倾向于选择三层交换设备来进行数据转发。本发明的网络环境示意图见图1，用户选择网络交换设备A和网络交换设备B来组建用户A和用户B之间通信的互联网络。由于网络交换设备A和交换设备B都同时连接IPV6网络和IPV4网络，所以可以通过自动隧道来实现用户A与用户B的通信。由于交换设备的路由查找主要是依靠交换芯片来完成，所以自动隧道的实现要依靠交换芯片来实现二次路由。本发明解决了目前大部分交换芯片不支持二次路由的问题。
为了实施本发明，需要完成以下设置：
首先，设置一用于报文环回的端口并开启环回模式。环回端口开启环回模式之后，所有发送到这个端口的报文都将被送回给发送者。端口环回可以由标准MAC控制器寄存器实现或者PHY寄存器实现，也可以由另外的硬件单独实现。另外，在实际应用过程中会要求较高的IPV6处理带宽，当交换设备的每个端口实际带宽在100M/1000M之间时，为了增加可用带宽，可以设置多个环回端口并加入一个聚合组中(Trunk)。当然，如果能够提供10G带宽端口也可以不使用Trunk功能。
然后，添加IPV6L3FIB(三层转发信息库，Layer3ForwardingInformation Base)表项。这个路由表项的作用有两个：1、将进入的IPV6报文进行自动隧道封装；2、将封装之后的报文出口指向已经设置的环回端口或者环回Trunk。
当交换设备A接收到来自用户A发给用户B的IPV6报文时，IPV6报文首先被送入交换芯片，交换芯片根据IPV6数据报文的目的地址，进行IPV6L3FIB路由表项的查找，如果匹配到添加的有自动隧道标志的路由表项，进行IPV4报文封装；然后将封装之后的IPV4报文发送到所匹配路由表项保存的出口信息所关联的环回端口上；环回端口将收到的IPV4封装报文交回到交换芯片的报文输入队列；交换芯片根据输入IPV4报文的目的地址进行匹配的IPV4L3FIB路由表项查找；根据找的匹配IPV4路由表项保存的出口信息将IPV4报文发送出去。

Claims (9)

1.实现自动隧道二次路由的装置，同时连接IPV6网络和IPV4网络，包括一交换芯片，其特征在于，该装置还包括一环回端口；
所述交换芯片用于根据连接IPV6网络的接口收到报文的目的地址进行IPV6路由表项查找，并在匹配到有自动隧道标志的路由表项时，将IPV6报文进行IPV4报文封装并发送到环回端口，而且当其收到从环回端口发出的IPV4报文时，进行IPV4路由表项查找，并根据匹配路由表项保存的出口信息将IPV4报文发送出去；
所述环回端口用于将从交换芯片收到的IPV4的报文重新发回去。
2.如权利要求1所述的实现自动隧道二次路由的装置，其特征在于，所述的环回端口位于交换芯片中。
3.如权利要求1所述的实现自动隧道二次路由的装置，其特征在于，所述的路由表项是指三层转发信息库的表项。
4.如权利要求1-3任一项所述的实现自动隧道二次路由的装置，其特征在于，所述的环回端口可以是环回聚合组。
5.如权利要求4所述的实现自动隧道二次路由的装置，其特征在于，所述环回端口的环回控制由标准MAC控制器寄存器实现。
6.如权利要求4所述的实现自动隧道二次路由的装置，其特征在于，所述环回端口的环回控制由PHY寄存器实现实现。
7.如权利要求1所述装置的报文转发方法，包括如下步骤：
a、根据接收到的IPV6数据报文的目的地址，进行路由表项查找；
b、如果匹配到有自动隧道标志的路由表项，进行IPV4报文封装；
c、将封装之后的IPV4报文发送到步骤b中路由表项保存的出口信息关联的环回端口上；
d、环回端口将收到的IPV4封装报文交回报文输入队列；
e、根据IPV4报文目的地址进行匹配的路由表项查找；
f、根据步骤e中匹配路由表项保存的出口信息将IPV4报文发送出去。
8.如权利要求7所述的报文转发方法，其特征在于，所述环回端口可以是环回聚合组。
9.如权利要求7或8所述的报文转发方法，其特征在于，所述的路由表项是指三层转发信息库的表项。
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