CN102098356A - 基于云服务的由IPv4方发起通信的IPv4/IPv6翻译方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于云服务的由IPv4方发起通信的IPv4/IPv6翻译方法，涉及计算机网络技术领域，该方法在云服务数据中心设立信息资源数据库和域名解析服务器，同时设立串接的无状态的IPv4/IPv6翻译器和通过信息资源数据库配置的IPv6/IPv6翻译器，无状态IPv4/IPv6翻译器的地址翻译算法把预留给从IPv4网络访问纯IPv6服务所使用的IPv4地址翻译为嵌了这个IPv4地址、使用运营商前缀的特殊的IPv6地址，IPv6/IPv6翻译器的地址翻译算法把纯IPv6信息资源对应的IPv6地址映射为上述嵌了IPv4地址的特殊的IPv6地址，域名解析服务器响应用户的域名解析请求，根据映射关系为用户返回A记录，这样IPv4用户可以发起访问纯IPv6的信息资源，从而达到IPv4和IPv6互联互通的目的。
Description
技术领域
本发明涉及计算机网络技术领域，特别涉及一种基于云服务的由IPv4方发起通信的IPv4/IPv6翻译方法。
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，目前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30％，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，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(Internet Engineering Task Force，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，不能访问IPv4众多网络信息资源，不能与IPv4众多的用户通信的IPv6网络是不可能发展起来的。
地址翻译和协议翻译是解决IPv4和IPv6互联互通的方法，如IETF标准中定义的NAT-PT(RFC2766)，但NAT-PT是基于状态的翻译方法，可扩展性差，已经被IETF归为历史标准，为期待更好的IPv4/IPv6过渡和共存标准让路。
近期，各研究组织向IETF提交的IPv4/IPv6过渡和共存的标准草案有从IPv6向IPv4发起访问IPv4/IPv6过渡技术的NAT64和从IPv6向IPv4及从IPv4向IPv6双向发起访问的无状态(或最小状态)地址前缀IPv4/IPv6过渡技术IVI。
但是，在IPv6推广的过程中还有三个矛盾需要解决：
1、IPv6网络建设和IPv6信息资源建设的解耦问题。运营商等待IPv6信息资源规模化，才决策大规模建设IPv6网络，发展IPv6用户；信息资源提供商等待IPv6用户达到一定的规模才决定建设IPv6信息资源。
2、IPv6网络性能的问题。由于隧道，特别是自动隧道等技术的实施，全世界IPv6互联网的性能比IPv4互联网的性能还有很大的差距。在目前IPv6技术还不完全成熟的条件下切换到IPv6，会带来用户体验的下降。
3、主机的地址配置问题。IPv6地址有无状态分配，有状态分配等，一个主机可能分配多个IPv6地址，再加上双栈的结构涉及公有IPv4地址或私有IPv4地址。因此，为用户提供适合的网络服务是巨大的挑战。
云计算为解决上述三大问题提供了机遇。利用IPv4/IPv6翻译云服务可以为IPv6用户提供服务提供无缝访问现有IPv4信息资源，也为IPv4用户提供无缝访问IPv6信息资源。根据翻译需求的规模决定翻译器的部署，而不需要运营商或信息资源提供商先期投入部署设备进行IPv6升级。IPv4/IPv6翻译云服务可以利用集中服务的特点，选择纯IPv6信息资源为IPv4网络和IPv4用户提供IPv6翻译服务。因此，急需一种利用云服务的IPv4/IPv6翻译方法，来实现IPv4用户和IPv6用户之间对各自信息资源的无缝访问。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何实现IPv4用户和IPv6用户之间对各自信息资源的无缝访问。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于云服务的由IPv4方发起通信的IPv4/IPv6翻译方法，该方法通过在IPv4/IPv6双栈网络上部署信息资源数据库和域名解析服务器，及串接的无状态的IPv4/IPv6翻译器和由所述信息资源数据库配置的IPv6/IPv6翻译器实现，所述信息资源数据库中存储IPv6服务器的列表，所述信息资源数据库、域名解析服务器、IPv4/IPv6翻译器和IPv6/IPv6翻译器均存储有特殊的IPv6地址段，所述特殊的IPv6地址段为：将预留的若干个公有IPv4地址或私有IPv4地址段的其中一个IPv4地址段根据RFC6052嵌入预留的若干个公有IPv6前缀中的一个IPv6前缀内形成的地址段，信息资源数据库中存储有IPv6服务器的地址与特殊的IPv6地址之间的映射关系，
所述方法包括以下步骤：
S1：IPv4用户的计算机查询域名解析服务器，域名解析服务器根据需要查询的域名与信息资源数据库交互，若该域名表示的IPv6服务器已经配置在IPv6/IPv6翻译器中，则返回由上述嵌入算法反计算出的IPv4地址对应的A记录所描述的IPv4地址，否则，返回AAAA记录所描述的IPv6地址；
S2：IPv4用户的计算机发送IPv4分组，根据IPv4路由协议发送到IPv4/IPv6翻译器；
S3：IPv4/IPv6翻译器接收IPv4分组，根据RFC6145翻译该分组，这些分组定义为第一类IPv6分组；
S4：IPv4/IPv6翻译器把所述第一类IPv6分组传给IPv6/IPv6翻译器；
S5：IPv6/IPv6翻译器接收所述第一类IPv6分组，IPv6/IPv6翻译器查询映射表，若该分组的源地址不在数据库中，则丢弃该分组，并返回；
S6：若所述第一类IPv6分组的目标地址在数据库中，则使用该映射关系，执行步骤S7；
S7：IPv6/IPv6翻译器把所述第一类IPv6分组的目标地址翻译为该映射关系所对应的IPv6服务器地址，目标端口不变；源地址不变，源端口不变，重新计算传输层校验和，组成第二类IPv6分组；
S8：IPv6/IPv6翻译器发送所述第二类IPv6分组；
S9：IPv6服务器接收所述第二类IPv6分组；
S10：IPv6服务器发送所述第二类IPv6分组；
S11：IPv6/IPv6翻译器接收所述第二类IPv6分组，查询映射表，若所述第二类IPv6分组的源地址不在数据库中，则丢弃该分组，并返回；
S12：若所述第二类IPv6分组的源地址已经在数据库中，则使用该映射关系，执行步骤S13；
S13：IPv6/IPv6翻译器把所述第二类IPv6分组的源地址翻译为映射关系所对应的特殊的IPv6地址，源端口不变；目标地址不变，目标端口不变，重新计算传输层校验和，组成第一类IPv6分组；
S14：IPv4/IPv6翻译器接收所述第一类IPv6分组；
S15：IPv4/IPv6翻译器根据RFC6145翻译第一类IPv6分组为IPv4分组；
S16：IPv4/IPv6翻译器发送IPv4分组；
S17：用户的计算机接收IPv4分组，返回S2，直至该进程结束。
其中，所述IPv6/IPv6翻译器和IPv4/IPv6翻译器部署在同一台设备上。
(三)有益效果
本发明通过在数据中心设立信息资源数据库和域名解析服务器，同时设立串接的无状态的IPv4/IPv6翻译器和通过信息资源数据库配置的IPv6/IPv6翻译器，实现了IPv4用户和PIv6用户之间对各自信息资源的无缝访问。
附图说明
图1是实现本发明的基于云服务的由IPv4方发起通信的IPv4/IPv6翻译方法的一种系统结构图；
图2是本发明实施例的一种基于云服务的由IPv4方发起通信的IPv4/IPv6翻译方法。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实现本发明方法的系统结构如图1所示，在IPv4/IPv6双栈网络上部署信息资源数据库和域名解析服务器，同时设立串接的无状态的IPv4/IPv6翻译器和通过信息资源数据库配置的IPv6/IPv6翻译器。在所述的信息资源数据库中建立IPv6服务器的列表。云服务提供商预留一部分公有IPv4地址或私有IPv4地址段，作为用于翻译服务的IPv4地址段。云服务提供商预留若干个公有IPv6前缀，对于每一个公有IPv4地址前缀，选择一段所述公有IPv4地址或私有IPv4地址段，把所述一个IPv4地址段根据RFC6052嵌入上述的一个IPv6前缀内，形成若干特殊的IPv6地址段。把上述参数写入信息资源数据库、域名解析服务器、IPv4/IPv6翻译器和IPv6/IPv6翻译器中。其中，IPv4/IPv6翻译器和IPv6/IPv6翻译器可部署在同一设备中。
所述IPv4/IPv6翻译器用于把预留给从IPv4网络访问纯IPv6服务所使用的IPv4地址翻译为所述特殊的IPv6地址；IPv6/IPv6翻译器用于把纯IPv6信息资源对应的IPv6地址映射为所述特殊的IPv6地址。本发明的方法具体流程如图2所示，包括：
步骤S101，IPv4用户的计算机查询域名解析服务器，域名解析服务器根据需要查询的域名与信息资源数据库交互，若该域名表示的IPv6服务器已经配置在翻译器中，则返回由上述嵌入算法定义的IPv4地址对应IPv4地址，即A记录，否则，返回IPv6地址，即AAAA记录。
步骤S102，IPv4用户的计算机发送IPv4分组，根据IPv4路由协议发送到IPv4/IPv6翻译器。
步骤S 103，IPv4/IPv6翻译器接收IPv4分组，根据RFC6145翻译该分组，这些分组定义为为第一类IPv6分组。
步骤S104，IPv4/IPv6翻译器把第一类IPv6分组传给IPv6/IPv6翻译器。
步骤S 105，IPv6/IPv6翻译器接收第一类IPv6分组，IPv6/IPv6翻译器查询映射表，若该分组的源地址不在数据库中，则丢弃该分组，并返回。
步骤S106，若第一类IPv6分组的目标地址在数据库中，则使用该映射关系，执行步骤S107。
步骤S107，IPv6/IPv6翻译器把第一类IPv6分组的目标地址翻译为该映射关系所对应的IPv6服务器地址，目标端口不变；源地址不变，源端口不变，重新计算传输层校验和，组成第二类IPv6分组。
步骤S108，IPv6/IPv6翻译器发送第二类IPv6分组。
步骤S109，IPv6服务器接收第二类IPv6分组。
步骤S110，IPv6服务器发送第二类IPv6分组。
步骤S111，IPv6/IPv6翻译器接收第二类IPv6分组，查询映射表，若第二类IPv6分组的源地址不在数据库中，则丢弃该分组，返回。
步骤S112，若第二类IPv6分组的源地址已经在数据库中，则使用该映射关系，执行步骤S113。
步骤S113，IPv6/IPv6翻译器把第二类IPv6分组的源地址翻译为映射关系所对应的特殊的IPv6地址，源端口不变；目标地址不变，目标端口不变，重新计算传输层校验和，组成第一类IPv6分组。
步骤S114，IPv6/IPv6翻译器接收第一类IPv6分组。
步骤S115，IPv4/IPv6翻译器根据RFC6145翻译第一类IPv6分组为IPv4分组。
步骤S116，IPv4/IPv6翻译器发送IPv4分组。
步骤S117，用户的计算机接收IPv4分组，返回S102，直至该进程结束。
下面以一个具体例子来说明本发明：
云计算提供商预留一个公有IPv6前缀为2001:da8:e64::/48，预留一段用于共享的IPv4地址段为202.38.102.64/26，则根据RFC6052的定义，嵌入IPv4地址的IPv6地址的范围为2001:da8:e64:ca26:6640::至2001:da8:e64:ca26:667f::。
IPv6服务器的地址为2404:6800:8005::69，通过配置IPv6/IPv6翻译器，把这个地址映射为2001:da8:e64:ca26:667c::。同时在域名服务器中记录此域名对应的A记录为202.38.102.124。
发起通信的IPv4主机的地址为1.2.3.4，通过域名查询得到的A记录为202.38.102.124。则该分组的目标地址为202.38.102.124，源地址为1.2.3.4。
该分组经过IPv4/IPv6翻译器后，组成了第一类IPv6分组，其目标地址为2001:da8:e46:ca26:667c::，源地址为2001:da8:e46:102:304::，分组交给IPv6/IPv6翻译器。
该分组通过IPv6/IPv6翻译器后，组成成了第二类IPv6分组，根据上述的配置，则目标地址从2001:da8:e46:ca26:667c::映射为2404:6800:8005::69，源地址不变仍然为2001:da8:e46:102:304::，可以与IPv6服务器通信。
返回的分组目标地址为2001:da8:e46:102:304::，源地址为2404:6800:8005::69，经过IPv6/IPv6翻译器后组成了第二类IPv6分组，其分组目标地址为2001:da8:e46:102:304::，源地址为2001:da8:e46:ca26:667c::，经过IPv4/IPv6翻译器后组成了第一类IPv6分组，其目标地址为1.2.3.4，源地址为202.38.102.124。、可以与IPv4主机通信。这个过程反复进行直到通信完成。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (2)
1.一种基于云服务的由IPv4方发起通信的IPv4/IPv6翻译方法，其特征在于，该方法通过在IPv4/IPv6双栈网络上部署信息资源数据库和域名解析服务器，及串接的无状态的IPv4/IPv6翻译器和由所述信息资源数据库配置的IPv6/IPv6翻译器实现，所述信息资源数据库中存储IPv6服务器的地址列表和经信息资源数据库已授权的IPv4用户地址列表，所述信息资源数据库、域名解析服务器、IPv4/IPv6翻译器和IPv6/IPv6翻译器均存储有特殊的IPv6地址段，所述特殊的IPv6地址段为：将预留的若干个公有IPv4地址或私有IPv4地址段的每个IPv4地址段根据服务商提供服务的需求，按照RFC6052中规定的方式，分别嵌入不同的预留的若干个公有IPv6前缀中形成的由某个公有IPv6前缀加预留的公有或私有IPv4地址的IPv6地址段，信息资源数据库中存储有IPv6服务器的地址与特殊的IPv6地址之间的映射关系，
所述方法包括以下步骤：
S1：IPv4用户的计算机查询域名解析服务器，域名解析服务器根据需要查询的域名与信息资源数据库交互，若该域名表示的IPv6服务器已经配置在IPv6/IPv6翻译器中，则返回由上述嵌入算法反计算出的IPv4地址对应的A记录所描述的IPv4地址，否则，返回AAAA记录所描述的IPv6地址；
S2：IPv4用户的计算机发送IPv4分组，根据IPv4路由协议发送到IPv4/IPv6翻译器；
S3：IPv4/IPv6翻译器接收IPv4分组，根据RFC6145翻译该分组，这些分组定义为第一类IPv6分组；
S4：IPv4/IPv6翻译器把所述第一类IPv6分组传给IPv6/IPv6翻译器；
S5：IPv6/IPv6翻译器接收所述第一类IPv6分组，IPv6/IPv6翻译器查询映射表，若该分组的源地址不在数据库中，则丢弃该分组，并返回；
S6：若所述第一类IPv6分组的目标地址在数据库中，则使用该映射关系，执行步骤S7；
S7：IPv6/IPv6翻译器把所述第一类IPv6分组的目标地址翻译为该映射关系所对应的IPv6服务器地址，目标端口不变；源地址不变，源端口不变，重新计算传输层校验和，组成第二类IPv6分组；
S8：IPv6/IPv6翻译器发送所述第二类IPv6分组；
S9：IPv6服务器接收所述第二类IPv6分组；
S10：IPv6服务器发送所述第二类IPv6分组；
S11：IPv6/IPv6翻译器接收所述第二类IPv6分组，查询映射表，若所述第二类IPv6分组的源地址不在数据库中，则丢弃该分组，并返回；
S12：若所述第二类IPv6分组的源地址已经在数据库中，则使用该映射关系，执行步骤S13；
S13：IPv6/IPv6翻译器把所述第二类IPv6分组的源地址翻译为映射关系所对应的特殊的IPv6地址，源端口不变；目标地址不变，目标端口不变，重新计算传输层校验和，组成第一类IPv6分组；
S14：IPv4/IPv6翻译器接收所述第一类IPv6分组；
S15：IPv4/IPv6翻译器根据RFC6145翻译第一类IPv6分组为IPv4分组；
S16：IPv4/IPv6翻译器发送IPv4分组；
S17：用户的计算机接收IPv4分组，返回S2，直至该进程结束。
2.如权利要求1所述的基于云服务的由IPv4方发起通信的IPv4/IPv6翻译方法，其特征在于，所述IPv6/IPv6翻译器和IPv4/IPv6翻译器部署在同一台设备上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110615 |