CN102204191A - 一种报文转发方法和网间路由装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种报文转发方法和网间路由装置，其中所述网间路由装置包括至少两块用于报文转发的子卡，所述报文转发方法包括：网间路由装置的每一块子卡接收私网侧发送端发出的第一报文；根据第一报文中携带的私网IP地址和私网传输协议端口号，查询预设在子卡中的私网地址及端口与映射用公网地址及端口的对应关系表，获取与所述私网IP地址和私网传输协议端口号对应的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号；将第一报文中的私网IP地址和私网传输协议端口号，替换为所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，生成第二报文；将所述第二报文发送给公网侧。本发明通过将网络地址转换功能分布部署在各子卡上，提升了报文转发速度。

Description

一种报文转发方法和网间路由装置

技术领域

本发明涉及网络领域，尤其涉及一种报文转发方法和网间路由装置。

背景技术

NAT(Network Address Trans1ation，网络地址转换)技术是一种实现私有IP地址与公有IP地址之间转换的技术。在目前合法的IPv4地址日益枯竭的背景下，利用NAT技术，可以将大量私网用户的私有IPv4地址、IPv6地址转换为少量的公网IPv4地址，以实现私网用户对使用IPv4地址的公网的连接访问。

目前，私有IPv4地址、IPv6地址到公网IP地址的转换通常由如图1所示的网间路由设备执行。图1中，私网侧的报文经过私网侧子卡发送到私网侧接口板上，所述私网侧接口板执行对报文的相关处理后，将所述报文转发到业务板并由业务板执行NAT地址映射，以完成私有IP地址到公有IP地址的转换。完成NAT地址映射的报文传递到公网侧接口板上，并经公网侧子卡发送到公网。

而实际应用中，当NAT映射业务量较大时，由于所述业务板的处理芯片的性能有限，使得所述业务板的处理性能下降，成为整个报文转发过程中的瓶颈，接口板对报文的处理速度明显高于业务板执行NAT地址映射的速度。在这种情况下，整个网间路由设备对报文的处理速度受到业务板处理速度的限制，浪费了接口板的处理能力，使得整体处理速度难以进一步提高，并且大大影响了报文转发的速度，不利于大规模的商业应用。

发明内容

本发明的实施例提供一种报文转发方法和网间路由装置，提高了报文转发的速度。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种报文转发方法，应用于网间路由装置上，所述网间路由装置包括至少两块用于转发报文的子卡，所述方法包括：

每一块子卡接收私网侧发送端发出的第一报文；所述第一报文中携带所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号；

根据所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，查询预设置在所述子卡中的私网地址及端口与映射用公网地址及端口的对应关系表，获取与所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号对应的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号；

将所述第一报文中的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，替换为所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，生成携带所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号的第二报文；

将所述第二报文发送给公网侧。

一种网间路由装置，包括至少两块用于报文转发的子卡，每一块子卡进一步包括：

第一报文接收单元，用于接收私网侧发送端发出的第一报文；所述第一报文中携带所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号；

公网地址获取单元，用于根据所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，查询预设置在所述子卡中的私网地址及端口与映射用公网地址及端口的对应关系表，获取与所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号对应的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号；

公网地址替换单元，用于将所述第一报文中的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，替换为所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，生成携带所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号的第二报文；

第二报文发送单元，用于将所述第二报文发送给公网侧。

本发明实施例提供了一种报文转发方法和网间路由装置，通过在网间路由装置的各子卡上直接对经过所述子卡的报文进行网络地址转换处理，而不需要再上送给业务板进行网络地址转换处理，不仅降低了业务板的处理负担，而且避免了整个网间路由设备对报文的处理速度受业务板对报文进行网络地址转换处理速度的限制，大大提升了报文转发的速度。

附图说明

图1为现有技术提供的负责报文转发的网间路由设备的示意图；

图2为本发明实施例1中报文转发的方法的流程图；

图3为本发明实施例1中网间路由装置的子卡框图；

图4为本发明实施例2中提供的网间路由装置的示意图；

图5为本发明实施例2中报文转发的方法的流程图；

图6为本发明实施例2中另一种网间路由装置的示意图；

图7为本发明实施例3中提供的网间路由装置的示意图；

图8为本发明实施例3中报文转发的方法的流程图；

图9为本发明实施例4中网间路由装置的子卡框图；

图10为在图9基础上的网间路由装置的子卡框图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明实施例提供了一种报文转发方法，如图2所示，所述方法包括以下步骤：

101、子卡接收私网侧发送端发出的第一报文。

所述子卡位于私网与公网间的网间路由装置上。所述网间路由装置通常包括多块子卡，多块与子卡对应连接的接口板，以及至少一块用于与接口板连接的交换网板。每一块子卡接收私网侧发送端发出的第一报文。所述第一报文中携带所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号。同时，所述第一报文中还携带公网侧接收端的公网IP地址和公网侧接收端的传输协议端口号、以及所述第一报文使用的传输协议。

102、获取与所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号对应的映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号。

根据所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，查询预设置在所述子卡中的私网地址及端口与映射用公网地址及端口的对应关系表，获取与所述私网侧发送端的私网IP地址和公网侧接收端的传输协议端口号对应的映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号。

103、将所述第一报文中的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，替换为所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，生成携带所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号的第二报文。

私网中的设备在向公网中的设备发送报文时，首先要通过NAT转换设备进行地址及端口的转换。具体来说，在本发明实施例中，所述地址及端口的转换在所述子卡中进行：通过查询所述对应关系表，获取与所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号对应的映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，并替换所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号。所述第一报文中记录的私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号被替换后变更为所述第二报文。所述第二报文仍携带所述第一报文中的数据信息。

104、将所述第二报文发送给公网侧。

所述第二报文中携带了所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，所述公网侧接收端的公网IP地址和公网侧接收端的传输协议端口号，以及所述第一报文使用的传输协议。所述第二报文最终被发送到公网侧接收端。

举例来说，私网中的设备A与公网中的设备B之间建立了一条TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)连接。设备A向设备B发送一条基于TCP的第一报文，在所述基于TCP的第一报文的IP报文头中，记录有设备A的私网IP地址，设备B的公网IP地址；此外，在TCP报文头中，记录有设备A的TCP端口号以及接收方的设备B的TCP端口号。所述网间路由装置的子卡接收所述基于TCP的第一报文后，通过查找所述对应关系表，获取与所述设备A的私网IP地址对应的映射用IP地址以及与所述设备A的TCP端口号对应的映射用TCP端口号，并将映射用IP地址以及映射用TCP端口号替换原有的设备A的私网IP地址以及设备A的TCP端口号，从而生成基于TCP的第二报文。所述基于TCP的第二报文最终传输到公网中的设备B上。

本发明实施例还提供了一种网间路由装置，所述网间路由装置包括至少两块用于报文转发的子卡。所述子卡的结构如图3所示，包括：第一报文接收单元31、公网地址获取单元32、公网地址替换单元33和第二报文发送单元34。

第一报文接收单元31，用于接收私网侧发送端发出的第一报文；所述第一报文中携带所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号。

公网地址获取单元32，用于根据所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，查询预设置在所述子卡中的私网地址及端口与映射用公网地址及端口的对应关系表，获取与所述私网侧发送端的私网I P地址和私网侧发送端的传输协议端口号对应的映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号。

公网地址替换单元33，用于将所述第一报文中的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，替换为所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，生成携带所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号的第二报文。

第二报文发送单元34，用于将所述第二报文发送给公网侧。

本发明实施例提供了一种报文转发方法和网间路由装置，在网间路由装置的子卡上部署了地址和端口号映射的功能，通过子卡执行网络地址转换的分布式处理，减轻了业务板的处理负担，避免了整个网间路由装置对报文的处理速度受业务板对报文进行网络地址转换处理速度的限制，大大提升了报文转发的速度。

实施例2：

在常见的网络部署中，私网侧的网络要比公网侧的网络复杂，相应的，私网侧的子卡数量也多于公网侧的子卡数量，考虑到设备的成本，可以将网络地址转换的功能从业务板迁移到公网侧子卡上，将公网侧子卡设置为业务加速子卡，如图4所示。在此场景下，本发明实施例提供了一种报文转发方法，如图5所示，所述方法包括以下步骤：

201、业务加速子卡接收私网侧发送端发出的第一报文。

所述第一报文首先传输至私网侧子卡并由私网侧子卡转发至私网侧接口板，在所述私网侧接口板执行对所述第一报文的相应处理后，将所述第一报文转发至公网侧接口板，并由所述公网侧接口板转发至业务加速子卡。

对于所述私网侧发送端发出的第一报文中需要在业务板中进行相关处理(比如，应用层信息的解析)的一部分报文，要在经过所述私网侧接口板后转发至业务板，在业务板中完成相关处理后再由业务板转发至公网侧接口板。

私网侧发送端发出的第一报文中包括由所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，所述第一报文使用的传输协议，以及公网侧接收端的公网IP地址和公网侧接收端的传输协议端口号组成的五元组。使用所述私网IP地址的私网侧发送端的设备，与使用所述公网IP地址的公网侧接收端的设备建立了报文传输通路，并通过所述私网侧发送端的传输协议端口向所述公网侧接收端的传输协议端口发送报文。报文通过网间路由装置进行相应的报文处理及地址映射，并传输至公网侧接收端的目的地。

202、业务加速子卡判断是否存在与所述私网侧发送端发出的第一报文对应的对应关系表。

当业务加速子卡中存在所述对应关系表时，转向步骤203；否则转向步骤205。

203、业务加速子卡根据所述第一报文的五元组在与所述第一报文对应的对应关系表中获取映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号。

所述第一报文传输至所述网间路由装置的业务加速子卡中，所述业务加速子卡根据所述第一报文的五元组查找对应关系表，以获取与所述第一报文的五元组对应的映射用公网I P地址和映射用传输协议端口号。

204、将所述第一报文中的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，替换为所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，生成携带所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号的第二报文。

所述第二报文中的五元组为所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，所述第一报文使用的传输协议，以及公网侧接收端的公网IP地址和公网侧接收端的传输协议端口号。

执行完步骤204后，转向步骤206。

205、业务加速子卡为所述第一报文中的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号分配所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号。

业务加速子卡将分配的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号记录到所述对应关系表。所述对应关系表记录了所述第一报文的五元组与所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号的对应关系，当与所述第一报文具有相同五元组的后续报文由私网侧发出并传输到业务加速子卡时，可以直接通过查找所述对应关系表来获取所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，而不必再次执行步骤205。

206、将所述第二报文发送给公网侧。

所述第二报文经所述业务加速子卡向公网侧发送并最终传输至公网侧接收端。

207、业务加速子卡接收公网侧返回的第三报文。

公网侧接收端接收所述第二报文，并对所述第二报文执行公网侧的相关处理后，生成第三报文。所述第三报文中携带所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，第三报文使用的传输协议(与所述第一报文使用的传输协议相同)，以及公网侧接收端的公网IP地址和公网侧接收端的传输协议端口号组成的五元组。所述第三报文通过所述网间路由装置进行相应的报文处理及网络地址转换。

208、业务加速子卡查询所述对应关系表，获取与所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号对应的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号。

从公网侧返回的所述第三报文传输至所述网间路由装置的业务加速子卡中，所述业务加速子卡根据所述第三报文的五元组查找所述对应关系表，以获取与所述第三报文对应的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号。

实际应用中，所述对应关系表可以是一个，即所述第一报文和所述第三报文都通过同一个对应关系表获取地址；可选的，也可以设置两个对应关系表，分别为正向对应关系表和反向对应关系表。业务加速子卡为所述第一报文中的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号分配所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，同时所述业务加速子卡将分配的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号记录到所述正向对应关系表，在所述正向对应关系表中，通过所述第一报文的五元组可以唯一的确定对应的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号；在生成所述正向对应关系表的同时，也生成反向对应关系表，在所述反向对应关系表中，通过第三报文的五元组可以唯一确定对应的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号。

在本发明实施例的上述描述中，不同的私网侧发送端的私网IP地址各不相同，从而可以通过所述第一报文的五元组唯一的确定对应的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，并通过第三报文的五元组唯一确定对应的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号。在其他的应用场景中，比如，在同时存在至少两个VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网络)的私网侧的网络环境中，由于不同的VPN中的计算机可以使用相同的私网IP地址，不同的私网侧发送端的第一报文的五元组可以完全相同。在此情况下，需要通过所述第一报文的五元组以及发送所述第一报文的私网侧发送端所在的VPN的标识共同确定对应的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号；相应的，需要通过所述第三报文的五元组以及发送所述第一报文的私网侧发送端所在的VPN的标识共同确定对应的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号。

209、业务加速子卡将所述第三报文中的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，替换为所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，生成携带所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号的第四报文。

210、将所述第四报文发送给所述私网侧发送端。

所述第四报文经所述业务加速子卡转发至公网侧接口板，并由所述公网侧接口板转发至所述私网侧接口板，然后经私网侧子卡向私网侧发送端传送。对于所述第四报文中需要在业务板中进行相关处理(比如，应用层信息的解析)的一部分报文，要在经过所述公网侧接口板后转发至业务板，在业务板中完成相关处理后再由业务板转发至私网侧接口板。

现有技术中，通常在所述业务板上保存有子卡路由表，所述子卡路由表上记录了私网侧子卡与公网侧子卡之间的路由关系。本发明实施例中，所述业务板可以将所述子卡路由表分别发送到私网侧子卡和业务加速子卡上。根据所述子卡路由表上记录的路由关系，私网侧子卡将自身收到的第一报文经私网侧接口板和公网侧接口板的转发，最终发送到所述子卡路由表记录的对应业务加速子卡上；相应的，业务加速子卡将自身收到的第三报文经公网侧接口板和私网侧接口板转发，最终发送到所述子卡路由表记录的对应私网侧子卡上。

具体的，在由IPv4私网向IPv4公网发送报文时进行网络地址转换的场景下，网间路由装置的业务加速子卡通过查询所述对应关系表，将IPv4私网发出的第一报文中的IPv4格式的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号替换为IPv4格式的映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，并将完成网络地址转换的第二报文向IPv4公网发送。在由IPv4公网向IPv4私网返回报文时进行网络地址转换的场景下，网间路由装置的业务加速子卡通过查询所述对应关系表，将IPv4公网返回的第三报文中的IPv4格式的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号替换为IPv4格式的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号。

进一步的，在由IPv6私网向IPv4公网发送报文时进行网络地址转换的场景下，也可以参照本发明实施例提供的方法执行。比如，对于使用NAT64技术进行地址构造的IPv6地址，其IPv6地址中带有NAT64前缀，去掉NAT64前缀的IPv6地址的剩余部分即为对应的IPv4地址。业务加速子卡在收到IPv6私网发送的第一报文后，根据对应关系表将IPv6格式的私网IP地址以及私网侧发送端的传输协议端口号替换为IPv4格式的映射用公网IP地址及映射用传输协议端口号，同时还需将IPv6格式的公网侧接收端的公网IP地址中的NAT64前缀删除，从而得到IPv4格式的公网侧接收端的公网IP地址。当业务加速子卡接收到IPv4公网返回的第三报文时，根据对应关系表将IPv4格式的所述映射用公网IP地址及映射用传输协议端口号替换为IPv6格式的所述私网侧发送端的私网IP地址以及私网侧发送端的传输协议端口号，同时为IPv4格式的公网侧接收端的公网IP地址加上NAT64前缀，从而还原为IPv6格式，将完成网络地址转换的报文发送到IPv6私网中对应的目的地。

对于使用IVI技术进行网络地址转换的IPv6地址，其IPv6地址中带有IVI前缀，去掉IVI前缀的IPv6地址的剩余部分即为对应的IPv4地址。业务加速子卡对IVI前缀的IPv6地址与IPv4地址之间的地址转换与前述NAT前缀的IPv6地址与IPv4地址之间的地址转换类似，此处不再赘述。

本发明实施例中，作为一种可选的实现方式，可以将分配所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号的功能以及创建对应关系表的功能保留在业务板中。当业务加速子卡中不存在所述对应关系表时，业务加速子卡将所述私网侧发出的第一报文转发至业务板，以使得业务板为所述私网侧发出的第一报文分配映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，创建对应的对应关系表，并将所述对应关系表配置到业务加速子卡上。业务加速子卡将经过业务板进行网络地址转换后生成的第二报文发送到公网侧。当与经业务板分配映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号的第一报文具有相同五元组的后续报文由私网侧传输至业务加速子卡时，可以直接查找所述对应关系表，并执行相应的网络地址转换，不必再次将报文转发至业务板进行处理。

此外，作为本发明实施例的另一种可选的实现方式，可以将业务板的全部功能集成到业务加速子卡上，在所述网间路由装置中取消业务板，如图6所示。

另外，业务加速子卡还将自身保存的已结束访问的所述对应关系表删除。比如，对与基于UDP(User Datagram Protocol，用户数据包协议)的报文，当所述对应关系表在预定的老化时间内没有被访问时，删除所述对应关系表；对于基于TCP的报文，当业务加速子卡接收到FIN/RST报文时，直接启动快速老化，删除相应TCP报文的对应关系表。

当网间路由装置上公网侧子卡的数量较多时，每个公网子卡都可以设置为所述业务加速子卡，以分担一部分网络地址转换的功能，提升整个设备的网络地址转换效率。

本发明实施例提供了一种报文方法，在子卡上部署了地址和端口号映射的功能，降低了业务板的处理负担，避免了整个网间路由装置对报文流的处理速度受业务板对报文进行网络地址转换处理速度的限制，大大提升了报文转发的速度，有利于大规模的商业应用。此外，本发明实施例提供的方法能同时适用于IPv4之间的地址映射和IPv6与IPv4之间的地址映射。

实施例3：

本发明实施例2中的网间路由装置的业务加速子卡处在公网侧，适用于组网情况稳定的应用环境。当组网情况处于经常变化的状态时(比如当私网侧的网络复杂度低于公网侧的网络复杂度时，将业务加速子卡安装在私网侧更能节省设备的成本)，本发明实施例2中的业务加速子卡需要经常拆卸、变换安装位置，导致操作繁琐、整个设备的灵活度不足。为此，可以将网络地址转换的功能分别集成在公网侧子卡和私网侧子卡上，构成私网侧业务加速子卡和公网侧业务加速子卡，如图7所示。在此场景下，本发明实施例提供了一种报文转发方法，如图8所示，所述方法包括以下步骤：

301、私网侧业务加速子卡接收私网侧发送端发出的第一报文。

私网侧发送端发出的第一报文中包括由所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，所述第一报文使用的传输协议以及公网侧接收端的公网IP地址和公网侧接收端的传输协议端口号组成的五元组。

对于所述私网侧发送端发出的第一报文中需要在业务板中进行相关处理(比如，应用层信息的解析)的一部分报文，要在经过所述私网侧接口板后转发至业务板，在业务板中完成相关处理后再由业务板转发至公网侧接口板。

302、私网侧业务加速子卡判断是否存在与所述私网侧发送端发出的第一报文对应的对应关系表。

当私网侧业务加速子卡中存在所述对应关系表时，转向步骤303；否则转向步骤305。

303、私网侧业务加速子卡根据所述第一报文的五元组在与所述第一报文对应的对应关系表中获取映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号。

304、将所述第一报文中的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，替换为所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，生成携带所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号的第二报文。

执行步骤304后，转向步骤306。

305、私网侧业务加速子卡将所述第一报文转发至业务板。

业务板为所述第一报文中的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号分配所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，生成第二报文。同时，业务板将分配的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号记录到所述对应关系表，并将所述对应关系表分别发送到私网侧业务加速子卡和公网侧业务加速子卡。

可选的，业务板可以生成两个对应关系表，分别为正向对应关系表和反向对应关系表，将正向对应关系表发送至私网侧业务加速子卡，将反向对应关系表发送至公网侧业务加速子卡。关于正向对应关系表和反向对应关系表的描述可以参考实施例2中的描述，此处不再赘述。

306、将所述第二报文发送给公网侧。

私网侧业务加速子卡将所述第二报文经私网侧接口板转发至公网侧接口板并由所述公网侧接口板转发至所述公网侧业务加速子卡，然后经公网侧业务加速子卡向公网侧接收端传送。

307、公网侧业务加速子卡接收公网侧接收端返回的第三报文。

公网侧接收端接收所述第二报文，并对所述第二报文执行公网侧的相关处理后，生成第三报文。所述第三报文中携带所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，第三报文使用的传输协议(与所述第一报文使用的传输协议相同)，以及公网侧接收端的公网IP地址和公网侧接收端的传输协议端口号组成的五元组。

308、公网侧业务加速子卡查询所述对应关系表，获取与所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号对应的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号。

309、公网侧业务加速子卡将所述第三报文中的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，替换为所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，生成携带所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号的第四报文。

310、将所述第四报文发送给所述私网侧发送端。

公网侧业务加速子卡将所述第四报文经公网侧接口板转发至私网侧接口板，并由所述私网侧接口板转发至私网侧业务加速子卡，然后经私网侧业务加速子卡向私网侧发送所述第四报文。

所述第四报文经所述业务加速子卡转发至公网侧接口板，并由所述公网侧接口板转发至所述私网侧接口板，然后经私网侧子卡向私网侧发送端传送。对于所述第四报文中需要在业务板中进行相关处理(比如，应用层信息的解析)的一部分报文，要在经过所述公网侧接口板后转发至业务板，在业务板中完成相关处理后再由业务板转发至私网侧接口板。

现有技术中，通常在所述业务板上保存有子卡路由表，所述子卡路由表上记录了私网侧子卡与公网侧子卡之间的路由关系。本发明实施例中，所述业务板可以将所述子卡路由表分别发送到私网侧业务加速子卡和业务加速子卡上。根据所述子卡路由表上记录的路由关系，私网侧业务子卡将自身收到的第一报文经私网侧接口板和公网侧接口板的转发，最终发送到所述子卡路由表记录的对应业务加速子卡上；相应的，业务加速子卡将自身收到的第三报文经公网侧接口板和私网侧接口板转发，最终发送到所述子卡路由表记录的对应私网侧子卡上。

具体的，本发明实施例的方法可以应用于IPv4私网与IPv4公网间的网络地址转换和IPv6私网与IPv4公网(包括NAT64技术和IVI技术)的网络地址转换，具体描述可以参考本发明实施例2中的描述，此处不再赘述。

在本发明实施例的上述描述中，不同的私网侧发送端的私网IP地址各不相同，从而可以通过所述第一报文的五元组唯一的确定对应的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，并通过第三报文的五元组唯一确定对应的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号。在其他的应用场景中，比如，在同时存在至少两个VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网络)的私网侧的网络环境中，由于不同的VPN中的计算机可以使用相同的私网IP地址，不同的私网侧发送端的第一报文的五元组可以完全相同。在此情况下，需要通过所述第一报文的五元组以及发送所述第一报文的私网侧发送端所在的VPN的标识共同确定对应的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号；相应的，需要通过所述第三报文的五元组以及发送所述第一报文的私网侧发送端所在的VPN的标识共同确定对应的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号。

本发明实施例中，作为一种可选的实现方式，可以将分配所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号的功能以及创建对应关系表的功能都集成在公网侧业务加速子卡和私网侧业务加速子卡中；更进一步的，可以将业务板的其他处理功能也集成到公网侧业务加速子卡和私网侧业务加速子卡中，从而在所述网间路由装置中取消业务板。具体描述可以参考本发明实施例2中的描述，此处不再赘述。

本发明实施例提供了一种报文转发方法，在子卡上部署了地址和端口号映射的功能，降低了业务板的处理负担，避免了整个网间路由装置对报文流的处理速度受业务板对报文进行网络地址转换处理速度的限制，大大提升了报文转发的速度，有利于大规模的商业应用。此外，本发明实施例提供的方法能同时适用于IPv4之间的地址映射和IPv6与IPv4之间的地址映射。同时，本发明实施例在公网侧和私网侧都部署了业务加速子卡，适用于组网情况复杂多变的场景，提高了整个设备的灵活度。

实施例4：

本发明实施例提供了一种网间路由装置，所述网间路由装置包括至少两块用于报文转发的子卡。所述子卡的结构如图9所示，包括：第一报文接收单元41、公网地址获取单元42、公网地址替换单元43、第二报文发送单元44、第三报文接收单元45、私网地址获取单元46、私网地址替换单元47和第四报文发送单元48。

第一报文接收单元41，用于接收私网侧发送端发出的第一报文；所述第一报文中携带所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号。

公网地址获取单元42，用于根据所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，查询预设置在所述子卡中的私网地址及端口与映射用公网地址及端口的对应关系表，获取与所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号对应的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号。

公网地址替换单元43，用于将所述第一报文中的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，替换为所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，生成携带所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号的第二报文。

第二报文发送单元44，用于将所述第二报文发送给公网侧。

第三报文接收单元45，用于接收公网侧返回的第三报文。

公网侧接收端接收所述第二报文，并对所述第二报文执行公网侧的相关处理后，生成第三报文并向所述网间路由装置发送。所述第三报文中携带所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号。

私网地址获取单元46，用于根据所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，查询所述对应关系表，获取与所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号对应的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号。

私网地址替换单元47，用于将所述第三报文中的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，替换为所述私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，生成携带所述私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号的第四报文。

第四报文发送单元48，用于将所述第四报文发送给所述私网侧发送端。

进一步的，如图10所示，所述装置还包括：公网地址分配单元49、对应关系记录单元410、报文转发单元411、公网地址接收单元412、对应关系表接收单元413和对应关系表删除单元414。

公网地址分配单元49，用于当所述子卡中不存在所述对应关系表时，为所述第一报文中的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号分配所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号。

对应关系记录单元410，用于在所述子卡分配所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号后，将分配的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号记录到所述对应关系表。

报文转发单元411，用于当所述子卡中不存在所述对应关系表时，所述子卡将私网侧发出的第一报文转发至业务板。

所述业务板为所述第一报文中的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号分配所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，并将分配的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号记录到所述对应关系表。

公网地址接收单元412，用于接收所述业务板分配的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，以替换所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号。

对应关系表接收单元413，用于在接收所述业务板分配的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号时，从所述业务板接收记录了所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号的所述对应关系表。

对应关系表删除单元414，用于将保存在所述子卡中的已结束访问的所述对应关系表删除。

关于本发明实施例的其他应用场景和相关描述，可参考本发明实施例2、实施例3，此处不再赘述。

本发明实施例提供了一种网间路由装置，通过在该装置的子卡上部署了地址和端口号映射的功能，降低了业务板的处理负担，避免了整个网间路由装置对报文流的处理速度受业务板对报文进行网络地址转换处理速度的限制，大大提升了报文转发的速度，有利于大规模的商业应用。

通过以上的实施方式的描述所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种报文转发方法，应用于网间路由装置上，所述网间路由装置包括至少两块用于转发报文的子卡，其特征在于，所述方法包括：

每一块子卡接收私网侧发送端发出的第一报文；所述第一报文中携带所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号；

根据所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，查询预设置在所述子卡中的私网地址及端口与映射用公网地址及端口的对应关系表，获取与所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号对应的映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号；

将所述第一报文中的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，替换为所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，生成携带所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号的第二报文；

将所述第二报文发送给公网侧。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述子卡接收公网侧返回的第三报文；所述第三报文中携带所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号；

根据所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，查询所述对应关系表，获取与所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号对应的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号；

将所述第三报文中的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，替换为所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，生成携带所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号的第四报文；

将所述第四报文发送给所述私网侧发送端。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述子卡中不存在所述对应关系表时，还包括：

所述子卡为所述第一报文中的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号分配所述私网侧发送端的映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述子卡分配所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号后，还包括：

所述子卡将分配的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号记录到所述对应关系表。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述子卡中不存在所述对应关系表时，所述子卡将私网侧发出的报文流转发至业务板；以使得所述业务板为所述第一报文中的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号分配所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，并将分配的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号记录到所述对应关系表；

所述子卡接收所述业务板分配的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，以替换所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

所述子卡在接收所述业务板分配的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号时，还从所述业务板接收记录了所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号的所述对应关系表。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：

将保存在所述子卡中的已结束访问的所述对应关系表删除。

8.一种网间路由装置，包括至少两块用于报文转发的子卡，其特征在于，每一块子卡进一步包括：

第一报文接收单元，用于接收私网侧发送端发出的第一报文；所述第一报文中携带所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号；

公网地址获取单元，用于根据所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，查询预设置在所述子卡中的私网地址及端口与映射用公网地址及端口的对应关系表，获取与所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号对应的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号；

公网地址替换单元，用于将所述第一报文中的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，替换为所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，生成携带所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号的第二报文；

第二报文发送单元，用于将所述第二报文发送给公网侧。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

第三报文接收单元，用于接收公网侧返回的第三报文；所述第三报文中携带所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号；

私网地址获取单元，用于根据所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，查询所述对应关系表，获取与所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号对应的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号；

私网地址替换单元，用于将所述第三报文中的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，替换为所述私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号，生成携带所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号的第四报文；

第四报文发送单元，用于将所述第四报文发送给所述私网侧发送端。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

公网地址分配单元，用于当所述子卡中不存在所述对应关系表时，为所述第一报文中的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号分配所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：

对应关系记录单元，用于在所述子卡分配所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号后，将分配的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号记录到所述对应关系表。

12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

报文转发单元，用于当所述子卡中不存在所述对应关系表时，所述子卡将私网侧发出的第一报文转发至业务板；以使得所述业务板为所述第一报文中的所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号分配所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，并将分配的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号记录到所述对应关系表；

公网地址接收单元，用于接收所述业务板分配的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号，以替换所述私网侧发送端的私网IP地址和私网侧发送端的传输协议端口号。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括：

对应关系表接收单元，用于在接收所述业务板分配的所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号时，从所述业务板接收记录了所述映射用公网IP地址和映射用传输协议端口号的所述对应关系表。

14.根据权利要求8至13中任意一项所述的装置，其特征在于，还包括：

对应关系表删除单元，用于将保存在所述子卡中的已结束访问的所述对应关系表删除。

Images