CN102282821A - IPv4-v6共存方法、网络设备及系统 - Google Patents

IPv4-v6共存方法、网络设备及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种IPv4-v6共存方法、网络设备及系统的技术方案，通过采用移动IPv6隧道直接承载IPv4数据来实现IPv4-v6共存。其中一种IPv4-v6共存方法为：在判断出上行数据包的移动IPv6隧道封装头中携带的指示信息表示上行数据包为对IPv4数据包直接进行移动IPv6隧道封装的数据包后，对上行数据包进行解封装后获得的上行IPv4数据包进行网络地址转换处理，并向移动台的通信对端发送；对通信对端发送来的IPv4数据包进行网络地址转换处理，将网络地址转换处理后的下行IPv4数据包直接进行移动IPv6隧道封装，并向移动终端发送。上述技术方案降低了节点设备结构复杂度，节约了传输资源。

Description

IPv4-v6共存方法、 网络设备及系统 技术领域
本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及 IPv4和 IPv6共存方法、网络设备、节点设备和 IPv4-v6 共存系统。
发明背景
在无线环境下，可以采用 Dual-stack lite (轻量级双栈， DS-lite)技术解决目前 IPv4地址短缺问题， 实现了 IPv4-v6共存。 DS-lite与 Mobile IP (移动 IP， MIP) 的结合可以为移动终端 （如移动台 MS )提 供移动性支持。
无线移动环境下， 基于 DS-lite与 MIP结合的 IPv4-v6共存方法 （即移动终端的上下行数据包传输 方法） 如附图 1所示。
图 1中， MS的上行数据传输过程如操作 1-3的描述， MS的下行数据传输过程如操作 4-6的描述。 操作 1、 首先， 在移动终端如 MS具有 DS-lite能力的情况下， DS-lite的客户端 （如位于 MS中， 可 简称为 Client)发现有 IPv4数据包需要发送， Client将该 IPv4数据包的源地址设置为不具有路由意义的 众所周知的 IPv4地址， 将目的地址设置为通信对端 （CN) 的 IPv4地址。 上述众所周知的 IPv4地址可 以被所有 MS中的 Client共享。在移动终端如 MS不具有 DS-lite能力的情况下， MS发送上述 IPv4数据包， MS的 DS-lite代理 （位于 MS所连接的接入网内， 可简称为 Proxy) 接收 IPv4数据包。
然后， Client/Proxy将该 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道的封装， 封装后的数据包的源地址为 MS的 HoA6 (基于 IPv6的家乡地址）， 目的地址为 Carrier Grade Network Address Translation (承载级 别的网络地址转换， CGN) 设备的 IPv6地址。
之后， Client/Proxy将封装后的数据包进行 MIPv6封装， MIPv6封装的源地址为 MS的 CoA6 (基于
IPv6的转交地址）， 目的地址为家乡代理 HA的 IPv6地址。
最后， Client/Proxy发送两次封装后的上行数据包。
操作 2、 HA接收到 Client/Proxy发送的上行数据包后， 剥去最外层的 MIPv6封装， 并向 CGN发送 内层嵌套的基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包。
操作 3、 CGN接收到 HA发送的上行数据包后，剥去外层的 IPv4 over IPv6隧道封装，将内层的 IPv4 数据包进行 IPv4 to IPv4的 NAT转换， 转换后的 IPv4数据包的源地址为一个公有的可路由的 IPv4地址， 该可路由的 IPv4地址从 CGN所在的网络中的 IPv4地址池中选取； 之后， CGN存储或更新地址之间的 映射关系， 并发送转换后的 IPv4数据包， 该 IPv4数据包会被路由至 CN。 上述映射关系为众所周知的 IPv4地址、 MS的 HoA6和转换后公有 IPv4地址之间的对应关系。
操作 4、 CGN接收 CN发送的下行 IPv4数据包， CGN根据下行 IPv4数据包的目的 IPv4地址在其存 储的映射关系中査找匹配的记录， 根据査找结果对该下行 IPv4数据包进行 IPv4 to IPv4的 NAT, NAT 处理后的下行 IPv4数据包的源地址为 CN的 IPv4地址， 目的地址为众所周知的 IPv4地址； 然后， CGN 在 IPv4 over IPv6隧道接口处对 NAT后的下行 IPv4数据包进行下行隧道封装， 封装后的下行数据包的 外层隧道源地址为 CGN设备的 IPv6地址， 目的地址为 MS的 HoA6; 最后， CGN将封装后的数据包发 送出去。
操作 5、 HA截获 CGN发送的数据包， 在缓存的移动绑定关系中根据数据包的目的地址査找 MS的 CoA6地址， 并进行 MIPv6封装， 该 MIPv6封装后的数据包的源地址为 HA的 IPv6地址， 目的地址为 MS 的 CoA6。 HA发送 MIPv6封装后的下行数据包。
操作 6、 Client/Proxy接收 HA发送的下行数据包， 并进行 MIPv6隧道解封装和 IPv4 over IPv6隧道 解封装， 获得下行 IPv4数据包。 在 Proxy方式下， Proxy还需要将该 IPv4数据包发送给 MS。
在实现本发明的过程中， 发明人发现： 在上述上行和下行 IPv4数据包传输过程中， 节点设备和 网络侧都需要进行两次隧道封装和解封装操作， 而两次隧道封装和解封装操作增加了节点设备 （即 Client/Proxy) 开销， 使节点设备的协议栈层次复杂（节点设备的协议栈如图 3所示）， 而且， 由于节 点设备需要同时具备 IPv4 over IPv6隧道接口和 MIPv6隧道接口， 使节点设备结构复杂。 另外， 由于 两次隧道封装均是在原有数据包上增加一个新的 IPv6头， 因此， 在节点设备与 HA之间传输的数据包 为增加了两层隧道封装头的数据包， 这两层隧道封装头占用了节点设备与 HA之间的传输资源， 造成 了传输资源浪费。 发明内容
本发明实施方式提供 IPv4-v6共存方法、 网络设备及系统， 将 IPv4数据包直接进行 MIP6封装并传 输， 降低了节点设备结构的复杂度， 节约了传输资源。
本发明实施方式提供的 IPv4-v6共存方法， 包括：
在移动终端的上行， 判断上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中携带的指示信息， 在根据该指示 信息判断出该数据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据包后， 对所述上行数据包进 行解封装后获得的上行 IPv4数据包进行网络地址转换处理， 并向所述移动终端的通信对端发送所述 网络地址转换处理后的上行 IPv4数据包；
在移动终端的下行， 对所述通信对端发送来的下行 IPv4数据包进行网络地址转换处理， 将网络 地址转换处理后的下行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装，在针对所述下行 IPv4数据包直接进行 移动 IPv6隧道封装的移动 IPv6隧道封装头中携带指示信息，并向所述移动终端发送所述移动 IPv6隧道 封装后的下行数据包。
本发明实施方式提供的另一种 IPW-V6共存方法， 包括：
在移动终端的上行， 判断接收到的上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中携带的指示信息， 在根 据该指示信息判断出上行数据包为对上行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据包后，获取 针对所述上行 IPv4数据包的基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包，向承载级别的网络地址转换 CGN功能模块发送所述基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包， 以使所述 CGN功能模块对所述 上行数据包执行解封装、网络地址转换及向所述移动终端的通信对端发送网络地址转换处理后的上 行 IPv4数据包操作；
在移动终端的下行， 接收 CGN功能模块发送来的下行数据包， 所述下行数据包为： 所述 CGN 功能模块对所述通信对端发送来的下行 IPv4数据包进行网络地址转换及 IPv4 over IPv6隧道封装处 理后的下行数据包； 获取针对所述下行 IPv4数据包的基于移动 IPv6隧道封装的下行数据包， 并向 所述移动终端发送所述基于移动 IPv6隧道封装的下行数据包。
本发明实施方式提供的另一种 IPv4-v6共存方法， 包括：
移动终端或移动终端的代理将需要发送的上行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装， 在移动 IPv6隧道封装头中携带用于指示该数据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据包的指 示信息， 并发送所述移动 IPv6隧道封装后的上行数据包；
移动终端或移动终端的代理在确定出接收到的下行数据包的移动 IPv6隧道封装头中携带有所 述指示信息后， 对所述下行数据包进行移动 IPv6解封装处理， 获取下行 IPv4数据包。
本发明实施方式提供的一种网络设备， 应用于 IPv4-v6共存的网络环境下， 所述网络设备包括: 第一接收模块， 用于接收移动终端或移动终端的代理发送来的基于移动 IPv6隧道封装的上行数 据包、 以及所述移动终端的通信对端发送来的下行 IPv4数据包；
第一判断模块， 用于判断所述第一接收模块接收的上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中携带的 指 信息；
第一共存处理模块， 用于：
在所述移动终端的上行， 在所述第一判断模块根据所述指示信息判断出该上行数据包为对 IPv4 数据包直接进行移动 IPv6 隧道封装的数据包后， 对所述上行数据包进行解封装后获得的上行 IPv4 数据包进行网络地址转换处理；
在所述移动终端的下行， 对所述通信对端发送来的下行 IPv4数据包进行网络地址转换处理， 将 网络地址转换处理后的下行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装， 获得下行数据包；
第一发送模块， 用于向所述移动终端的通信对端发送所述网络地址转换处理后的上行 IPv4数据 包， 向所述移动终端发送所述下行数据包。
本发明实施方式提供的另一种网络设备，应用于 IPv4-v6共存的网络环境下，所述网络设备包括： 第二接收模块， 用于接收移动终端或移动终端的代理发送来的基于移动 IPv6隧道封装的上行数 据包、 以及 CGN功能模块发送来的下行数据包， 所述下行数据包为： 所述 CGN功能模块对所述移动 终端的通信对端发送来的下行 IPv4数据包进行网络地址转换及 IPv4 over IPv6隧道封装处理后的下行 数据包；
第二判断模块， 用于判断所述第二接收模块接收的上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中携带的 指示信息；
第二共存处理模块， 用于：
在移动终端的上行， 在所述第二判断模块根据指示信息判断出所述上行数据包为对 IPv4数据包 直接进行移动 IPv6隧道封装的数据包后， 获取针对所述上行数据包中的上行 IPv4数据包的基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包；
在移动终端的下行， 获取针对所述下行 IPv4数据包的基于移动 IPv6隧道封装的下行数据包； 第二发送模块， 用于向 CGN功能模块发送基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包， 并向所 述移动终端发送基于移动 IPv6隧道封装的下行数据包。 本发明实施方式提供的节点设备， 为移动终端或移动终端的代理， 包括： 上行封装模块，用于将需要发送的上行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装，在移动 IPv6隧道 封装头中携带指示信息； 所述指示信息用于指示该上行数据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧 道封装的数据包；
第三发送模块， 用于向网络侧发送所述移动 IPv6隧道封装后的上行数据包；
第三接收模块， 用于接收下行数据包；
下行解封装模块， 用于判断所述下行数据包的移动 IPv6隧道封装头中是否携带有所述指示信 息， 对所述下行数据包进行解封装处理， 根据判断结果确定解封装获得的数据包为下行 IPv4数据包。
本发明实施方式提供的 IPv4-v6共存系统， 包括：
移动终端的代理， 位于移动终端的接入网侧， 用于将移动终端发送来的上行 IPv4数据包直接进 行移动 IPv6隧道封装，在移动 IPv6隧道封装头中携带指示信息，并发送所述移动 IPv6隧道封装后的上 行数据包； 接收所述移动终端的下行数据包， 在判断出所述下行数据包的移动 IPv6隧道封装头中携 带有所述指示信息后， 对所述下行数据包进行解封装处理， 获取下行 IPv4数据包， 并发送给所述移 动终端；
家乡代理， 用于：
在移动终端的下行， 判断接收到的上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中携带的指示信息， 在根 据指示信息判断出该数据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据包后， 对所述上行数 据包进行解封装后获得的上行 IPv4数据包进行网络地址转换处理， 并向所述移动终端的通信对端发 送所述网络地址转换处理后的上行 IPv4数据包；
在移动终端的下行， 对所述通信对端发送来的下行 IPv4数据包进行网络地址转换处理， 将网络 地址转换处理后的下行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装，在针对所述下行 IPv4数据包直接进行 移动 IPv6隧道封装的移动 IPv6隧道封装头中携带指示信息， 并向所述移动终端的代理发送所述移动 IPv6隧道封装后的下行数据包。
本发明实施方式提供的另一种 IPv4-v6共存系统， 包括：
移动终端的代理， 位于所述移动终端的接入网侧， 用于将移动终端发送来的上行 IPv4数据包直 接进行移动 IPv6隧道封装，在移动 IPv6隧道封装头中携带指示信息，并发送所述移动 IPv6隧道封装后 的上行数据包； 接收所述移动终端的下行数据包， 在判断出所述下行数据包的移动 IPv6隧道封装头 中携带有所述指示信息后， 对所述下行数据包进行解封装处理， 获取下行 IPv4数据包， 并发送给所 述移动终端；
家乡代理功能模块， 用于：
在移动终端的上行， 接收所述移动终端的上行数据包， 在根据所述上行数据包的移动 IPv6隧道 封装头中携带的指示信息判断出所述上行数据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据 包后， 获取针对所述上行数据包中的上行 IPv4数据包的基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包， 发送基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包；
在移动终端的下行， 接收所述移动终端的下行数据包， 在根据所述下行数据包的移动 IPv6隧道 封装头中携带的信息判断出所述下行数据包为对 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道封装的数据包 后， 获取针对所述下行 IPv4数据包的基于移动 IPv6隧道封装的下行数据包， 向移动终端发送基于 移动 IPv6隧道封装的- 行数据包；
CGN功能模块， 用于接收所述移动终端的通信对端发送来的下行 IPv4数据包， 对该下行 IPv4 数据包进行网络地址转换及 IPv4 over IPv6隧道封装处理， 并向家乡代理功能模块发送所述 IPv4 over IPv6隧道封装处理后的下行数据包； 接收家乡代理功能模块发送来的基于 IPv4 over IPv6隧道封装的 上行数据包， 并对该上行数据包进行 IPv4 over IPv6隧道解封装处理及网络地址转换， 向所述通信对 端发送所述网络地址转换后的上行 IPv4数据包。
本发明实施方式提供的另一种 IPv4-v6共存系统， 包括：
第一网络设备， 设置有家乡代理功能模块， 所述第一网络设备用于：
在移动终端的上行， 接收所述移动终端的上行数据包， 在根据所述上行数据包的移动 IPv6隧道 封装头中携带的指示信息判断出所述上行数据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据 包后， 获取针对所述上行数据包中的上行 IPv4数据包的基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包， 发送基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包；
在移动终端的下行， 接收所述移动终端的下行数据包， 在根据所述下行数据包的移动 IPv6隧道 封装头中携带的信息判断出所述下行数据包为对 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道封装的数据包 后， 获取针对所述下行 IPv4数据包的基于移动 IPv6隧道封装的下行数据包， 向移动终端发送基于 移动 IPv6隧道封装的下行数据包；
第二网络设备，设置有 CGN功能模块，所述第二网络设备用于接收所述移动终端的通信对端发 送来的下行 IPv4数据包， 对该下行 IPv4数据包进行网络地址转换及 IPv4 over IPv6隧道封装处理， 并 向第一网络设备发送所述 IPv4 over IPv6隧道封装处理后的下行数据包； 接收第一网络设备发送来的 基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包， 并对该上行数据包进行 IPv4 over IPv6隧道解封装处理及 网络地址转换， 向所述通信对端发送所述网络地址转换后的上行 IPv4数据包。
通过上述技术方案的描述可知，本发明实施方式通过利用 MIPv6隧道直接承载 IPv4数据包方式， 在节点设备与 HA之间传输对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装的上下行数据包，在不需要在移 动终端处为其分配可路由的公有 IPv4地址、 且能够为该移动终端提供 IPv4服务的情况下， 简化了 节点设备的操作， 降低了节点设备结构复杂度， 且节约了节点设备与 HA之间的传输资源。 附图简要说明
图 1是现有技术的无线环境下的 IPv4-v6共存方法流程图；
图 2是现有技术的节点设备协议栈示意图；
图 3a和 3b是本发明实施例一的 IPv4-v6共存方法流程图；
图 4a和 4b是本发明实施例二的 IPv4-v6共存方法流程图；
图 5是 WiMAX网络参考模型；
图 6是本发明实施例三的系统模型示意图； 图 7是本发明实施例三的 HA对数据包的处理操作示意图；
图 8是本发明实施例三的 IPv4-v6共存方法流程图；
图 9是本发明实施例三的节点设备协议栈示意图；
图 10是本发明实施例四的系统模型示意图；
图 1 1是本发明实施例四的 HA和 CGN对数据包的处理操作示意图；
图 12是本发明实施例五的 IPv4-v6共存方法流程图；
图 13是本发明实施例六的 IPv4-v6共存方法流程图；
图 14是本发明实施例七的网络设备结构示意图；
图 15是本发明实施例七的第一共存处理模块结构示意图；
图 16是本发明实施例八的网络设备结构示意图；
图 17A、 B和 C是本发明实施例八的第二共存处理模块结构示意图；
图 18是本发明实施例九的节点设备结构示意图；
图 19是本发明实施例十的 IPv4-v6共存系统示意图；
图 20是本发明实施例十一的 IPv4-v6共存系统示意图；
图 21是本发明实施例十二的 IPv4-v6共存系统示意图。
实施本发明的方式
实施例一、 IPv4-v6共存方法。该方法可应用于包含 HA功能模块的多种无线移动系统中，如 3G 系统、 WLAN系统、 以及 WiMAX系统等。 该方法的流程如附图 3所示。
图 3a是上行数据包的处理流程图， 图 3b是下行数据包处理流程图。
图 3a中， S300、 移动终端 （如移动台 MS)或位于移动终端的接入网侧的代理将需要发送的 IPv4 数据包直接进行 MIPv6隧道封装， 并发送 MIPv6隧道封装后的上行数据包。上述 IPv4数据包的源地址 为不可路由的 IPv4地址， 目的地址为通信对端的可路由的公有 IPv4地址。上述不可路由的 IPv4地址可 以为一个众所周知的 IPv4地址，所有 MS可以采用一个相同的众所周知的 IPv4地址，该众所周知的 IPv4 地址可由专门的 IP地址分配组织 （如 IANA ) 来确定。 对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装可以称 为 IPv4 over MIPv6的封装。
在移动台执行 MIPv6隧道封装操作的情况下， 可以由移动台中的 DS-lite Client功能模块或者 MIP 封装功能模块来执行， 或者也可以在移动台中新增其它功能模块来执行该 IPv4 over MIPv6的封装。
上述上行数据包的 MIPv6隧道封装头中的源地址为该移动台的 IPv6转交地址（下述简称为 CoA6，
CoA即 Care of Address) ， 目的地址为该移动台的 HA的 IPv6地址。 而且， 该上行数据包的 MIPv6隧道 封装头中携带有指示信息，该指示信息用于表示该上行数据包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封 装的数据包， 即利用该指示信息能够判断出基于 MIPv6隧道封装的上行数据包的内层是 IPv4数据包， 而不是 IPv6数据包。
S310、 HA功能模块接收上行数据包， 并判断该上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中是否携带有 指示信息， 在判断出携带有指示信息， 即根据该指示信息判断出该上行数据包为对 IPv4数据包直接 进行移动 IPv6隧道封装的数据包， 到 S320， 否则， 到 S330。
S320、 HA功能模块对上述上行数据包进行解封装后获得的上行 IPv4数据包进行网络地址转换处 理， 并向移动台的通信对端发送网络地址转换处理后的上行 IPv4数据包。
本实施例需要使 HA功能模块具有地址转换处理功能、 以及与移动台的通信对端之间传输 IPv4 数据包等功能。 也就是说， HA功能模块对上行数据包进行解封装处理， 从中获取上行 IPv4数据包， 之后， HA功能模块对上行 IPv4数据包进行网络地址转换处理， 将上行 IPv4数据包的源地址由不可路 由的 IPv4地址转换为可路由的公有 IPv4地址， 并存储移动台的 HoA6、 CoA6、 可路由的公有 IPv4地址 以及众所周知不可路由的 IPv4地址之间的对应关系， 然后， HA功能模块向移动台的通信对端发送源 地址转换后的上行 IPv4数据包。 HA功能模块存储的上述对应关系可以用于该移动台的下行 IPv4数据 包的传输。 另外， 上述可路由的公有 IPv4地址可以是 HA功能模块从 HA功能模块所在的网络中的公 有 IPv4地址池中选取的 IPv4地址。 H A功能模块所在的网络设备对外可以表现为 HA。
S330、本实施例的 IPv4-v6共存方法结束， HA功能模块可以采用现有的方法对接收到的上行数据 包进行处理。
图 3b中， S340、 移动台的通信对端 CN发送下行 IPv4数据包。 该下行 IPv4数据包的源地址为移动 台的通信对端的 IPv4地址， 目的地址为上述移动台的可路由的公有 IPv4地址。
S350、 HA功能模块接收到移动台的通信对端发送来的下行 IPv4数据包， HA功能模块对该下行 IPv4数据包进行网络地址转换处理， 转换后的下行 IPv4数据包的源地址为 CN的 IPv4地址， 目的地址 为众所周知的 IPv4地址， HA功能模块将网络地址转换处理后的下行 IPv4数据包进行移动 IPv6隧道封 装， 由 HA功能模块向移动台发送移动 IPv6隧道封装后的下行数据包。 该下行数据包的移动 IPv6隧道 封装头中包含有指示信息，根据该指示信息可以判断出该下行数据包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6 隧道封装的数据包。
S350的具体过程可以为： HA功能模块在接收到的下行 IPv4数据包后， 利用该下行 IPv4数据包中 的目的地址在其存储的对应关系中査找对应的 CoA6和不可路由的 IPv4地址。 该对应关系为 S320中 HA功能模块存储的对应关系。 HA功能模块将下行 IPv4数据包的目的地址变换为查找到的不可路由 的众所周知 IPv4地址。然后， HA功能模块利用査找到的 CoA6对下行 IPv4数据包进行移动 IPv6隧道封 装， 获得下行数据包。 该下行数据包的移动 IPv6隧道封装头中的目的地址为査找到的 CoA6, 源地址 为 HA的 IPv6地址。之后， HA功能模块将下行数据包通过 MIP隧道向移动台发送。该下行数据包的移 动 IPv6隧道封装头中包含有上述指示信息。
S360、 客户端或者移动台的代理接收该下行数据包， 在判断出下行数据包的移动 IPv6隧道封装 头中包含有上述指示信息后， 并对该下行数据包进行解封装处理， 以获得下行 IPv4数据包。 在采用 代理方式下， 移动台的代理还需要将获得的下行 IPv4数据包发送给移动台。
从上述实施例一的描述可以看出， 本实施例在节点设备 （移动终端或移动终端的代理） 与 HA 之间传输数据包时，使用了 MIPv6隧道直接承载 IPv4数据包的方式，使节点设备与 HA之间传输的 数据包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装的上下行数据包， 不但避免了在节点设备处为上 / 下行数据包进行两次封装 /解封装的操作，而且还避免了在 IPv4数据包上增加两个封装头的现象，从 而在不需要在移动终端处为其分配可路由的公有 IPv4地址且能够为该移动终端提供 IPv4服务的情 况下， 简化了节点设备的操作， 降低了节点设备结构复杂度， 节约了节点设备与 HA之间的传输资 源。
实施例二、 IPv4-v6共存方法。 该方法可应用于包含 HA功能模块和 CGN功能模块的多种无线 移动系统中， 如 3G系统、 WLAN系统、 以及 WiMAX系统等。 该方法的流程如附图 4所示。
图 4a是上行数据包的处理流程图， 图 4b是下行数据包处理流程图。
图 4a中， S400、 移动台或移动台的代理将需要发送的 IPv4数据包进行 MIPv6隧道封装， 并发送 MIPv6隧道封装后的上行数据包。上述 IPv4数据包的源地址为不可路由的 IPv4地址， 目的地址为通信 对端的可路由的 IPv4地址。
在移动台执行 MIPv6隧道封装操作的情况下， 可以由移动台中的 DS-Hte Client功能模块或者 MIP 封装功能模块来执行， 或者也可以在移动台中新增其它功能模块来执行该 IPv4 over MIPv6的封装。
上述上行数据包的 MIPv6隧道封装头中的源地址为该移动台的 IPv6转交地址 （下述简称为 CoA6 ) ， 目的地址为该移动台的 HA的 IPv6地址。 而且， 该上行数据包的 MIPv6隧道封装头中携带有 指示信息，该指示信息用于表示该数据包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装的数据包， 即根据 该指示信息能够判断出基于 MIPv6隧道封装的上行数据包的内层是 IPv4数据包， 而不是 IPv6数据包。
S410、 HA接收到上行数据包后， HA功能模块判断该上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中是否 携带有指示信息， 在判断出携带有指示信息， 即根据该指示信息判断出该上行数据包为对 IPv4数据 包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据包， 到 S420, 否则， 到 S440。
S420、 HA功能模块向 CGN功能模块发送上行数据包， 该上行数据包为针对上述上行 IPv4数据包 的基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包。
HA功能模块向 CGN功能模块发送上行数据包的一个具体实现的例子为： HA功能模块对上述接 收到的上行数据包进行解封装处理， 以获得上行 IPv4数据包， 然后， HA功能模块对上行 IPv4数据包 进行 IPv4 over IPv6隧道封装， 并向 CGN功能模块发送 IPv4 over IPv6隧道封装后的上行数据包。 IPv4 over IPv6隧道封装后的上行数据包的源地址为移动台的 HoA6; 在 HA功能模块与 CGN功能模块位于 同一物理实体中时， 上述上行数据包的 IPv4 over IPv6隧道封装头的目的地址为 HA的 IPv6地址， 也就 是 CGN的 IPv6地址； 在 HA功能模块与 CGN功能模块位于不同的物理实体中时， 上述上行数据包的 IPv4 over IPv6隧道封装头的目的地址为 CGN功能模块所在网络设备的 IPv6地址。 在 HA功能模块与 CGN功能模块位于同一物理实体的情况下， 该物理实体对外可以表现为 HA。需要说明的是， 上述具 体实现的例子可以应用在 HA功能模块和 CGN功能模块位于同一物理实体的情况， 也可以应用在 HA 功能模块和 CGN功能模块位于不同物理实体的情况。
HA功能模块向 CGN功能模块发送上行数据包的另一个具体实现的例子为： 在 HA功能模块与 CGN功能模块位于同一物理实体的情况下， HA功能模块不对上述接收到的上行数据包进行解封装处 理， 而是修改上述接收到的上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中的源地址， 即 HA功能模块利用其存 储的移动台的 HoA6与 CoA6的对应关系获得对上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中的源地址 CoA6对 应的 HoA6， 然后， HA功能模块将该上行数据包的 MIPv6隧道封装头中的源地址由 CoA6修改为査找 到的 HoA6, 此时， 上行数据包成为 IPv4 over IPv6隧道封装后的上行数据包； 之后， HA功能模块向 CGN功能模块发送源地址修改后的上行数据包。
HA功能模块向 CGN功能模块发送上行数据包的另一个具体实现的例子为： 在 HA功能模块与 CGN功能模块位于不同物理实体的情况下， HA功能模块不对上述接收到的上行数据包进行解封装处 理， 而是修改上述接收到的上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中的源地址和目的地址， 即 HA功能模 块利用其存储的移动台的 HoA6与 CoA6的对应关系获得对上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中的源 地址 CoA6对应的 HoA6， 然后， HA功能模块将该上行数据包的 MIPv6隧道封装头中的源地址由 CoA6 修改为查找到的 HoA6， HA功能模块将该上行数据包的 MIPv6隧道封装头中的目的地址由 HA的 IPv6 地址修改为 CGN功能模块所在网络设备的 IPv6地址， 此时， 上行数据包成为 IPv4 over IPv6隧道封装 后的上行数据包； 之后， HA功能模块向 CGN功能模块发送源地址和目的地址修改后的上行数据包。
S430、 CGN功能模块接收 HA功能模块发送来的 IPv4 over IPv6隧道封装后的上行数据包，对该上 行数据包进行解封装处理， 以获得上行 IPv4数据包。 之后， CGN功能模块对上行 IPv4数据包进行网 络地址转换处理，将上行 IPv4数据包的源地址由不可路由的 IPv4地址转换为可路由的 IPv4地址，并存 储移动台的 HoA6、 可路由的 IPv4地址以及不可路由的 IPv4地址之间的对应关系， 然后， CGN功能模 块向移动台的通信对端发送网络地址转换后的上行 IPv4数据包。 CGN功能模块存储的上述对应关系 用丁-该移动台的卜行 IPv4数据包的传输。 上述可路由的公有 IPv4地址可以是 CGN功能模块从 CGN功 能模块所在的网络中的公有 IPv4地址池中选取的 IPv4地址。
S440、本实施例的 IPv4-v6共存方法结束， HA功能模块可以采用现有的方法对接收到的上行数据 包进行处理。
图 4b中， S450、 移动台的通信对端发送下行 IPv4数据包。 该下行 IPv4数据包的源地址为移动台 的通信对端的 IPv4地址， 目的地址为通信对端从上行数据包的源地址中得到的上述移动台的可路由 的 IPv4地址， 该下行 IPv4数据包会被 CGN截获。
S460、 CGN功能模块对移动台的通信对端发送来的 IPv4数据包进行网络地址转换处理， 将网络 地址转换处理后的下行 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道封装，并向 HA功能模块发送 IPv4 over IPv6 隧道封装后的下行数据包。
CGN功能模块对移动台的通信对端发送来的 IPv4数据包进行网络地址转换处理、 以及封装处理 的一个具体例子可以为： CGN功能模块利用该下行 IPv4数据包中的目的地址在其存储的对应关系中 杳找对应的 HoA6和不可路由的 IPv4地址。该对应关系为 S430中 CGN功能模块存储的对应关系。 CGN 功能模块将下行 IPv4数据包的目的地址变换为査找到的不可路由的 IPv4地址。 然后， CGN功能模块 禾 IJ用査找到的 HoA6对下行 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道封装， 获得下行数据包。 该下行数据包 的 IPv4 over IPv6隧道封装头中的目的地址为査找到的 HoA6， 在 HA功能模块与 CGN功能模块位于同 一物理实体中时， 该下行数据包的 IPv4 over IPv6隧道封装头的源地址为 HA的 IPv6地址， 即 CGN的 IPv6地址； 在 HA功能模块与 CGN功能模块位于不同的物理实体中时， 该下行数据包的 IPv4 over IPv6 隧道封装头的源地址为 CGN功能模块所在网络设备的 IPv6地址。 S470、 HA功能模块接收 CGN功能模块发送来的下行数据包， 获取针对该下行数据包中的下行 IPv4数据包的基于移动 IPv6封装的下行数据包， 并发送基于移动 IPv6封装的下行数据包。 HA功能模 块发送的下行数据包的移动 IPv6隧道封装头中携带有指示信息， 该指示信息用于表示该数据包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装的数据包。
HA功能模块获取针对该下行数据包中的下行 IPv4数据包的基于移动 IPv6封装的下行数据包的一 个具体实现的例子为： HA功能模块对接收到的该下行数据包进行解封装处理， 以获得下行 IPv4数据 包， HA功能模块利用接收到的下行数据包的 IPv4 over IPv6隧道封装头中的目的地址 HoA6在其存储 的对应关系中杳找， 以获得该目的地址 HoA6对应的 CoA6。 HA功能模块根据査找获得的 CoA6对下行 IPv4数据包进行 MIPv6隧道封装， 并发送 MIPv6隧道封装后的下行数据包。 该下行数据包的 MIPv6隧 道封装头中的源地址为该移动台的 HA的 IPv6地址， 目的地址为该移动台的 CoA6。 HA功能模块在进 行 MIPv6隧道封装时，将指示信息携带在 MIPv6隧道封装头中， 该指示信息用于表示该下行数据包为 对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装的数据包。 需要说明的是， 该具体实现的例子可以应用在 HA 功能模块和 CGN功能模块位于同一物理实体的情况，也可以应用在 HA功能模块和 CGN功能模块位于 不同物理实体的情况。
HA功能模块获取针对该下行数据包中的下行 IPv4数据包的基于移动 IPv6封装的下行数据包的另 一个具体实现的例子为： 在 HA功能模块与 CGN功能模块位于同一物理实体的情况下， HA功能模块 对接收到的该下行数据包的 IPv4 over IPv6隧道封装头中的目的地址进行修改， 将目的地址由移动台 的 HoA6修改为移动台的 CoA6， 从而获得基于移动 IPv6封装的下行数据包。上述移动台的 CoA6是 HA 功能模块根据接收到的下行数据包的 IPv4 over IPv6隧道封装头的目的地址 HoA6在其存储的对应关 系中査找获得的。 另外， 源地址变换后的下行数据包的 MIPv6隧道封装头中携带有指示信息， 该指 示信息用于表示该下行数据包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装的数据包。该指示信息可以是 下行数据包的 IPv4 over IPv6隧道封装头中用于指示对 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道封装的信 息， 也就是说， 在基于 IPv4 over IPv6隧道封装的源地址变换后的下行数据包成为基于 MIPv6隧道封 装的下行数据包，原 Pv4 over IPv6隧道封装头中用于指示对 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道封装的 信息成为本实施例中的指示信息。 当然， HA功能模块还可以在 MIPv6隧道封装头中增加新的指示信 息， 以表示该下行数据包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6燧道封装的数据包。
HA功能模块获取针对该下行数据包中的下行 IPv4数据包的基于移动 IPv6封装的下行数据包的另 一个具体实现的例子为： 在 HA功能模块与 CGN功能模块位于不同物理实体的情况下， HA功能模块 对接收到的该— F行数据包的 IPv4 over IPv6隧道封装头中的源地址和目的地址进行修改， 将目的地址 由移动台的 HoA6修改为移动台的 CoA6， 将源地址由 CGN功能模块所在网络设备的 IPv6地址修改为 HA的 IPv6地址， 从而获得基于移动 IPv6封装的下行数据包。 上述移动台的 CoA6是 HA功能模块根据 接收到的下行数据包的 IPv4 over IPv6隧道封装头的目的地址 HoA6在其存储的对应关系中查找获得 的。 另外， 源地址和目的地址变换后的下行数据包的 MIPv6隧道封装头中携带有指示信息， 该指示 信息用于表示该下行数据包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装的数据包。该指示信息可以是下 行数据包的 IPv4 over IPv6隧道封装头中用于指示对 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道封装的信息， 也就是说， 在基于 IPv4 over IPv6隧道封装的源地址和目的地址变换后的下行数据包成为基于 MIPv6 隧道封装的下行数据包，原 Pv4 over IPv6隧道封装头中用于指示对 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道 封装的信息成为本实施例中的指示信息。 当然， HA功能模块还可以在 MIPv6隧道封装头中增加新的 指示信息， 以表示该下行数据包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装的数据包。
S480、移动台或者移动台的代理接收 HA功能模块发送来的下行数据包， 在判断出该下行数据包 的 MIPv6隧道封装头中携带有指示信息，即根据该指示信息判断出该下行数据包为对下行 IPv4数据包 直接进行 MIPv6隧道封装的数据包后， 对该下行数据包进行解封装处理， 以获得下行 IPv4数据包。在 Proxy方式下， Proxy还需将下行 IPv4数据包继续下发给 MS。
从上述实施例二的描述可以看出， 本实施例在节点设备 （移动终端或移动终端的代理） 与 HA 功能模块之间传输数据包时， 使用了 MIPv6隧道直接承载 IPv4数据包的方式， 使节点设备与 HA功能 模块之间传输的数据包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装的上下行数据包，不但避免了在节点 设备处为上 A F行数据包进行两次封装 /解封装的操作，而且还避免了在 IPv4数据包上增加两个封装头 的现象， 从而在不需要在移动终端处为其分配可路由的公有 IPv4地址且能够为该移动终端提供 IPv4 服务的情况下， 简化了节点设备的操作， 降低了节点设备结构复杂度， 节约了节点设备与 HA之间的 传输资源。
在下述实施例中， 以在 Worldwide Interoperability for Microwave Access (全球接入微波互操作 性， WiMAX ) 网络中应用 IPv4-v6共存方法为例， 对本发明的技术方案进行说明。 本发明实施例的 IPv4-v6共存方法所适用的 WiMAX网络的一个网络参考模型的具体例子如附图 5所示。
图 5中的 WiMAX网络参考模型包括： MS、 Access Service Network (接入服务网， ASN) 和 Connectivity Service Network (连接服务网， CSN ) 。 其中的 ASN包括： Base Station (基站， BS ) 和 ASN Gateway (接入服务网关， ASN GW) ， CSN包括： Prepaid Server (预付费服务器， PPS ) 和 Authentication, Authorization and Accounting Server (认证授权计费服务器， AAA Server)等逻辑实体。
下面结合图 5所示的 WiMAX网络参考模型对本发明实施例的 IPv4-v6共存方法进行说明。 实施例三、 在 WiMAX网络中应用 IPv4-v6共存方法。
在实施例二中， 利用 MIPv6隧道直接承载 IPv4数据包。 由 HA功能模块对上行数据包进行 MIPv6 解封装、 以及 NAT处理， 并由 HA功能模块向 CN发送上行 IPv4数据包； 由 HA功能模块对下行 IPv4数 据包进行 NAT、 以及 MIPv6封装处理， 并由 HA功能模块通过 MIPv6隧道向 MS或 MS的代理发送下行 数据包。
为使 HA功能模块实现上述处理操作， 本实施例中的 HA功能模块既具有对 IPv4数据包进行 MIPv6封装的功能， 也具有对 MIPv6封装进行解封装以获得 IPv4数据包的功能， 也就是说， HA功能 模块在能够针对 IPv6数据包进行 MIPv6封装 /解封装的同时， 也能够对 IPv4数据包进行 MIPv6封装 /解 封装处理。另夕卜，本实施例中的 HA功能模块具有 IPv4 to IPv4的 NAT功能， HA功能模块能够针对 IPv4 数据包进行可路由的 IPv4地址与不可路由的 IPv4地址 （如 well know IPv4地址） 之间的地址转换。 还 有， 本实施例中的 HA功能模块还具有增强绑定缓存功能， 该增强绑定缓存功能能够绑定 MS的不可 路由的 IPv4地址、 HoA6地址以及经 NAT后的可路由的 IPv4地址之间的映射， 由于 HA功能模块自身 还绑定了 MS的 C0A6和 H0A6之间的映射，因此，可以认为 HA功能模块中存储有 MS的不可路由的 IPv4 地址、 CoA6、 HoA6、 以及经 NAT后的可路由的 IPv4地址之间的对应关系。 HA功能模块中存储的 MS 的 C0A6和 H0A6之间的映射应遵循 MIP协议进行更新。
实施例三的系统模型如附图 6所示，实施例三的 HA功能模块对数据包的处理操作如附图 7所示。 图 6示出了包含有 Client模式和 Proxy模式的系统模型。 在 Client模式下， MS具有增强的 MIPv6 接口能力， 即 MS对 IPv4数据包进行 MIPv6隧道封装， 封装后的上行数据包经由 BS和 ASN GW传输至 HA功能模块。在 Proxy模式下， MS不具有增强的 MIPv6接口能力， Proxy具有增强的 MIPv6接口能力， 即 MS发送的 IPv4数据包经由 BS到达 Proxy, 并在 Proxy处进行 MIPv6隧道封装， 且封装后的上行数据 包经由 ASN GW传输至 HA功能模块。 上述 Proxy可以部署在 ASN内。
在图 7中， HA功能模块中缓存有两个绑定关系， 即 Bindingl和 Binding2。 Bindingl为移动台的
HoA6与 CoA6的绑定（即移动台的 HoA6与 CoA6之间的对应关系） 。 Binding2为移动台的 HoA6、 well know IPv4地址与从 NSP的地址池中选取的可路由的 IPv4地址的绑定 （即移动台的 HoA6、 well know IPv4地址与为移动台分配的可路由的 IPv4地址之间的对应关系）。 HA功能模块与移动台或 Proxy之间 交互的数据包为 MIPv6隧道封装的数据包，该数据包的 MIPv6隧道封装头中的源地址或目的地址为移 动台的 CoA6， 该数据包的内层 IPv4数据包的源地址或目的地址为众所周知的 IPv4地址（即 well know IPv4地址）。 HA功能模块与 CN交互的数据包为具有可路由的 IPv4地址（即 public IPv4地址，公用 IPv4 地址） 的 IPv4数据包。 HA功能模块在接收到数据包至发送数据包的过程中， 需要对 well know IPv4 地址与 public IPv4地址之间进行一次转换。
实施例三的 IPv4-v6共存方法流程如附图 8所示
图 8中， 操作 1、 Client/Proxy发现有 IPv4数据包需要向 HA发送。 在 Client模式下， 上述 IPv4数据 包由 Client产生； 在 Proxy模式下， 上述 IPv4数据包由 MS产生并发送给 Proxy。 该 IPv4数据包的源地址 为 well know的 IPv4地址， 目的地址为 CN的 IPv4地址。
Client/Proxy使用 MIPv6隧道直接承载上述 IPv4数据， 即 Client/Proxy将该 IPv4数据包进行 Μ1Ρν6 隧道封装， MIPv6隧道封装头中的源地址为 MS的 CoA6， 目的地址为 HA的 IPv6地址； Μ1Ρν6隧道封 装头中还包含有指示信息， 该指示信息可以位于最后一个扩展头中， 即该指示信息位于 MIPv6隧道 封装头的最后一个字段中该指示信息可以表示出该数据包为对 IPv4数据包进行 MlPv6隧道封装的数 据包， 即根据该指示信息能够判断出基于 MIPv6隧道封装的上行数据包的内层是 IPv4数据包，而不是 IPv6数据包。 之后， Client/Proxy向 HA发送 MIPv6隧道封装后的上行数据包。
操作 2、 HA接收 Client/Proxy发送来的上行数据包后， HA功能模块执行的操作如下： ① HA功能模块判断上行数据包的 MIPv6隧道封装头中是否携带有指示信息， 在判断出携带有 指示信息后， 确定 MIPv6隧道封装的内层数据包为 IPv4数据包。
② HA功能模块对该上行数据包进行解封装处理， 即剥离该上行数据包的外层 MIPv6隧道封装， 获得内层的上行 IPv4数据包。
③ HA功能模块对上行 IPv4数据包进行 IPv4 to IPv4的 NAT, 即 HA功能模块将上行 IPv4数据包中 的 well know IPv4地址转换为 public (公有） IPv4地址。 HA功能模块进行 NAT的一个具体的例子为： HA功能模块从其存储的 well know IPv4地址与 public IPv4地址之间的对应关系中査找是否有与上行 IPv4数据包的源地址匹配的记录， 如果没有， 则 HA功能模块从 NSP的 IPv4地址池中选取一个 public IPv4地址， 利用该 public IPv4地址替换上行 IPv4数据包中的源地址 well know IPv4地址， 并存储该移 动台的 well know IPv4地址与 public IPv4地址之间的对应关系。 如果査找到与上行 IPv4数据包的源地 址匹配的记录， 则 HA功能模块利用査找到的匹配记录中的 public IPv4地址替换上行 IPv4数据包中的 源地址 well know IPv4地址。
④ HA功能模块在其存储的绑定中査找上述上行数据包的 MIPv6隧道封装头中的源地址（即 MS 的 C0A6) 对应的 HoA6。
⑤ HA功能模块绑定上述 public IPv4地址与査找到的 MS的 HoA6之间的映射关系。
⑥ HA功能模块发送 NAT处理后的上行 IPv4数据包， 该上行 IPv4数据包经过正常的路由到达
CN。 CN接收到的上行 IPv4数据包的源地址为从 NSP的 IPv4地址池中选取的 public IPv4地址， 目的地 址为 CN的 IPv4地址。
需要说明的是， 在上述操作 2中， ①和②的执行顺序可以颠倒， 也可以同时进行； ③中的源地 址替换处理操作和⑤的执行顺序可以颠倒， 也可以同时进行； 另外， ④执行的时间很灵活， 只要发 生在⑤之前即可。
操作 3、 CN向移动台发送下行 IPv4数据包， 该下行 IPv4数据包的源地址为 CN的 IPv4地址， 目的 地址为 MS的 public IPv4地址， CN将其从接收到的上行 IPv4数据包中获得的源地址 public IPv4地址作 为下行 IPv4数据包的目的地址。 由于该下行 IPv4数据包的目的地址来自于 HA， 因此， 该下行 IPv4数 据包被路由到 HA。 HA接收到 CN发送来的下行 IPv4数据包后， HA功能模块执行的操作如下：
① HA功能模块发现接收到的数据包为下行 IPv4数据。
② HA功能模块在其存储的 Binding2中査找该下行 IPv4数据包的目的地址 public IPv4地址对应 HoA6地址， 然后， HA功能模块再根据査找到的 HoA6地址在 Bindingl査找对应的 CoA6地址。
③ HA功能模块对下行 IPv4数据包进行 NAT处理， 将该下行 IPv4数据包的目的地址由原来的 public IPv4地址转换为 MS的 well know IPv4地址。
④ HA功能模块将 NAT处理后的下行 IPv4数据包进行 MIPv6隧道封装， MIPv6隧道封装头中的源 地址为 HA的 IPv6地址， 目的地址为 MS的 CoA6。 MS的 C0A6是 HA功能模块在②中査找到的 C0A6地 址。 另外， HA功能模块还在该下行数据包的 MIPv6隧道封装头中携带了指示信息。
⑤ HA功能模块发送 MIPv6隧道封装后的下行数据包。
需要说明的是， 在上述操作 3中， ②和③的执行顺序可以颠倒， 也可以同时进行。
操作 4、 Client/Proxy接收到 HA功能模块发送的下行数据包后， 根据该下行数据包的移动 IPv6 隧道封装头中携带的指示信息判断出内层为 IPv4数据， Client/Proxy剥除下行数据包的外层 MIPv6隧 道封装头， 获得内层的下行 IPv4数据包。 在 Proxy模式下， Proxy在获得了下行 IPv4数据包后， 还需要 向 MS发送该下行 IPv4数据包。
从上述实施例三中记载的数据包在传输过程中的封装解封装处理可以看出，实施例三涉及到的 数据面协议栈如附图 9所示。 图 9的上半部分为 Client模式下的数据面协议栈， 图 9的下半部分为 Proxy模式下的数据面协议 栈。 对比图 9和图 2可知， 相对于现有的 Client/Proxy协议栈来说， 实施例三简化了 Client/Proxy协议栈 层次的复杂度。
实施例四、 在 WiMAX网络中应用 IPv4-v6共存方法。
在实施例四中， 利用 MIPv6隧道直接承载 IPv4数据包。 由 HA功能模块对上行数据包进行 MIPv6 解封装、 以及 IPv4 over IPv6隧道封装处理， 由 CGN功能模块对上行数据包进行 IPv4 over IPv6隧道解 封装、 以及 NAT处理， 并由 CGN功能模块向 CN发送上行 IPv4数据包； 由 CGN功能模块对下行 IPv4数 据包进行 NAT、 以及 IPv4 over IPv6隧道封装处理， 由 HA功能模块对下行数据包进行 IPv4 over IPv6 隧道解封装、 以及 MIPv6隧道封装处理， 并由 HA功能模块通过 MIPv6隧道向 MS或 MS的代理发送下 行数据包。
为实现实施例四的共存方法， 实施例四中的 HA功能模块既具有对 IPv4数据包直接进行 MIPv6 封装、 以及对 MIPv6封装进行解封装以获得 IPv4数据包的功能， 也具有对 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道封装、 以及对 IPv4 over IPv6隧道封装进行解封装的功能； 也就是说， HA功能模块在能够针 对 IPv6数据包进行 MIPv6封装 /解封装的同时， 也能够针对 IPv4数据包进行 MIPv6封装 /解封装和 IPv4 over IPv6隧道封装 /解封装处理。由此可知，实施例四中的 HA功能模块增强了 IPv4 over IPv6隧道封装 /解封装功能、 以及对 IPv4数据包直接进行 MIPv6封装 /解封装功能。
实施例四的系统模型如附图 10所示， 实施例四的 HA功能模块和 CGN功能模块对数据包的处理 操作如附图 1 1所示。
图 10示出了包含有 Client模式和 Proxy模式的系统模型。 在 Client模式下， MS具有增强的 MIPv6 接口能力， 即 MS对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装， 封装后的上行数据包经由 BS和 ASN GW传 输至 HA功能模块。 在 Proxy模式下， MS不具有增强的 MIPv6接口能力， Proxy具有增强的 MIPv6接口 能力， 即 MS发送的 IPv4数据包经由 BS到达 Proxy， 并在 Proxy处直接对 IPv4数据包进行 MIPv6隧道封 装， 且封装后的上行数据包经由 ASN GW传输至 HA功能模块。 上述 Proxy可以部署在 ASN内。
在图 1 1中， HA功能模块中缓存的绑定关系为移动台的 HoA6与 CoA6的绑定（即移动台的 HoA6 与 CoA6之间的对应关系） 。 CGN功能模块中缓存的绑定关系为移动台的 HoA6与从 NSP的地址池中 选取的可路由的 IPv4地址、以及移动台的 well know IPv4地址之间的绑定（即移动台的 HoA6与为移动 台分配的可路由的 IPv4地址与移动台的 well know IPv4地址之间的对应关系）。 HA功能模块与移动台 或 Proxy之间交互的数据包为 MIPv6隧道封装的数据包， 该数据包的 Μ1Ρν6隧道封装头中的源地址或 目的地址为移动台的 CoA6， 该数据包的内层 IPv4数据包的源地址或目的地址为 well know IPv4地址。
HA功能模块与 CGN功能模块之间交互的数据包为 IPv4 over IPv6隧道封装的数据包，该数据包的 IPv4 over IPv6隧道封装头中的源地址或目的地址为移动台的 HoA6， 该数据包的内层 IPv4数据包的源地址 或目的地址为 well know IPv4地址。 CGN功能模块与 CN交互的数据包为具有 public IPv4地址的 IPv4数 据包， 即 CGN功能模块在接收到数据包至发送数据包的过程中， 需要对 well know IPv4地址与 public IPv4地址之间进行一次转换。
实施例四中的 CGN功能模块可以集成在 HA功能模块中，可以认为 HA功能模块中包含了完整的 CGN功能， 也可以认为在实施例四中， HA功能模块和 CGN功能模块位于同一物理实体， 而该物理实 体对外表现为 HA。 由于其他网络实体并不关心具有 HA功能模块和 CGN功能模块的物理实体的内部 处理操作， 冈此， 对于其它网络实体来说， 实施例四的上下行数据包传输过程与实施例三的上下行 数据包传输过程是完全相同。 在实施例四的下述描述中， HA是指包含有 HA功能模块和 CGN功能模 块、 且对外表现为 HA的网络设备。
实施例四的 IPv4-v6共存方法流程包括下述操作 1至操作 4。
操作 1、 Client/Proxy发现有 IPv4数据包需要发送。 在 Client模式下， 上述 IPv4数据包由 Client产 生；在 Proxy模式下， IPv4数据包由 MS产生并发送给 Proxy。该 IPv4数据包的源地址为 well know的 IPv4 地址， 目的地址为 CN的 IPv4地址。
Client/Proxy使用 MIPv6隧道直接承载上述 IPv4数据， 即 Client/Proxy将该 IPv4数据包进行 MIPv6 隧道封装， MIPv6隧道封装头中的源地址为 MS的 CoA6， 目的地址为 HA的 IPv6地址； MIPv6隧道封 装头中还包含有指示信息， 该指示信息可以位于最后一个扩展头中， 该指示信息可以表示出该数据 包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装的数据包，即根据指示信息能够判断出基于 MIPv6隧道封 装的上行数据包的内层是 IPv4数据包， 而不是 IPv6数据包。 之后， Client/Proxy向 HA发送 MIPv6隧道 封装后的上行数据包。
操作 2、 HA接收 Client/Proxy发送来的上行数据包后， 执行的操作如下-
① HA功能模块判断上行数据包的 MIPv6隧道封装头中是否携带有指示信息， 在判断出携带有 指示信息后， 确定 MIPv6隧道封装的内层数据包为 IPv4数据包。
② HA功能模块对该上行数据包进行解封装处理， 即剥离该上行数据包的外层 MIPv6隧道封装， 获得内层的上行 IPv4数据包。
③ HA功能模块对该 IPv4数据包增加一个 IPv6头， 即对该 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道封 装。 IPv4 over IPv6隧道封装头中的源地址为 MS的 HoA， 目的地址为 HA自身的 IPv6地址。 HA功能模 块向 CGN功能模块发送 IPv4 over IPv6隧道封装后的上行数据包。上述源地址 HoA为 HA功能模块利用 MIPv6隧道封装头中的源地址 CoA6在其存储的对应关系中査找获得的。
④ CGN功能模块接收到 HA功能模块发送来的上行数据包后， 对该上行数据包进行解封装处 理， 即剥离上行数据包的外层 IPv6隧道封装头， 以获得上行 IPv4数据包。 CGN功能模块对上行 IPv4 数据包进行 IPv4 to IPv4的 NAT处理，即 CGN功能模块将上行 IPv4数据包中的源地址 well know IPv4地 址转换为 public IPv4地址。 CGN功能模块存储或更新 MS的 HoA6、 与 NAT后的 public IPv4、 以及 well know IPv4地址之间的映射关系。 CGN功能模块向 CN发送 NAT处理后的上行 IPv4数据包，该上行 IPv4 数据包被路由至 CN。
在实施例四的操作 2中， ①和②的执行顺序可以颠倒， 也可以同时执行。
操作 3、 CN向移动台发送下行 IPv4数据包， 该下行 IPv4数据包的源地址为 CN的 IPv4地址， 目的 地址为 MS的 public IPv4地址， CN将其从接收到的上行 IPv4数据包中获得的源地址 public IPv4地址作 为下行 IPv4数据包的目的地址。 由于该下行 IPv4数据包的目的地址来自于 HA, 因此， 该下行 IPv4数 据包被路由到 HA。 HA接收到 CN发送来的下行 IPv4数据包后， 执行的操作如下： ① CGN功能模块对 CN发送来的 行 IPv4数据包进行 NAT处理， 并对 NAT处理后的下行 IPv4数 据包进行 IPv4 over IPv6隧道封装， 然后， CGN功能模块将封装后下行数据包传输给 HA功能模块。封 装后的下行数据包的源地址为 HA自身的 IPv6地址， 目的地址为 MS的 HoA。 CGN功能模块是利用下 行 IPv4数据包的目的地址 MS的 public IPv4地址在其存储的对应关系中査找获得的 MS的 HoA。
② HA功能模块根据隧道外层 IPv6包头中最后一个扩展头中携带的信息， 发现接收到的下行数 据包的内层为 IPv4数据包；
③ HA功能模块对接收到的下行数据包进行解封装处理， 即剥除该下行数据包的外层隧道封装 头， 以获得内层的下行 IPv4数据包。
④ HA功能模块利用 IPv4 over IPv6隧道封装头中的目的地址 HoA6在其存储的对应关系中査找， 以获得 MS的 CoA6。
⑤ HA功能模块根据获得的 CoA6对下行 IPv4数据包进行 MIPv6隧道封装， MIPv6隧道封装头中 的源地址为 HA的 IPv6地址， 目的地址为 MS的 CoA6地址。 另外， HA功能模块还可以在 MIPv6隧道封 装头中携带指示信息， 该指示信息表示该下行数据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的 数据包。
⑥ HA功能模块发送 MIPv6隧道封装后的下行数据包。
需要说明的是，在实施例四的操作 3中，②、③和④的执行顺序还可以变化为②④③或者④②③， 也可以同时执行。
操作 4、 Client/Proxy接收到 HA发送的下行数据包后， 根据 MIPv6隧道封装头中携带的指示信息 判断出- 行数据包的内层为 IPv4数据， Client/Proxy剥除下行数据包的外层 MIPv6隧道封装头， 获得 内层的下行 IPv4数据包。 在 Proxy模式下， Proxy在获得了下行 IPv4数据包后， 还需要向 MS发送该下 行 IPv4数据包。
实施例五、 WiMAX网络中应用 IPv4-v6共存方法。
在实施例五中， 利用 MIPv6隧道直接承载 IPv4数据包。 由 HA功能模块将基于 MIPv6的上行数据 包变换为基于 IPv4 over IPv6的上行数据包， 由 CGN功能模块对上行数据包进行 IPv4 over IPv6解封装 处理、 以及 NAT处理， 并由 CGN功能模块向 CN发送上行 IPv4数据包； 由 CGN功能模块对下行 IPv4数 据包进行 NAT、以及 IPv4 over IPv6封装处理， 由 HA功能模块将基于 IPv4 over IPv6的下行数据包变换 为基于 MIPv6的下行数据包， 并由 HA功能模块通过 MIPv6隧道向 MS或 MS的代理发送下行数据包。
实施例五的 IPv4-v6共存方法流程如附图 12所示。
图 12中， 操作 1、 Client/Proxy发现有 IPv4数据包需要发送出去。 在 Client模式下， 上述 IPv4数据 包由 Client产生；在 Proxy模式下， IPv4数据包由 MS产生并发送给 Proxy。该 IPv4数据包的源地址为 well know的 IPv4地址， 目的地址为 CN的 IPv4地址。
Client/Proxy使用 MIPv6隧道直接承载上述 IPv4数据， 即 Client/Proxy将该 IPv4数据包进行 MIPv6 隧道封装， MIPv6隧道封装头中的源地址为 MS的 CoA6， 目的地址为 HA的 IPv6地址； MIPv6隧道封 装头中还包含有指示信息， 该指示信息可以位于最后一个扩展头中， 该指示信息可以表示出该数据 包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装的数据包，即根据该指示信息能够判断出基于 MIPv6隧道 封装的上行数据包的内层是 IPv4数据包， 而不是 IPv6数据包。 之后， Client/Proxy向 HA发送 MIPv6隧 道封装后的上行数据包。
操作 2、 HA接收 Client/Proxy发送来的上行数据包后， HA功能模块执行的操作如下-
① HA功能模块判断上行数据包的 MIPv6隧道封装头中是否携带有指示信息， 在判断出携带有 指示信息后， HA功能模块确定 MIPv6隧道封装的内层数据包为 IPv4数据包。
② HA功能模块利用 MIPv6隧道封装头中的源地址 CoA6在其存储的对应关系中查找， 以获得 MS的 HoA6。
③ HA功能模块将 MIPv6隧道封装头中的源地址由 CoA6变为 HoA6， 然后， 将源地址变换后的 上行数据包发送给 CGN功能模块。
需要说明的是， 在实施例五的操作 3中， ①和②的执行顺序可以颠倒也可以同时执行。
操作 3、 CGN功能模块接收 HA功能模块传输来的上行数据包， 对该上行数据包进行解封装处 理， 即剥离该上行数据包的外层 MIPv6隧道封装， 获得内层的上行 IPv4数据包。 CGN功能模块对上 行 IPv4数据包进行 IPv4 to IPv4的 NAT处理， 即 CGN功能模块将上行 IPv4数据包中的源地址 well know IPv4地址转换为 public IPv4地址。 CGN功能模块存储或更新 MS的 HoA6、 与 NAT后的 public IPv4、 以 及 well know IPv4地址之间的映射关系。 CGN功能模块向 CN发送 NAT处理后的上行 IPv4数据包， 该 上行 IPv4数据包被路由至 CN。
操作 4、 CN向移动台发送下行 IPv4数据包， 该下行 IPv4数据包的源地址为 CN的 IPv4地址， 目的 地址为 MS的 public IPv4地址， CN将其从接收到的上行 IPv4数据包中获得的源地址 public IPv4地址作 为下行 IPv4数据包的目的地址。 由于该下行 IPv4数据包的目的地址来自于 HA， 因此， 该下行 IPv4数 据包被路由到 HA。 HA接收到 CN发送来的下行 IPv4数据包后， CGN功能模块执行的操作如下：
HA接收到下行 IPv4数据包后， CGN功能模块对 CN发送来的下行 IPv4数据包进行 NAT处理， 并 对 NAT处理后的下行 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道封装处理， 然后， CGN功能模块将封装后下 行数据包传输给 HA功能模块。 封装后的下行数据包的源地址为 HA自身的 IPv6地址， 目的地址为 MS 的 HoA。 CGN功能模块是利用下行 IPv4数据包的目的地址 MS的 public IPv4地址在其存储的对应关系 中査找获得的 MS的 HoA。 CGN功能模块可以采用现有的方法进行 IPv4 over IPv6隧道封装处理， IPv4 over IPv6隧道封装头中携带的信息可以表示出该封装的内层为 IPv4数据包。
操作 5、 HA功能模块接收到 CGN功能模块发送来的下行 IPv4数据包后， 执行的操作如下： ① HA功能模块根据接收到的下行数据包的 IPv4 over IPv6隧道封装头中携带的信息判断出该 IPv6数据包中封装有 IPv4数据包。
② HA功能模块利用 IPv4 over IPv6隧道封装头中的目的地址 HoA6在其存储的对应关系中査找， 以获得 MS的 CoA6。
③ HA功能模块将 IPv4 over IPv6隧道封装头中的目的地址由 HoA6变为 CoA6， 以获得针对下行 IPv4数据包的基于 MIPv6封装的下行数据包， HA功能模块还会在该下行数据包的 MlPv6隧道封装头 中携带上之前 CGN功能模块添加的用于指示 IPv4 over IPv6隧道封装内层为 IPv4数据包的信息， 目的 地址转换之后， 该信息表明该下行数据包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装的数据包。 然后， HA功能模块发送目的地址变换后的下行数据包。
需要说明的是， 在实施例五的操作 5中， ①和②的执行顺序可以颠倒也可以同时执行。
操作 6、 Client/Proxy接收到 HA发送的下行数据包后， 根据下行数据包的 MIPv6隧道封装头中携 带的指示信息判断出该下行数据包的内层为 IPv4数据， 则 Client/Proxy剥除下行数据包的外层 MIPv6 隧道封装头， 获得内层的下行 IPv4数据包。 在 Proxy模式下， Proxy在获得了下行 IPv4数据包后， 还需 要向 MS发送该-卜'行 IPv4数据包。
在上述实施例五的描述中， HA功能模块和 CGN功能模块均位于同一物理实体中， 且该物理实 体对外表现为 HA。 如果实施例五中的 HA功能模块和 CGN功能模块位于不同的物理实体中， 则实现 IPv4-v6共存的过程与上述实施例五中记载的内容基本相同，只是在 HA功能模块的地址变换操作上有 区别， 该区别为： 上述实施例五中的 HA功能模块只对接收到的上行数据包的外层隧道封装头中的源 地址、 以及下行数据包的外层隧道封装头中的目的地址进行修改，而在 HA功能模块和 CGN功能模块 位于不同的物理实体的情况下， HA功能模块需要对接收到的上行数据包和下行数据包的外层隧道封 装头中的目的地址和源地址均进行修改。 具体的说， 针对上行数据包， HA功能模块将该上行数据包 的 MIPv6隧道封装头中的目的地址和源地址均进行地址变换， 将源地址由 MS的 CoA6变换为 MS的 HoA6， 将目的地址由 HA的 IPv6地址变换为 CGN功能模块所在网络设备的 IPv6地址； 针对下行数据 包， HA功能模块将该下行数据包的 IPv4 over IPv6隧道封装头中的目的地址和源地址均进行地址变 换， 将源地址由 CGN功能模块所在网络设备的 IPv6地址变换为 HA的 IPv6地址， 将目的地址由 MS的 HoA6变换为 MS的 CoA6。
HA功能模块和 CGN功能模块位于不同的物理实体情况下的 IPv4-v6共存方法在此不再详细说 明。
实施例六、 在 WiMAX网络中应用 IPv4-v6共存方法。
在实施例六中， 利用 MIPv6隧道直接承载 IPv4数据包。 HA功能模块和 CGN功能模块位于不同 物理实体上， 对外表示为两个独立的网络设备， 这两个网络设备具有不同的 IPv6地址， 上述两个网 络设备对外可以表现为 HA和 CGN。 由 HA对上行数据包进行 MIPv6解封装、 以及 IPv4 over IPv6隧道 封装处理， 由 CGN对上行数据包进行 IPv4 over IPv6隧道解封装、 以及 NAT处理， 并由 CGN向 CN发 送上行 IPv4数据包； 由 CGN对下行 IPv4数据包进行 NAT、 以及 IPv4 over IPv6隧道封装处理， 由 HA对 下行数据包进行 IPv4 over IPv6隧道解封装、 以及 MIPv6隧道封装处理， 并由 HA通过 MIPv6隧道向 MS 或 MS的代理发送下行数据包。
为实现实施例六的共存方法， 实施例六中的 HA既具有对 IPv4数据包进行 MIPv6封装、 以及对 MlPv6封装进行解封装以获得 IPv4数据包的功能， 也具有对 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道封装、 以及对 IPv4 over IPv6隧道封装进行解封装的功能； 也就是说， HA在能够针对 IPv6数据包进行 MIPv6 封装 /解封装的同时，也能够针对 IPv4数据包进行 MIPv6封装 /解封装和 IPv4 over IPv6隧道封装 /解封装 处理。 由此可知， 实施例六中的 HA增强了 IPv4 over IPv6隧道封装 /解封装功能。
实施例六的 IPv4-v6共存方法流程如附图 13所示。
操作 1、 Client/Proxy发现有 IPv4数据包需要向 HA发送。在 Client模式-卜'，上述 IPv4数据包由 Client 产生； 在 Proxy模式下， IPv4数据包由 MS产生并发送给 Proxy。 该 IPv4数据包的源地址为 well know的 IPv4地址， 目的地址为 CN的 IPv4地址。
Client/Proxy使用 MIPv6隧道直接承载上述 IPv4数据， 即 Client/Proxy将该 IPv4数据包进行 MIPv6 隧道封装， MIPv6隧道封装头中的源地址为 MS的 CoA6， 目的地址为 HA的 IPv6地址； MIPv6隧道封 装头中还包含有指示信息， 该指示信息可以位于最后一个扩展头中， 该指示信息可以表示出该上行 数据包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装的数据包， 即根据该指示信息能够判断出基于 MIPv6 隧道封装的上行数据包的内层是 IPv4数据包，而不是 IPv6数据包。之后， Client/Proxy向 HA发送 MIPv6 隧道封装后的上行数据包。
操作 2、 HA接收 Client/Proxy发送来的上行数据包后， 执行的操作 （也就 HA功能模块执行的操 作） 如下：
① HA判断上行数据包的 MIPv6隧道封装头中是否携带有指示信息， 在判断出携带有指示信息 后， 确定 MIPv6隧道封装的内层数据包为 IPv4数据包。
② HA对该上行数据包进行解封装处理， 即剥离该上行数据包的外层 MIPv6隧道封装， 获得内 层的上行 IPv4数据包。
③ HA对该 IPv4数据包增加一个 IPv6头， 即对该 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道封装。 IPv4 over IPv6隧道封装头中的源地址为 MS的 HoA, 目的地址为 CGN的 IPv6地址。 HA向 CGN发送 IPv4 over IPv6隧道封装后的上行数据包。上述源地址 HoA为 HA利用 MIPv6隧道封装头中的源地址 CoA6在其存 储的对应关系中査找获得的。
在实施例六的操作 2中， ①和②的执行顺序可以颠倒， 也可以同时执行。
操作 3、 CGN接收到 HA发送来的上行数据包后， 对该上行数据包进行解封装处理， 即剥离上 行数据包的外层 IPv6隧道封装头， 以获得上行 IPv4数据包。 CGN对 IPv4 数据包进行 IPv4 to IPv4的 NAT处理， 即 CGN将上行 IPv4数据包中的源地址 well know IPv4地址转换为 public IPv4地址。 CGN存 储或更新 MS的 HoA6、 与 NAT后的 public IPv4、 以及 well know IPv4地址之间的映射关系。 CGN向 CN 发送 NAT处理后的上行 IPv4数据包， 该上行 IPv4数据包被路由至 CN。
操作 4、 CN向移动台发送下行 IPv4数据包， 该下行 IPv4数据包的源地址为 CN的 IPv4地址， 目的 地址为 MS的 public IPv4地址， CN将其从接收到的上行 IPv4数据包中获得的源地址 public IPv4地址作 为下行 IPv4数据包的目的地址。 由于该下行 IPv4数据包的目的地址来自于 CGN， 因此， 该下行 IPv4 数据包被路由到 CGN。 CGN接收到 CN发送来的下行 IPv4数据包后， 执行的操作为： CGN对 CN发送 来的下行 IPv4数据包进行 NAT处理，并对 NAT处理后的下行 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道封装， 封装后的 IPv4 over IPv6隧道头中的源地址为 CGN的 IPv6地址， 目的地址为 MS的 HoA6， MS的 HoA6 是 CGN利用下行 IPv4数据包的目的地址 MS的 public IPv4地址在其存储的对应关系中査找获得的。 然 后， CGN将封装后下行数据包发送出去， H为数据包目的地址为 HoA6， 因此该数据包会被传输给 HA。
操作 5、 HA接收到 CGN传输来的下行数据包后， 执行的操作 （即 HA功能模块执行的操作） 如 下： ① HA根据 IPv4 over IPv6隧道头中携带的信息可以确定出该下行数据包的内层为 IPv4数据包；
② HA对接收到的下行数据包进行解封装处理， 即剥除该下行数据包的外层隧道封装头， 以获 得内层的下行 IPv4数据包。
③ HA利用 IPv4 over IPv6隧道封装头中的目的地址 H0A6在其存储的对应关系中査找， 以获得 MS的 CoA6。
④ HA根据获得的 CoA6对下行 IPv4数据包进行 MIPv6隧道封装， MIPv6隧道封装头中的源地址 为 HA的 IPv6地址， 目的地址为 MS的 CoA6地址。 另外， MIPv6隧道封装头中还携带有指示信息， 该 指示信息表示该下行数据包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装的数据包。
⑤ HA发送 MIPv6隧道封装后的下行数据包。
需要说明的是，在实施例六的操作 5中，①、②和③的执行顺序还可以变化为①③②或者③①②， 也可以同时执行。
操作 6、 Client/Proxy接收到 HA发送的下行数据包后， 根据下行数据包的 MIPv6隧道封装头中携 带的指示信息可以判断出该—卜行数据包的内层为 IPv4数据， 则 Client/Proxy剥除下行数据包的外层 MlPv6隧道封装头，获得内层的下行 IPv4数据包。在 Proxy模式下， Proxy在获得了下行 IPv4数据包后， 还需要将该下行 IPv4数据包发送给 MS。
实施例七、 网络设备。 该网络设备应用于 IPv4-v6共存的网络环境下， 该网络设备对外可以表 现为 HA。 该网络设备的结构如附图 14所示。
图 14中的网络设备包括： 第一接收模块 1400、 第一判断模块 1410、 第一共存处理模块 1420和第 一发送模块 1430。
第一接收模块 1410接收移动终端或移动终端的代理发送来的基于移动 IPv6隧道封装的上行数据 包、 以及移动终端的通信对端发送来的下行 IPv4数据包。
上述上行数据包中的 IPv4数据包的源地址为不可路由的 IPv4地址， 目的地址为通信对端的可路 由的公有 IPv4地址。 上述不可路由的 IPv4地址可以为一个众所周知的 IPv4地址。 上述上行数据包的
MIPv6隧道封装头中的源地址为该移动台的 CoA6， 目的地址为该移动台的 HA的 IPv6地址。 而且， 该 上行数据包的 MIPv6隧道封装头中携带有指示信息，该指示信息用于表示该上行数据包为对 IPv4数据 包直接进行 MIPv6隧道封装的数据包，即网络设备利用该指示信息能够判断出基于 MIPv6隧道封装的 上行数据包的内层是 IPv4数据包， 而不是 IPv6数据包。
上述下行 IPv4数据包的源地址为移动台的通信对端的 IPv4地址， 目的地址为上述移动台的可路 由的公有 IPv4地址。
第一判断模块 1410对第一接收模块 1400接收到的上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中是否携带 有上述指示信息进行判断。
在第一判断模块 1410判断出该上行数据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据 包后， 第一共存处理模块 1420对该上行数据包进行解封装后获得的上行 IPv4数据包进行网络地址 转换处理， 并由第一发送模块 1430向移动终端的通信对端发送网络地址转换处理后的上行 IPv4数 据包。 在所述移动终端的下行， 第一共存处理模块 1420对第一接收模块接收到的下行 IPv4数据包进 行网络地址转换处理， 然后， 将网络地址转换处理后的下行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封 装， 获得下行数据包， 由第一发送模块 1430向移动终端发送该下行数据包。 该下行数据包被移动终 端接收， 或者被移动终端的代理接收。
上述第一共存处理模块 1420的结构如附图 15所示。
图 15中的第一共存处理模块 1420包括： 移动 IPv6解封装模块 1421、 网络地址转换模块 1422和移 动 IPv6封装模块 1423。
移动 IPv6解封装模块 1421对第一接收模块 1400接收到的上行数据包进行解封装处理， 从中获取 上行 IPv4数据包。 本实施例不限制移动 IPv6解封装模块 1421执行的解封装处理操作与第一判断模块 1410执行判断操作的先后顺序。
在移动终端的上行， 网络地址转换模块 1422在第一判断模块 1410根据上行数据包中是否携带有 指示信息判断出该上行数据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据包后，将该上行 IPv4 数据包源地址信息中的不可路由的 IPv4地址更新为可路由的公有 IPv4地址， 并存储不可路由的 IPv4 地址与可路由的公有 IPv4地址之间的对应关系。 上述可路由的公有 IPv4地址可以是网络地址转换模 块 1422从 HA所在的网络中的公有 IPv4地址池中选取的 IPv4地址。
由于 HA中原本存储有移动终端的 HoA6与 CoA6之间的对应关系， 因此， 在网络地址转换模块 1422存储了不可路由的 IPv4地址与可路由的公有 IPv4地址之间的对应关系后， 实际上， HA中存储有 移动终端的 HoA6、 CoA6、可路由的公有 IPv4地址以及众所周知不可路由的 IPv4地址之间的对应关系。
在移动终端的下行， 网络地址转换模块 1422利用下行 IPv4数据包中的目的地址在其存储的对应 关系中杳找对应的不可路由的 IPv4地址。 网络地址转换模块 1422将下行 IPv4数据包的目的地址变换 为査找到的不可路由的众所周知 IPv4地址。
移动 IPv6封装模块 1423利用―卜'行 IPv4数据包中的目的地址在其存储的对应关系中査找到的 CoA6 将网络地址转换模块处理后的下行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装， 获得下行数据包。 该下 行数据包的移动 IPv6隧道封装头中的目的地址为查找到的 CoA6,源地址为 HA的 IPv6地址。该下行数 据包的移动 IPv6隧道封装头中包含有上述指示信息。
实施例八、 网络设备。 该网络设备应用于 IPv4-v6共存的网络环境下， 该网络设备对外可以表 现为 HA。 该网络设备的结构如附图 16所示。
图 16中的网络设备包括： 第二接收模块 1600、 第二判断模块 1610、 第二共存处理模块 1620和第 二发送模块 1630。 图 16所示的模块可以设置在网络设备的 HA功能模块中。
第二接收模块 1600接收移动终端或移动终端的代理发送来的基于移动 IPv6隧道封装的上行数据 包、 以及 CGN功能模块发送来的下行数据包。 该上行数据包中的 IPv4数据包的源地址为不可路由的 IPv4地址， 目的地址为通信对端的可路由的 IPv4地址。该上行数据包的 MIPv6隧道封装头中的源地址 为移动终端的 CoA6， 目的地址为该移动终端的 HA的 IPv6地址。 而且， 该上行数据包的 MIPv6隧道 封装头中携带有指示信息，该指示信息用于表示该数据包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装的 数据包， 即根据该指示信息能够判断出基于 MIPv6隧道封装的上行数据包的内层是 IPv4数据包，而不 是 IPv6数据包。
上述下行数据包为 CGN功能模块对移动终端的通信对端发送来的下行 IPv4数据包进行网络地址 转换及 IPv4 over IPv6隧道封装处理后的下行数据包。 CGN功能模块接收到的下行 IPv4数据包的源地 址为移动台的通信对端的 IPv4地址， 目的地址为通信对端从上行数据包的源地址中得到的上述移动 台的可路由的 IPv4地址。 CGN功能模块向 HA功能模块发送 IPv4 over IPv6隧道封装后的下行数据包。
第二判断模块 1610判断上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中是否携带有上述指示信息。
在移动终端的上行， 在第二判断模块 1610的判断结果为上行数据包为对 IPv4数据包直接进行移 动 IPv6隧道封装的数据包后， 第二共存处理模块 1620获取针对上行数据包中的上行 IPv4数据包的基 于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包。 第二共存处理模块 1620可以采用解封装再封装的方式或者 修改源地址和 /或目的地址的方式来获取上行数据包， 具体实现过程如上述实施例二中的描述， 在此 不再重复说明。
在移动终端的下行， 在第二判断模块 1610判断出下行数据包为对 IPv4数据包直接进行 IPv4 over IPv6隧道封装的数据包后，第二共存处理模块 1620获取针对下行 IPv4数据包的基于移动 IPv6隧道封装 的下行数据包。 该下行数据包的移动 IPv6隧道封装头中携带有指示信息， 该指示信息用于表示该数 据包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装的数据包。第二共存处理模块 1620可以采用解封装再封 装的方式或者修改源地址和 /或目的地址的方式来获取下行数据包， 具体实现过程如上述实施例二中 的描述， 在此不再重复说明。
第二发送模块 1630向 CGN功能模块发送基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包，并向移动 终端发送基于移动 IPv6隧道封装的下行数据包。
上述第二共存处理模块 1620的一种结构如附图 17A所示。
在图 17A中， 第二共存处理模块包括： 移动 IPv6解封装模块 1700、 IPv4 over IPv6隧道封装模 块 1710、 IPv4 over IPv6隧道解封装模块 1720和移动 IPv6封装模块 1730。
移动 IPv6解封装模块 1700对第二接收模块 1600接收到的上行数据包进行解封装处理， 以获得 上行 IPv4数据包。 本实施例不限制移动 IPv6解封装模块的解封装处理操作与第二判断模块 1610的 判断操作的先后顺序。
IPv4 over IPv6隧道封装模块 1710对移动 IPv6解封装模块 1700获得的上行 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道封装； IPv4 over IPv6隧道封装后的上行数据包由第二发送模块 1630向 CGN功能模块 发送。 上述 IPv4 over IPv6隧道封装后的上行数据包的源地址为移动终端的 HoA6。 在 HA功能模块 与 CGN功能模块位于同一物理实体中时， 上述上行数据包的 IPv4 over IPv6隧道封装头的目的地址 为 HA的 IPv6地址， 也就是 CGN的 IPv6地址； 在 HA功能模块与 CGN功能模块位于不同的物理 实体中时， 上述上行数据包的 IPv4 over IPv6隧道封装头的目的地址为 CGN功能模块所在网络设备 的 IPv6地址。
在第二判断模块 1610判断出第二接收模块 1600接收到的下行数据包为对下行 IPv4数据包直接 进行 IPv4 over IPv6隧道封装的数据包后， IPv4 over IPv6隧道解封装模块 1720对第二接收模块 1600 接收到的下行数据包进行解封装， 获得下行 IPv4数据包。 移动 IPv6封装模块 1730对 IPv4 over IPv6隧道解封装模块 1720获得的下行 IPv4数据包进行移动 IPv6封装。 移动 IPv6封装模块 1730利用 IPv4 over IPv6隧道封装头中的目的地址 HoA6在 HA存储的对 应关系中査找， 以获得移动终端的 CoA6。移动 IPv6封装模块 1730根据获得的 CoA6对下行 IPv4数据包 进行 MIPv6隧道封装， MIPv6隧道封装头中的源地址为 HA的 IPv6地址， 目的地址为 MS的 CoA6地址。 另外，移动 IPv6封装模块 1730还可以在 MIPv6隧道封装头中携带指示信息，该指示信息表示该下行数 据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据包。
移动 IPv6封装模块 1730封装后的下行数据包由第二发送模块 1630向移动终端发送， 该下行数 据包可以直接被移动终端接收， 也可以被移动终端的代理接收。
上述第二共存处理模块 1620的另一种结构如附图 17B所示。
在图 17B中， 第二共存处理模块包括： 第一地址变换模块 1740和第二地址变换模块 1750。
在 HA功能模块与 CGN功能模块位于同一物理实体的情况下， 第一地址变换模块 1740根据 HA功 能模块中存储的移动台的 HoA6与 CoA6的对应关系获得对上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中的源 地址 CoA6对应的 HoA6， 第一地址变换模块 1740将第二接收模块 1600接收到的上行数据包的移动 IPv6隧道封装的源地址变换为移动终端的 IPv6家乡地址。 此时， 上行数据包成为 IPv4 over IPv6隧道 封装后的上行数据包； 源地址变换后的上行数据包由第二发送模块 1630向 CGN功能模块发送。
在 HA功能模块与 CGN功能模块位于同一物理实体的情况下，第二地址变换模块 1750将第二接收 模块 1600接收到的下行数据包的 Pv4 over IPv6隧道封装的目的地址变化为移动终端的 CoA6。 上述移 动台的 CoA6是第二地址变换模块 1750根据第二接收模块 1600接收到的下行数据包的 IPv4 over IPv6 隧道封装头的目的地址 HoA6在 HA功能模块存储的对应关系中查找获得的。 另外， 变换后的下行数 据包中携带有指示信息，该指示信息用于表示该下行数据包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装 的数据包。
上述第二共存处理模块 1620的另一种结构如附图 17C所示。
在图 17C中， 第二共存处理模块包括： 第三地址变换模块 1760和第四地址变换模块 1770。
在 HA功能模块与 CGN功能模块位于不同物理实体的情况下， 第三地址变换模块 1760利用 HA功 能模块存储的移动终端的 HoA6与 CoA6的对应关系获得第二接收模块 1600接收到的上行数据包的移 动 IPv6隧道封装头中的源地址 CoA6对应的 HoA6， 将第二接收模块 1600接收到的上行数据包的移动 IPv6隧道封装的源地址变换为移动终端的 IPv6家乡地址， 将目的地址变换为 CGN功能模块所在网络 设备的 IPv6地址。 此时， 上行数据包成为 IPv4 over IPv6隧道封装后的上行数据包， 地址变换后的上 行数据包由第二发送模块发送给 CGN功能模块。
第四地址变换模块 1770将第二接收模块 1600接收到的下行数据包的 IPv4 over IPv6隧道封装的源 地址和目的地址进行修改， 将目的地址由移动台的 HoA6修改为移动台的 CoA6， 将源地址由 CGN功 能模块所在网络设备的 IPv6地址修改为 HA的 IPv6地址， 从而获得基于移动 IPv6封装的下行数据包。 上述移动台的 CoA6是第四地址变换模块 1770根据下行数据包的 IPv4 over IPv6隧道封装头的目的地 址 HoA6在 HA功能模块储的对应关系中查找获得的。另外，地址变换后的下行数据包的 MIPv6隧道封 装头中携带有指示信息，该指示信息用于表示该下行数据包为对 IPv4数据包直接进行 MIPv6隧道封装 的数据包。
实施例九、 一种节点设备， 为移动终端或移动终端的代理。 该节点设备的结构如附图 18所示。 图 18中的节点设备包括： 上行封装模块 1800、 第三发送模块 1810、 第三接收模块 1820和下行解 封装模块 1830。
上行封装模块 1800将需要发送的上行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装，在移动 IPv6隧道封 装头中携带指示信息； 该指示信息用于指示该上行数据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封 装的数据包。 上述上行 IPv4数据包的源地址为不可路由的 IPv4地址， 目的地址为通信对端的可路由 的 IPv4地址。 该上行数据包的移动 IPv6隧道封装头的源地址为移动终端的 CoA6, 目的地址为移动终 端的 HA的 IPv6地址。
第三发送模块 1810向网络侧 （如 HA) 发送移动 IPv6隧道封装后的上行数据包。
第三接收模块 1820接收网络侧传输来的下行数据包。
下行解封装模块 1830判断第三接收模块 1820接收到的下行数据包的移动 IPv6隧道封装头中是 否携带有所述指示信息， 并对该下行数据包进行解封装处理， 在判断出携带有所述指示信息后， 确 定解封装处理后获得的数据包为下行 IPv4数据包。 该下行数据包的移动 IPv6隧道封装头的目的地址 为移动终端的 CoA6， 源地址为移动终端的 HA的 IPv6地址。 需要说明的是， 下行解封装模块 1830可 以先进行判断操作再进行解封装操作， 下行解封装模块 1830也可以先进行解封装操作再进行判断操 作， 亦或是下行解封装模块 1830同时进行判断操作和解封装操作。
如果该节点设备为移动终端的代理，则第三发送模块 1810还需要向移动终端发送下行 IPv4数据 包。
实施例十、 IPv4-v6共存系统。 该系统的结构如附图 19所示。
图 19中的系统包括： 移动终端的代理 1900和家乡代理 1910。 移动终端的代理 1900位于移动终端 的接入网侧。 需要说明的是， 图 19中虽然只示出了一个移动终端的代理 1900和一个家乡代理 1910， 但是， 在实际应用中， 移动终端的代理 1900和家乡代理 1910的数量可以为多个。
在移动终端的上行， 移动终端的代理 1900将移动终端发送来的上行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装，在移动 IPv6隧道封装头中携带指示信息，该指示信息用于指示该上行数据包为对 IPv4 数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据包。 移动终端的代理 1900发送移动 IPv6隧道封装后的上行 数据包。上述上行 IPv4数据包的源地址为不可路由的 IPv4地址， 目的地址为通信对端的可路由的 IPv4 地址。该上行数据包的移动 IPv6隧道封装头的源地址为移动终端的 CoA6， 目的地址为移动终端的 HA 的 IPv6地址。
在移动终端的下行， 移动终端的代理 1900判断接收到的移动终端的下行数据包， 在判断出该下 行数据包的移动 IPv6隧道封装头中携带有上述指示信息后， 对该下行数据包进行解封装处理， 获取 下行 IPv4数据包， 并发送给所述移动终端； 上述下行数据包的移动 IPv6隧道封装头的目的地址为移 动终端的 CoA6，源地址为移动终端的 HA的 IPv6地址。上述下行 IPv4数据包的目的地址为不可路由的 IPv4地址， 源地址为通信对端的可路由的 IPv4地址。
在移动终端的上行， 家乡代理 1910判断接收到的上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中是否携带 有指示信息， 在判断出携带有指示信息， 则确定该数据包为对上行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧 道封装的数据包， 之后， 家乡代理 1910对上行数据包进行解封装后获得的上行 IPv4数据包进行网络 地址转换处理， 并向移动终端的通信对端发送网络地址转换处理后的上行 IPv4数据包。 具体的网络 地址转换处理过程等如上述实施例中的描述。
在移动终端的下行， 家乡代理 1910对通信对端发送来的下行 IPv4数据包进行网络地址转换处理， 家乡代理 1910将网络地址转换处理后的下行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装， 家乡代理 1910 在针对下行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的移动 IPv6隧道封装头中携带指示信息，家乡代理 1910向移动终端的代理发送所述移动 IPv6隧道封装后的下行数据包。 家乡代理 1910对接收到的下行 IPv4数据包的具体的处理过程如上述实施例中的描述。
施例十中的家乡代理功能模块 1910和移动终端的代理 1900的具体结构如上述各实施例中的描 述。
实施例十一、 1PV4-V6共存系统。 该系统的结构如附图 20所示。
图 20中的系统包括： 移动终端的代理 2000、 家乡代理功能模块 2010和 CGN功能模块 2020。 需要 说明的是， 图 20中虽然只示出了一个移动终端的代理 2000、 一个家乡代理功能模块 2010和一个 CGN 功能模块 2020, 但是， 在实际应用中， 移动终端的代理 2000、 家乡代理功能模块 2010和 CGN功能模 块 2020的数量可以为多个。
在移动终端的上行， 移动终端的代理 2000将移动终端发送来的上行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装，在移动 IPv6隧道封装头中携带指示信息，该指示信息用于指示该上行数据包为对 IPv4 数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据包。 移动终端的代理 2000发送移动 IPv6隧道封装后的上行 数据包。上述上行 IPv4数据包的源地址为不可路由的 IPv4地址， 目的地址为通信对端的可路由的 IPv4 地址。该上行数据包的移动 IPv6隧道封装头的源地址为移动终端的 CoA6， 目的地址为移动终端的 HA 的 IPv6地址。
在移动终端的下行， 移动终端的代理 2000判断接收到的移动终端的下行数据包， 在判断出该下 行数据包的移动 IPv6隧道封装头中携带有上述指示信息后， 对该下行数据包进行解封装处理， 获取 下行 IPv4数据包， 并发送给所述移动终端； 上述下行数据包的移动 IPv6隧道封装头的目的地址为移 动终端的 CoA6，源地址为移动终端的 HA的 IPv6地址。上述下行 IPv4数据包的目的地址为不可路由的 IPv4地址， 源地址为通信对端的可路由的 IPv4地址。
在移动终端的上行， 家乡代理功能模块 2010接收移动终端的上行数据包。
家乡代理功能模块 2010判断所述上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中是否携带有指示信息， 在 判断出携带有上述指示信息， 则家乡代理功能模块 2010判断出该上行数据包为对 IPv4数据包直接进 行移动 IPv6隧道封装的数据包。 家乡代理功能模块 2010获取针对所述上行数据包中的上行 IPv4数据 包的基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包， 家乡代理功能模块 2010向 CGN功能模块 2020发送基 于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包。 家乡代理功能模块 2010获取针对上行数据包中的上行 IPv4 数据包的基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包的方式有多种， 具体如上述实施例中的描述。
在移动终端的下行， 家乡代理功能模块 2010判断接收到的下行数据包的移动 IPv6隧道封装头 中是否携带有指示信息， 在判断出携带有上诉指示信息后， 确定出接收到的下行数据包为对 IPv4数 据包直接进行 IPv4 over IPv6隧道封装的数据包。家乡代理功能模块 2010获取针对下行 IPv4数据包 的基于移动 IPv6隧道封装的下行数据包， 家乡代理功能模块 2010向移动终端的代理 2000发送基于 移动 IPv6隧道封装的下行数据包。家乡代理功能模块 2010获取针对下行 IPv4数据包的基于移动 IPv6 隧道封装的下行数据包的具体实现方式有多种， 具体如上述实施例中的描述。
在移动终端的下行， CGN功能模块 2020接收移动终端的通信对端发送来的下行 IPv4数据包，并 对该下行 IPv4数据包进行网络地址转换及 IPv4 over IPv6隧道封装处理， 并向家乡代理功能模块 2010 发送 IPv4 over IPv6隧道封装处理后的下行数据包。 下行 IPv4数据包的目的地址和源地址、 网络地址 转换过程、 以及 IPv4 over IPv6隧道封装处理如上述实施例的描述。
在移动终端的上行， CGN功能模块 2020接收家乡代理功能模块 2010发送来的基于 IPv4 over
IPv6隧道封装的上行数据包，并对该上行数据包进行 IPv4 over IPv6隧道解封装处理及网络地址转换， 之后， CGN功能模块 2020向通信对端发送网络地址转换后的上行 IPv4数据包。 上行 IPv4数据包的目 的地址和源地址、 网络地址转换过程、 以及 IPv4 over IPv6隧道解封装处理如上述实施例的描述。
实施例 ^—中的 CGN功能模块 2020和家乡代理功能模块 2010可以位于同一网络设备中， 也可 以位于不同网络设备中。 另外， 实施例十一中的移动终端的代理 2000、 家乡代理 2010和 CGN功能模 块 2020的具体结构如上述各实施例中的描述。
实施例十二、 IPv4-v6共存系统。 该系统的结构如附图 21所示。
图 21中的系统包括： 第一网络设备 2100和第二网络设备 2110。 第一网络设备 2100中设置有家乡 代理功能模块， 第一网络设备 2100可以对外表现为 HA。 第二网络设备 2110中设置有 CGN功能模块， 第二网络设备 2110可以对外表现为 CGN。需要说明的是，图 21中虽然只示出了一个第一网络设备 2100 和一个第二网络设备 21 10， 但是， 在实际应用中， 第一网络设备 2100和第二网络设备 21 10的数量可 以为多个。
在移动终端的上行， 第一网络设备 2100接收移动终端的上行数据包。
第一网络设备 2100判断所述上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中是否携带有指示信息， 在判断 出携带有上述指示信息， 则第一网络设备 2100判断出该上行数据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据包。第一网络设备 2100获取针对所述上行数据包中的上行 IPv4数据包的基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包， 第一网络设备 2100向第二网络设备 21 10发送基于 IPv4 over IPv6隧 道封装的上行数据包。 第一网络设备 2100获取针对上行数据包中的上行 IPv4数据包的基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包的方式有多种， 具体如上述实施例中的描述。
在移动终端的下行， 第一网络设备 2100判断接收到的下行数据包的移动 IPv6隧道封装头中是 否携带有指示信息， 在判断出携带有上诉指示信息后， 确定出接收到的下行数据包为对 IPv4数据包 直接进行 IPv4 over IPv6隧道封装的数据包。第一网络设备 2100获取针对下行 IPv4数据包的基于移 动 IPv6隧道封装的下行数据包， 第一网络设备 2100向移动终端发送基于移动 IPv6隧道封装的下行 数据包。 第一网络设备 2100获取针对下行 IPv4数据包的基于移动 IPv6隧道封装的下行数据包的具 体实现方式有多种， 具体如上述实施例中的描述。 在移动终端的下行， 第二网络设备 21 10接收移动终端的通信对端发送来的下行 IPv4数据包， 并 对该下行 IPv4数据包进行网络地址转换及 IPv4 over IPv6隧道封装处理， 并向第一网络设备 2100发送 IPv4 over IPv6隧道封装处理后的下行数据包。 下行 IPv4数据包的目的地址和源地址、 网络地址转换 过程、 以及 IPv4 over IPv6隧道封装处理如上述实施例的描述。
在移动终端的上行， 第二网络设备 2110接收第一网络设备 2100发送来的基于 IPv4 over IPv6隧 道封装的上行数据包， 并对该上行数据包进行 IPv4 over IPv6隧道解封装处理及网络地址转换，之后， 第二网络设备 21 10向通信对端发送网络地址转换后的上行 IPv4数据包。 上行 IPv4数据包的目的地址 和源地址、 网络地址转换过程、 以及 IPv4 over IPv6隧道解封装处理如上述实施例的描述。
实施例十二中的第一网络设备 2100和第二网络设备 2110的具体结构如上述各实施例中的描述。 通过以上的实施方式的描述，本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 硬件平台的方式来实现， 当然也可以全部通过硬件来实施， 但很多情况下前者是更佳的实施方式。 基于这样的理解， 本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体 现出来， 该计算机软件产品可以存储在存储介质中， 如 ROM/RAM、 磁碟、 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 或者实施例的某些部分所述的方法。
虽然通过实施例描绘了本发明， 本领域普通技术人员知道， 本发明有许多变形和变化而不脱离 本发明的精神， 本发明的申请文件的权利要求包括这些变形和变化。

Claims (1)

  1. 权利要求
    1、 一种 IPv4-v6共存方法， 其特征在于， 包括：
    在移动终端的上行， 判断上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中携带的指示信息， 在根据该指示 信息判断出该数据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据包后， 对所述上行数据包进 行解封装后获得的上行 IPv4数据包进行网络地址转换处理， 并向所述移动终端的通信对端发送所述 网络地址转换处理后的上行 IPv4数据包；
    在移动终端的下行， 对所述通信对端发送来的下行 IPv4数据包进行网络地址转换处理， 将网络 地址转换处理后的下行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装，在针对所述下行 IPv4数据包直接进行 移动 IPv6隧道封装的移动 IPv6隧道封装头中携带指示信息，并向所述移动终端发送所述移动 IPv6隧道 封装后的下行数据包。
    2、如权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述对所述上行数据包进行解封装后获得的上行 IPv4 数据包进行网络地址转换处理， 并向所述移动终端的通信对端发送所述网络地址转换处理后的上行 IPv4数据包的步骤包括：
    所述移动终端的家乡代理功能模块将所述上行 IPv4数据包源地址信息中的不可路由的 IPv4地址 更新为可路由的公有 IPv4地址，所述上行 IPv4数据包为通过对所述上行数据包进行移动 IPv6解封装而 获得的 IPv4数据包；
    所述家乡代理功能模块向所述移动终端的通信对端发送所述网络地址转换处理后的上行 IPv4数 据包。
    3、 如权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 所述方法还包括：
    所述家乡代理功能模块存储所述不可路由的 IPv4地址、 可路由的公有 IPv4地址、 所述移动终端 的 IPv6家乡地址和所述移动终端的 IPv6转交地址之间的对应关系；
    且所述家乡代理功能模块根据所述对应关系对所述移动终端的下行数据包进行网络地址转换和 移动 IPv6隧道封装。
    4、 一种 IPv4-v6共存方法， 其特征在于， 包括：
    在移动终端的上行， 判断接收到的上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中携带的指示信息， 在根 据该指示信息判断出上行数据包为对上行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据包后， 获取 针对所述上行 IPv4数据包的基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包， 向承载级别的网络地址转换 CGN功能模块发送所述基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包， 以使所述 CGN功能模块对所述上 行数据包执行解封装、 网络地址转换及向所述移动终端的通信对端发送网络地址转换处理后的上行 IPv4数据包操作；
    在移动终端的下行， 接收 CGN功能模块发送来的下行数据包， 所述下行数据包为： 所述 CGN功 能模块对所述通信对端发送来的下行 IPv4数据包进行网络地址转换及 IPv4 over IPv6隧道封装处理后 的下行数据包； 获取针对所述下行 IPv4数据包的基于移动 IPv6隧道封装的下行数据包， 并向所述移 动终端发送所述基于移动 IPv6隧道封装的下行数据包。
    5、 如权利要求 4所述的方法， 其特征在于， 所述获取针对上行 IPv4数据包的基于 IPv4 over IPv6 隧道封装的上行数据包具体包括：
    家乡代理功能模块对接收到的上行数据包进行移动 IPv6解封装后获得的上行 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道封装； 或者
    家乡代理功能模块将接收到的上行数据包的移动 IPv6隧道封装的源地址变换为所述移动终端的 IPv6家乡地址； 或者
    家乡代理功能模块将接收到的上行数据包的移动 IPv6隧道封装的源地址变换为所述移动终端的 IPv6家乡地址， 将目的地址变换为所述 CGN功能模块的 IPv6地址。
    6、 如权利要求 5所述的方法， 其特征在于， 所述 IPv4 over IPv6隧道封装包括：
    所述家乡代理功能模块将所述 IPv4 over IPv6隧道封装的源地址设置为所述移动终端的 IPv6家乡 地址， 将目的地址设置为家乡代理功能模块的 IPv6地址或者 CGN功能模块的 IPv6地址。
    7、 如权利要求 4或 5或 6所述的方法， 其特征在于， 所述家乡代理功能模块和所述 CGN功能模块 位于同一物理实体中或者所述家乡代理功能模块和所述 CGN功能模块位于不同的物理实体中。
    8、 一种 IPv4-v6共存方法， 其特征在于， 包括：
    移动终端或移动终端的代理将需要发送的上行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装， 在移动 IPv6隧道封装头中携带用于指示该数据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据包的指 示信息， 并发送所述移动 IPv6隧道封装后的上行数据包；
    移动终端或移动终端的代理在确定出接收到的下行数据包的移动 IPv6隧道封装头中携带有所述 指示信息后， 对所述下行数据包进行移动 IPv6解封装处理， 获取下行 IPv4数据包。
    9、 一种网络设备， 应用于 IPv4-v6共存的网络环境下， 其特征在于， 所述网络设备包括： 第一接收模块， 用于接收移动终端或移动终端的代理发送来的基于移动 IPv6隧道封装的上行数 据包、 以及所述移动终端的通信对端发送来的下行 IPv4数据包；
    第一判断模块， 用于判断所述第一接收模块接收的上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中携带的 指示信息；
    第一共存处理模块， 用于：
    在所述移动终端的上行， 在所述第一判断模块根据所述指示信息判断出该上行数据包为对 IPv4 数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据包后， 对所述上行数据包进行解封装后获得的上行 IPv4数 据包进行网络地址转换处理；
    在所述移动终端的下行， 对所述通信对端发送来的下行 IPv4数据包进行网络地址转换处理， 将 网络地址转换处理后的下行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装， 获得下行数据包；
    第一发送模块， 用于向所述移动终端的通信对端发送所述网络地址转换处理后的上行 IPv4数据 包， 向所述移动终端发送所述下行数据包。
    10、 如权利要求 9所述的网络设备， 其特征在于， 所述第一共存处理模块包括：
    移动 IPv6解封装模块， 用于对所述第一接收模块接收到的上行数据包进行解封装处理获得上行 IPv4数据包；
    网络地址转换模块， 用于： 在所述移动终端的上行， 在所述第一判断模块根据所述指示信息判断出所述上行数据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据包后，将所述上行 IPv4数据包源地址信息中的不可路由 的 IPv4地址更新为可路由的公有 IPv4地址，并存储所述不可路由的 IPv4地址和所述公有 IPv4地址之间 的对应关系；
    在所述移动终端的下行， 根据所述对应关系对所述移动终端的通信对端发送来的下行 IPv4数据 包进行网络地址转换处理；
    移动 IPv6封装模块，用于根据所述移动终端的 IPv6家乡地址和所述移动终端的 IPv6转交地址之间 的对应关系将网络地址转换处理后的下行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装。
    1 1、 一种网络设备， 应用于 IPv4-v6共存的网络环境下， 其特征在于， 所述网络设备包括： 第二接收模块， 用于接收移动终端或移动终端的代理发送来的基于移动 IPv6隧道封装的上行数 据包、 以及 CGN功能模块发送来的下行数据包， 所述下行数据包为： 所述 CGN功能模块对所述移动 终端的通信对端发送来的下行 IPv4数据包进行网络地址转换及 IPv4 over IPv6隧道封装处理后的下行 数据包；
    第二判断模块， 用于判断所述第二接收模块接收的上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中携带的 指示信息；
    第二共存处理模块， 用于- 在移动终端的上行， 在所述第二判断模块根据指示信息判断出所述上行数据包为对 IPv4数据包 直接进行移动 IPv6隧道封装的数据包后， 获取针对所述上行数据包中的上行 IPv4数据包的基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包；
    在移动终端的下行， 获取针对所述下行 IPv4数据包的基于移动 IPv6隧道封装的下行数据包； 第二发送模块， 用于向 CGN功能模块发送基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包， 并向所述 移动终端发送基于移动 IPv6隧道封装的下行数据包。
    12、 如权利要求 11所述的网络设备， 其特征在于， 所述第二共存处理模块包括：
    移动 IPv6解封装模块， 用于对所述第二接收模块接收到的上行数据包进行解封装处理获得上行 IPv4数据包；
    IPv4 over IPv6隧道封装模块， 用于对所述移动 IPv6解封装模块获得的上行 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道封装；
    IPv4 over IPv6隧道解封装模块， 用于对所述第二接收模块接收到的下行数据包进行解封装， 获 得下行 IPv4数据包；
    移动 IPv6封装模块， 用于对 IPv4 over IPv6隧道解封装模块获得的下行 IPv4数据包进行移动 IPv6 封装；
    或者所述第二共存处理模块包括：
    第一地址变换模块， 用于将所述第二接收模块接收到的上行数据包的移动 IPv6隧道封装的源地 址变换为所述移动终端的 IPv6家乡地址；
    笫二地址变换模块，用于将所述第二接收模块接收到的下行数据包的 Pv4 over IPv6隧道封装的目 的地址变化为所述移动终端的 IPv6转交地址；
    或者所述第二共存处理模块包括- 第三地址变换模块， 用于将所述第二接收模块接收到的上行数据包的移动 IPv6隧道封装的源地 址变换为所述移动终端的 IPv6家乡地址， 将目的地址变换为 CGN功能模块的 IPv6地址；
    第四地址变换模块，用于将所述第二接收模块接收到的下行数据包的 Pv4 over IPv6隧道封装的源 地址变换为所述移动终端的家乡代理功能模块的 IPv6地址。
    13、 一种节点设备， 为移动终端或移动终端的代理， 其特征在于， 包括：
    上行封装模块， 用于将需要发送的上行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装，在移动 IPv6隧道 封装头中携带指示信息； 所述指示信息用于指示该上行数据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧 道封装的数据包；
    第三发送模块， 用于向网络侧发送所述移动 IPv6隧道封装后的上行数据包；
    第三接收模块， 用于接收下行数据包；
    下行解封装模块， 用于判断所述下行数据包的移动 IPv6隧道封装头中是否携带有所述指示信息， 对所述下行数据包进行解封装处理， 根据判断结果确定解封装获得的数据包为下行 IPv4数据包。
    14、 一种 IPv4-v6共存系统， 其特征在于， 包括：
    移动终端的代理， 位于移动终端的接入网侧， 用于将移动终端发送来的上行 IPv4数据包直接进 行移动 IPv6隧道封装，在移动 IPv6隧道封装头中携带指示信息，并发送所述移动 IPv6隧道封装后的上 行数据包； 接收所述移动终端的下行数据包， 在判断出所述下行数据包的移动 IPv6隧道封装头中携 带有所述指示信息后， 对所述下行数据包进行解封装处理， 获取下行 IPv4数据包， 并发送给所述移 动终端；
    家乡代理， 用于：
    在移动终端的下行， 判断接收到的上行数据包的移动 IPv6隧道封装头中携带的指示信息， 在根 据指示信息判断出该数据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据包后， 对所述上行数 据包进行解封装后获得的上行 IPv4数据包进行网络地址转换处理， 并向所述移动终端的通信对端发 送所述网络地址转换处理后的上行 IPv4数据包；
    在移动终端的下行， 对所述通信对端发送来的下行 IPv4数据包进行网络地址转换处理， 将网络 地址转换处理后的下行 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装，在针对所述下行 IPv4数据包直接进行 移动 IPv6隧道封装的移动 IPv6隧道封装头中携带指示信息， 并向所述移动终端的代理发送所述移动 IPv6隧道封装后的下行数据包。
    15、 一种 IPv4-v6共存系统， 其特征在于， 包括：
    移动终端的代理， 位于所述移动终端的接入网侧， 用于将移动终端发送来的上行 IPv4数据包直 接进行移动 IPv6隧道封装，在移动 IPv6隧道封装头中携带指示信息，并发送所述移动 IPv6隧道封装后 的上行数据包； 接收所述移动终端的下行数据包， 在判断出所述下行数据包的移动 IPv6隧道封装头 中携带有所述指示信息后， 对所述下行数据包进行解封装处理， 获取下行 IPv4数据包， 并发送给所 述移动终端； 家乡代理功能模块， 用于：
    在移动终端的上行， 接收所述移动终端的上行数据包， 在根据所述上行数据包的移动 IPv6隧道 封装头中携带的指示信息判断出所述上行数据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据 包后， 获取针对所述上行数据包中的上行 IPv4数据包的基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包， 发送基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包；
    在移动终端的下行， 接收所述移动终端的下行数据包， 在根据所述下行数据包的移动 IPv6隧道 封装头中携带的信息判断出所述下行数据包为对 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道封装的数据包 后， 获取针对所述下行 IPv4数据包的基于移动 IPv6隧道封装的下行数据包， 向移动终端发送基于移 动 IPv6隧道封装的下行数据包；
    CGN功能模块， 用于接收所述移动终端的通信对端发送来的下行 IPv4数据包， 对该下行 IPv4数 据包进行网络地址转换及 IPv4 over IPv6隧道封装处理， 并向家乡代理功能模块发送所述 IPv4 over IPv6隧道封装处理后的下行数据包； 接收家乡代理功能模块发送来的基于 IPv4 over IPv6隧道封装的 上行数据包， 并对该上行数据包进行 IPv4 over IPv6隧道解封装处理及网络地址转换， 向所述通信对 端发送所述网络地址转换后的上行 IPv4数据包。
    16、 一种 IPv4-v6共存系统， 其特征在于， 包括：
    第一网络设备， 设置有家乡代理功能模块， 所述第一网络设备用于：
    在移动终端的上行， 接收所述移动终端的上行数据包， 在根据所述上行数据包的移动 IPv6隧道 封装头中携带的指示信息判断出所述上行数据包为对 IPv4数据包直接进行移动 IPv6隧道封装的数据 包后， 获取针对所述上行数据包中的上行 IPv4数据包的基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包， 发送基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包；
    在移动终端的下行， 接收所述移动终端的下行数据包， 在根据所述下行数据包的移动 IPv6隧道 封装头中携带的信息判断出所述下行数据包为对 IPv4数据包进行 IPv4 over IPv6隧道封装的数据包 后， 获取针对所述下行 IPv4数据包的基于移动 IPv6隧道封装的下行数据包， 向移动终端发送基于移 动 IPv6隧道封装的下行数据包；
    第二网络设备， 设置有 CGN功能模块， 所述第二网络设备用于接收所述移动终端的通信对端发 送来的下行 IPv4数据包， 对该下行 IPv4数据包进行网络地址转换及 IPv4 over IPv6隧道封装处理， 并 向第一网络设备发送所述 IPv4 over IPv6隧道封装处理后的下行数据包； 接收第一网络设备发送来的 基于 IPv4 over IPv6隧道封装的上行数据包， 并对该上行数据包进行 IPv4 over IPv6隧道解封装处理及 网络地址转换， 向所述通信对端发送所述网络地址转换后的上行 IPv4数据包。
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