CN102739502A - 一种实现网络标识转换的方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现网络标识转换的方法、装置及系统，应用于边界网关上，包括：在接收到终端的首报文后，判断终端的源网络标识是否为IPv6地址，如果不是，则为终端设置识别码，并为终端生成目的网络代理标识，建立终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息。本发明能够将源网络标识翻译成目的网络标识代理，使源网络标识可以复用，理论上具备无限扩展性，在边界网关上，这种复用的源网络标识可以被清晰区分，本发明能够更有效地进行异域标识翻译，源网络标识的复用扩展能力，有效的解决了不同网络标识，不同寻址方式网络的互通和融合，最大限度地为用户提供服务。

Description

一种实现网络标识转换的方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，尤其涉及一种实现网络标识转换的方法、装置及系统。

背景技术

(一)身份与位置分离技术。

为了解决互联网(Internet)核心路由器节点的路由表容量快速膨胀以及IP地址二义性的问题，互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)近年来提出了身份与位置分离的技术，以身份位置分离协议(Locatorand Identifier Separation Protocol，LISP)工作组提出的LISP协议为例，其终端的身份标识(Endpoint Identifier，EID)不参与IP核心网的路由，骨干路由器只能看到边界接入路由器的接口路由地址(Routing LOCator，RLOC)，而一个边界路由器可以接入大量的终端，单独设置一个映射平面存储终端身份EID和路由器RLOC的对应关系。发往终端的报文首先需要在映射平面中查找到其对应的边界路由器RLOC，然后根据RLOC路由到目的终端所在接入路由器。

(二)标识网。

随着网络的快速发展，现有网络的Internet公网路由器上的路由表容量激增，在路由可扩展性，网络安全保证，移动性保证方面，存在种种不足，网络架构调整势在必行，各种路由方式不同，寻址方式不同的异质网络融合、互通，成为网络发展的趋势，在新的架构思路下，传统网路架构下的网络标识的身份属性和位置属性被分离开来，新的网络分为两级架构，接入网和路由转发网(也称骨干网)。接入网的本地标识为源网络标识(Local IP)；路由转发网的标识为RID(Router ID)，接入网与骨干网在拓扑关系上没有重叠。

(三)标识网的边界网关的标识翻译。

标识网的网络分为二级架构，源网络(接入网)和目的网络(路由转发网)两者的网络架构、网元标识和寻址方式都有较大差别，这就需要根据源网络标识得到路由转发网的标识。并且，在二级网络架构中，接入同一边界网关的终端的私网IP地址(也称源网络用户标识)不能重复，重复的私网IP地址被边界网关认定为非法IP地址，在IP地址资源有限的情况下，对网络的发展造成了极大的限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种实现网络标识转换的方法、装置及系统，能够为获得路由转发网的标识提供基础。

为解决上述技术问题，本发明的一种实现网络标识转换的方法，应用于边界网关上，包括：

在接收到终端的首报文后，判断终端的源网络标识是否为IPv6地址，如果不是，则为终端设置识别码，并为终端生成目的网络代理标识，建立终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息。

进一步地，边界网关将终端的源网络标识与会话标识的组合作为识别码。

进一步地，还包括：

边界网关在接收到终端的后续报文后，根据终端的识别码查询终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息，得到终端的目的网络代理标识。

进一步地，边界网关为终端生成目的网络代理标识包括：

生成64位前缀，对源网络标识进行加密操作后与前缀进行拼装，在加密后的源网络标识之前或之后添加32位嵌入码。

进一步地，终端的首报文和后续报文通过隧道和隧道以下的源网络，或者直接通过隧道到达边界网关，隧道以下的源网络包括：2层网络、2.5层网络和自定义的标识寻址网络。

进一步地，还包括：

如果判断终端的源网络标识是IPv6地址，则将终端的源网络标识作为终端的目的网络代理标识。

进一步地，终端的报文通过隧道和隧道以下的源网络，或者直接通过隧道到达边界网关，隧道以下的源网络为IPv6网络。

进一步地，一种实现网络标识转换的装置，包括：判断实体、识别码设置实体、网络代理标识生成实体和映射关系建立实体，其中：

判断实体，用于在接收到终端的首报文后，判断终端的源网络标识是否为互联网协议版本6(IPv6)地址；

识别码设置实体，用于在判断实体判定终端的源网络标识不是IPv6地址后，为终端设置识别码；

网络代理标识生成实体，用于为终端生成目的网络代理标识；

映射关系建立实体，用于建立终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息。

进一步地，识别码设置实体是将终端的源网络标识与会话标识的组合作为识别码。

进一步地，还包括标识映射实体，其中：

标识映射实体，用于在接收到终端的后续报文后，根据终端的识别码查询终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息，得到终端的目的网络代理标识。

进一步地，网络代理标识生成实体为终端生成目的网络代理标识包括：生成64位前缀，对源网络标识进行加密操作后与前缀进行拼装，在加密后的源网络标识之前或之后添加32位嵌入码。

进一步地，终端的首报文和后续报文通过隧道和隧道以下的源标识网络分别到达判断实体和标识映射实体，隧道以下的源网络包括：2层网络、2.5层网络和自定义的标识寻址网络。

进一步地，识别码设置实体，还用于在判断实体判定终端的源网络标识是IPv6地址时，将终端的源网络标识作为终端的目的网络代理标识。

进一步地，终端的首报文通过隧道和隧道以下的源标识网络到达判断实体，隧道以下的源标识网络为IPv6网络。

进一步地，一种实现网络标识转换的系统，包括：终端、接入网和边界网关，其中：

终端，通过接入网向边界网关发送首报文；

边界网关，在接收到终端的首报文后，判断终端的源网络标识是否为互联网协议版本6(IPv6)地址，如果不是，则为终端设置识别码，并为终端生成目的网络代理标识，建立终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息。

进一步地，边界网关将终端的源网络标识与会话标识的组合作为识别码。

进一步地，终端，还通过接入网向边界网关发送后续报文；

边界网关，在接收到终端的后续报文后，根据终端的识别码查询终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息，得到终端的目的网络代理标识。

进一步地，边界网关为终端生成目的网络代理标识包括：生成64位前缀，对源网络标识进行加密操作后与前缀进行拼装，在加密后的源网络标识之前或之后添加32位嵌入码。

进一步地，接入网包括隧道和隧道以下的源标识网络，隧道以下的源标识网络包括：2层网络、2.5层网络和自定义的标识寻址网络。

进一步地，边界网关如果判断终端的源网络标识是IPv6地址，则将终端的源网络标识作为终端的目的网络代理标识。

本发明能够将源网络标识翻译成目的网络标识代理，使源网络标识可以复用，理论上具备无限扩展性，在边界网关上，这种复用的源网络标识可以被清晰区分，本发明能够更有效地进行异域标识翻译，源网络标识的复用扩展能力，有效的解决了不同网络标识，不同寻址方式网络的互通和融合，最大限度地为用户提供服务。

附图说明

图1为本实施方式应用的系统的框架图；

图2为本实施方式实现网络标识转换的方法的流程图；

图3为本实施方式实现网络标识转换的装置的结构图。

具体实施方式

本实施方式中边界网关为路由转发网设置一个代理ID，即目的网络代理标识(P-RID)，并通过源网络标识加Session ID(会话标识)的双重标识来识别终端，建立源网络标识+Session ID到目的网络代理标识的映射，为边界网关后续根据目的网络代理标识获得目标网络位置标识提供基础，并能实现源网络标识的复用。

本实施方式中终端移动时，P-RID保持不变，RID变化，将P-RID看成是RID在接入网的代理标识，本实施方式中建立终端的识别码与P-RID的映射关系信息，边缘网关根据终端的识别码可以得到对应的P-RID，为边缘网关根据P-RID获得最终需要的RID提供基础。

目的网络代理标识为二进制128位标识，考虑到兼容性，这个128位标识可以是互联网协议版本6(IPv6)地址。若这个128位标识是IPv6地址，路由转发网可以为IPv4或IPv6网络，比如，接入网为IPv6网络，路由转发网为IPv4网络；若这个128位标识不是IPv6地址，接入网可以但不限为2层网络、2.5层网络或IPv4网络，比如，接入网为2层或2.5层网络，路由转发网为IPv4网络。

目的网络代理标识(二进制128位标识)可以采用如下的格式：

--------------------------------------------------------------------------------------------

|固定/可变前缀(64位)|加密后的私网IP地址(32位)|嵌入码(32位)

--------------------------------------------------------------------------------------------

←----------------------------------------128位-------------------------------------------→

本实施方式中对目的网络代理标识中私网IP进行加密操作，以防终端的私网IP被泄露，对私网IP采用的加密操作可以是任何可行的位运算，如位或、位与或按位取反等操作。

如果接入网为IPv6网络，那么这个128位的标识由终端生成。如果接入网不是IPv6网络，那么终端可以使用但不限于IPv4私网地址，这种情况下，这个128位标识由边界网关(ASR)生成。

边界网关在接收到终端的首报文后，需要判断终端的源网络标识是否为IPv6地址，下面分别对源网络为IPv6网络和非IPv6网络这两种情况下，源网络标识到目的网络代理标识的转换方法进行说明。

(一)在接入网为非IPv6网络时，如终端可以通过但不限于2层协议或2.5层协议将携带源网络标识(私网地址)的报文传送至边界网关，本实施方式的核心思想在于，边界网关以Session ID+私网IP识别用户，并且，生成固定/可变前缀(64位)作为目的网络代理标识的前64位，将私网地址和接口地址拼成目的网络代理标识的后64位，与所生成的固定/可变前缀共同组成128位地址；完成目的网络代理标识的组装后，建立私网IP+Session ID与128位地址的映射关系信息，如下所示：

----------------------    ----------------------------映射-------------------

|私网IP地址(32位)|+|Session ID标签)|----------》|128位网络标识|

----------------------    ----------------------------    -------------------

在边界网关中，使用私网地址+Session ID区分相同私网地址的终端，能够实现有效地址的复用，在边界网关上只需要维护一张私网IP+Session ID与目的网络代理标识的对应表，就可以实现将源网络标识转换为目的网络代理标识，有效地简化了边界网关的工作，实现了源标识网络到目的网络代理标识的平滑转换。现网中大量存在的私网应用服务中的私网IP可以快捷的转化为128位的目的网络代理标识，可实施性强，方便边界网关在后续的操作中根据目的网络代理标识获得目的网络的位置标识。同一边界网关下，可以大量复用私网地址，这是现有网络无法完成的。

(二)在源网络为IPv6网络时，源网络标识即为128位标识，因此，可以直接将源网络标识作为目的网络代理标识，而无需进行转换。

边界网关在建立终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息后，接收到终端的后续报文时，根据终端的识别码查询终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息，得到终端的目的网络代理标识，以便根据目的网络代理标识得到目标网络的位置标识。

下面对源网络标识到达边界网关的过程进行说明。

在接入网中隧道以下的源标识网络为接入网第一级网络，隧道为接入网第二级网络，携带源网络标识的报文通过接入网传递到边界网关。隧道以下的源标识网络可以但不限于是IPv6网络、自定义的标识寻址网络和二层网络等。

若隧道以下的源标识网络为IPv6网络，则源网络标识进过隧道以下的IPv6网络，再经过隧道至边界网关。

若隧道以下的源标识网络不为IPv6网络，为二层网络时，携带源网络标识的报文经VLAN/QINQ/PVC交换、隧道透传或先经过VLAN/QINQ/PVC交换再经过隧道透传，到达ASR，ASR进行报文终结；隧道以下的源标识网络为自定义的标识寻址网络，源网络标识经过隧道以下的定义源标识网络，再经过隧道至边界网关。

本实施方式还提供了一种实现网络标识转换的系统，实现将源网络标识转换成目的网络代理标识，包括：终端、边缘网关和接入网，其中：

终端，支持源标识网络标识识别与封装，通过接入网向边界网关发送首报文和后续报文。

边缘网关，接收源网络标识，完成接入网的源网络标识到路由转发网的目的网络代理标识的转换，并送交身份认证服务器进行认证；在接收到终端的首报文后，判断终端的源网络标识是否为IPv6地址，如果不是，则为终端设置识别码，并为终端生成目的网络代理标识，建立终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息。

边界网关将终端的源网络标识与会话标识的组合作为识别码。

边界网关，在接收到终端的后续报文后，根据终端的识别码查询终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息，得到终端的目的网络代理标识。

边界网关如果判断终端的源网络标识是IPv6地址，则将终端的源网络标识作为终端的目的网络代理标识。

边界网关为终端生成目的网络代理标识包括：生成64位前缀，对源网络标识进行加密操作后与前缀进行拼装，在加密后的源网络标识之前或之后添加32位嵌入码。

接入网包括接入网包括隧道和隧道以下的源标识网络，隧道以下的源标识网络包括：2层网络、2.5层网络和自定义的标识寻址网络。

还包括以下子单元：

用户汇聚网关，负责隧道封装，为每一用户添加隧道标识，通过隧道实现源网络标识的接入网穿越；

用户接入模块，提供各种初级接入技术，将源网络标识传递到隧道入口。

下面结合附图对本实施方式再做进一步说明。

图1为本实施方式应用的系统的框架图，图中接入网(包括源标识网络和隧道)和骨干网是一个“异域”的示例，源标识网络为标识寻址网络，目的标识网络为IP路由寻址网络，终端通过接入网接入到骨干网，在骨干网和接入网的接入路由器(边缘网关)，源网络标识经过隧道以下的源标识网络和隧道到达边缘网关，边界网关生成128位目的网络代理标识，建立32位IPv4的源网络标识+Session ID与目的网络代理标识的映射关系。

图2是本实施方式的实现源标识网络到目的网络代理标识的转换流程，以目的网络代理标识不为IPv6地址为例，包括以下步骤：

201：使用32位IPv4私网地址作为源网络标识的终端接入源标识网络；

202：若终端为隧道直接接入，则源标识网路将终端的源网络标识直接通过隧道传送到边缘网关；

203：若源标识网络为VLAN、QinQ或PVC接入，则源标识网络对源网络标识进行封装，通过二层VLAN、QinQ或PVC连接传送到源网络二层网关处，通过二层隧道传送到边界网关；

204：若源标识网络为自定义的标识寻址网络或IPv6网络，则源标识网络对源网络标识进行封装，通过自定义的标识寻址网络或IPv6网络发送到隧道，再通过隧道发送到边界网关；

205：边缘网关将终端的32位IPv4私网地址和Session ID进行组合形成终端的唯一标记；

206：边界网关对源网络标识进行处理，得到128位的目的网络代理标识，建立32位IPv4私网+Session ID与128位标识的映射关系；

207：边界网关将32位IPv4私网地址与Session ID组合后的标识，这发送到边界网关后的身份认证服务器进行认证。

图3为本实施方式的实现网络标识转换的装置，包括：判断实体、识别码设置实体、网络代理标识生成实体、映射关系建立实体和标识映射实体，其中：

判断实体，用于在接收到终端的首报文后，判断终端的源网络标识是否为互联网协议版本6(IPv6)地址；

识别码设置实体，用于在判断实体判定终端的源网络标识不是IPv6地址后，为终端设置识别码；识别码设置实体是将终端的源网络标识与会话标识的组合作为识别码。

网络代理标识生成实体，用于为终端生成目的网络代理标识；网络代理标识生成实体为终端生成目的网络代理标识时，生成64位前缀，对源网络标识进行加密操作后与前缀进行拼装，在加密后的源网络标识之前或之后添加32位嵌入码。

映射关系建立实体，用于建立终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息。

标识映射实体，用于在接收到终端的后续报文后，根据终端的识别码查询终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息，得到终端的目的网络代理标识。

终端的首报文和后续报文通过隧道和隧道以下的源网络，或者直接通过隧道分别到达判断实体和标识映射实体，隧道以下的源网络包括：2层网络、2.5层网络和自定义的标识寻址网络。

识别码设置实体，还用于在判断实体判定终端的源网络标识是IPv6地址时，将终端的源网络标识作为终端的目的网络代理标识。终端的首报文通过隧道和隧道以下的源网络，或者直接通过隧道到达判断实体，隧道以下的源网络为IPv6网络。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各实体、各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路实体，或者将它们的多个实体或者步骤制作成单个集成电路实体来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (20)

1.一种实现网络标识转换的方法，应用于边界网关上，包括：

在接收到终端的首报文后，判断所述终端的源网络标识是否为互联网协议版本6(IPv6)地址，如果不是，则为所述终端设置识别码，并为所述终端生成目的网络代理标识，建立所述终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述边界网关将所述终端的源网络标识与会话标识的组合作为所述识别码。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

所述边界网关在接收到所述终端的后续报文后，根据所述终端的识别码查询所述终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息，得到所述终端的目的网络代理标识。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述边界网关为所述终端生成目的网络代理标识包括：生成64位前缀，对所述源网络标识进行加密操作后与所述前缀进行拼装，在加密后的源网络标识之前或之后添加32位嵌入码。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述终端的首报文和后续报文通过隧道和隧道以下的源标识网络到达所述边界网关，所述隧道以下的源标识网络包括：2层网络、2.5层网络和自定义的标识寻址网络。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述边界网关如果判断所述终端的源网络标识是IPv6地址，则将所述终端的源网络标识作为所述终端的目的网络代理标识。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述终端的报文通过隧道和隧道以下的源标识网络到达所述边界网关，所述隧道以下的源标识网络为IPv6网络。

8.一种实现网络标识转换的装置，应用于边界网关上，包括：判断实体、识别码设置实体、网络代理标识生成实体和映射关系建立实体，其中：

所述判断实体，用于在接收到终端的首报文后，判断所述终端的源网络标识是否为互联网协议版本6(IPv6)地址；

所述识别码设置实体，用于在所述判断实体判定所述终端的源网络标识不是IPv6地址后，为所述终端设置识别码；

所述网络代理标识生成实体，用于为所述终端生成目的网络代理标识；

所述映射关系建立实体，用于建立所述终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：

所述识别码设置实体是将所述终端的源网络标识与会话标识的组合作为所述识别码。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括标识映射实体，其中：

所述标识映射实体，用于在接收到所述终端的后续报文后，根据所述终端的识别码查询所述终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息，得到所述终端的目的网络代理标识。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于：

所述网络代理标识生成实体为所述终端生成目的网络代理标识包括：生成64位前缀，对所述源网络标识进行加密操作后与所述前缀进行拼装，在加密后的源网络标识之前或之后添加32位嵌入码。

12.如权利要求10所述的装置，其特征在于：

所述终端的首报文和后续报文通过隧道和隧道以下的源标识网络分别到达所述判断实体和标识映射实体，所述隧道以下的源网络包括：2层网络、2.5层网络和自定义的标识寻址网络。

13.如权利要求8所述的装置，其特征在于：

所述识别码设置实体，还用于在所述判断实体判定所述终端的源网络标识是IPv6地址时，将所述终端的源网络标识作为所述终端的目的网络代理标识。

14.如权利要求13所述的装置，其特征在于：

所述终端的首报文通过隧道和隧道以下的源标识网络到达所述判断实体，所述隧道以下的源标识网络为IPv6网络。

15.一种实现网络标识转换的系统，包括：终端、接入网和边界网关，其中：

所述终端，通过所述接入网向所述边界网关发送首报文；

所述边界网关，在接收到终端的首报文后，判断所述终端的源网络标识是否为互联网协议版本6(IPv6)地址，如果不是，则为所述终端设置识别码，并为所述终端生成目的网络代理标识，建立所述终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息。

16.如权利要求15所述的系统，其特征在于：所述边界网关将所述终端的源网络标识与会话标识的组合作为所述识别码。

17.如权利要求16所述的系统，其特征在于：

所述终端，还通过所述接入网向所述边界网关发送后续报文；

所述边界网关，在接收到所述终端的后续报文后，根据所述终端的识别码查询所述终端的识别码与目的网络代理标识的映射关系信息，得到所述终端的目的网络代理标识。

18.如权利要求16所述的系统，其特征在于：

所述边界网关为所述终端生成目的网络代理标识包括：生成64位前缀，对所述源网络标识进行加密操作后与所述前缀进行拼装，在加密后的源网络标识之前或之后添加32位嵌入码。

19.如权利要求17所述的系统，其特征在于：

所述接入网包括隧道和隧道以下的源标识网络，所述隧道以下的源标识网络包括：2层网络、2.5层网络和自定义的标识寻址网络。

20.如权利要求15所述的系统，其特征在于：

所述边界网关如果判断所述终端的源网络标识是IPv6地址，则将所述终端的源网络标识作为所述终端的目的网络代理标识。

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