CN103581350B - 跨越nat发布互联网服务的方法、终端、设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出跨越NAT发布互联网服务的方法、终端、设备和系统。由网络侧的网络地址转换服务器建立用户终端的私网地址和端口到公网地址和端口的映射表，并将所述映射表提供给所述用户终端；网络侧的域名服务器接收到所述用户终端的注册信息，在所述注册信息中携带所述映射表，为映射表为真的所述用户终端注册域名，则具有私网地址的用户终端向其它用户终端提供互联网服务。本发明实现了IPv4私网地址用户为互联网上其他主机提供互联网服务。

Description

跨越NAT发布互联网服务的方法、终端、设备和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及跨越NAT（Network Address Translation，网络地址转换）发布互联网服务的方法、终端、设备和系统。

背景技术

图1所示为现有IPv4（Internet Protocol，IP，IPv4是互联网协议的第四版）公网地址用户为其它用户提供互联网服务的流程示意图。

S101、用户终端向BRAS（Broadband Remote Acces Server，宽带接入服务器）发起请求，获取IPv4公网地址。

S102、用户终端获取公网地址后，向DNS（Domain Name Server，域名服务器）进行注册，获得主机域名。其它用户终端可以根据该主机域名对该用户终端进行访问。

IPv4公网地址即将使用完毕，运营商在迈向IPv6（Internet Protocol，IP，IPv6是互联网协议的第六版）地址分配的过渡时期中采用分配IPv4私网地址的方式。

使用IPv4私网地址接入互联网并不存在任何的访问问题，但如果访问互联网的用户也为其它的用户提供互联网服务，例如，目前的一些应用程序，如BT（BitTorrent，比特流）等，在分发数据的时候也采用提供服务的形式共享资源，由于用户获得的是IPv4私网地址，现网中的DNS无法认知用户的私网地址，也无法将该私网地址映射为域名，也就无法在Internet上进行路由，从而该用户无法为其它用户提供互联网服务。

发明内容

鉴于以上，本发明提出跨越NAT发布互联网服务的方法、终端、设备和系统。

根据本发明的一方面，提出跨越NAT发布互联网服务的方法，包括以下步骤：由网络侧的网络地址转换服务器建立用户终端的私网地址和端口到公网地址和端口的映射表，并将所述映射表提供给所述用户终端；网络侧的域名服务器接收到所述用户终端的注册信息，在所述注册信息中携带所述映射表，为映射表为真的所述用户终端注册域名，则具有私网地址的用户终端向其它用户终端提供互联网服务。

进一步，所述跨越NAT发布互联网服务的方法，其中，所述域名服务器接收到用户终端的注册信息后，先分配域名，向网络地址转换服务器查询映射表的真伪，确认映射表为真，则注册已分配的域名，否则，删除已分配的域名。

进一步，所述跨越NAT发布互联网服务的方法，其中，所述域名服务器接收到用户终端的注册信息后，先向网络地址转换服务器查询映射表的真伪，确认映射表为真则注册域名，否则不注册域名。

进一步，所述跨越NAT发布互联网服务的方法，其中，网络地址转换服务器将所述映射表提供给所述用户终端的操作为：支持IPv6和IPv4协议的家庭网关接收到用户终端的IPv6映射请求，向所述用户终端返回IPv6映射响应；所述家庭网关接收所述用户终端的IPv4映射请求，向电信运营商的IPv4私网双栈网络地址转换服务器发起IPv4映射请求，所述私网双栈网络地址转换服务器向所述家庭网关返回“IPv4私网地址+端口号：IPv4公网地址+端口号”映射响应，再由所述家庭网关将IPv4私网地址+端口号：IPv4公网地址+端口号”映射表返回给所述用户终端。

根据本发明的另一方面，提出跨越NAT发布互联网服务的网络侧设备，包括网络地址转换服务器和域名服务器。其中，所述网络地址转换服务器建立用户终端的私网地址和端口到公网地址和端口的映射表，并将所述映射表提供给所述终端；所述域名服务器接收到用户终端的注册信息，在所述注册信息中携带所述映射表，为映射表为真的所述用户终端注册域名，则具有私网地址的用户终端向其它用户终端提供互联网服务。

进一步，所述跨越NAT发布互联网服务的网络侧设备，其中，所述域名服务器接收到用户终端的注册信息后，先分配域名，向网络地址转换服务器查询映射表的真伪，确认映射表为真，则注册已分配的域名，否则，删除已分配的域名。

进一步，所述跨越NAT发布互联网服务的网络侧设备，其中，所述域名服务器接收到用户终端的注册信息后，先向网络地址转换服务器查询映射表的真伪，确认映射表为真则注册域名，否则不注册域名。

根据本发明的另一方面，提出跨越NAT发布互联网服务的终端，包括映射表获取单元、注册单元以及信息单元。其中，映射表获取单元，配置于获取网络侧建立的私网地址和端口到公网地址和端口的映射表；注册单元，配置于向网络侧的域名服务器发送注册信息，在所述注册信息中携带所述映射表，以由网络侧判定映射表的真伪，并由网络侧为映射表为真的所述用户终端注册域名；信息单元，配置于在具有域名的情况下，向其它用户终端提供互联网服务。

进一步，所述跨越NAT发布互联网服务的终端，其中，所述映射表获取单元监听IPv4及IPv6信息，向支持IPv6和IPv4协议的家庭网关发起IPv6映射请求，并接收所述家庭网关返回的IPv6映射响应；向所述家庭网关发起IPv4映射请求，由所述家庭网关向电信运营商的IPv4私网双栈网络地址转换服务器发起IPv4映射请求，由所述私网双栈网络地址转换服务器向所述家庭网关返回“IPv4私网地址+端口号：IPv4公网地址+端口号”映射响应，再接收由所述家庭网关返回的IPv4私网地址+端口号：IPv4公网地址+端口号”映射表。

根据本发明的另一方面，提出跨越NAT发布互联网服务的系统，包括上述任一所述网络侧设备以及上述任一所述终端。

与现有技术相比，本发明中IPv4私网地址用户为互联网上其他主机提供互联网服务，使得用户即使采用私网地址，也可以像IPv4公网地址用户一样方便地实现互联网服务的访问和资源共享。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1所示为现有IPv4公网地址用户为其它用户提供互联网服务的流程示意图。

图2所示为本发明实施例中跨越NAT发布互联网服务的方法流程示意图。

图3所示为本发明实施例中跨越NAT发布互联网服务的系统结构示意图。

图4所示为本发明实施例中跨越NAT发布互联网服务的网络侧设备结构示意图。

图5所示为本发明实施例中跨越NAT发布互联网服务的终端结构示意图。

图6所示为本发明实施例中用户终端与CGN交互获取映射表的方法流程图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明的用户终端基于IPv4私网地址提供对外服务。该用户终端有两种身份，一是本身作为宽带用户，需要接入网络获取IP地址。另一个身份是互联网服务提供商，需要通过网络DNS实现其服务器IPv4私网地址到域名的映射，从而为其他用户提供互联网访问服务。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。

图2所示为本发明实施例中跨越NAT发布互联网服务的方法流程示意图。包括以下步骤：

S201、用户终端以PPPoE（Point-to-Point Protocol over Ethernet，通过以太网传输点对点协议）等拨号方式接入到运营商网络时，获取IPv4私网地址。

S202、网络侧的网络设备（BRAS）将用户终端的私网地址及端口号转发给CGN（Carrier Grade NAT，电信级NAT）设备，由CGN设备建立用户终端的私网地址和端口到公网地址和端口的映射表，并提供给用户终端。这里的CGN设备可以看作是网络侧的网络地址转换服务器。

一个宽带用户上网时会获取一个IP地址，然后该用户在网络上的每个应用都对应一个session（会话），平均每个宽带用户会产生几千条session。因此，为了区分某个用户及其某个应用，则需要IP地址+应用端口号（简称端口号）来标识。并且，在现有Internet上进行路由需要IPv4公网地址。因此，要实现基于IPv4私网地址提供互联网服务，在这里建立用户终端的私网地址和端口到公网地址和端口的映射表。

图6所示为本发明实施例中用户终端与CGN交互获取映射表的方法流程图。

用户终端可以增加自动获取映射表的单元，通过与CGN交互，由CGN将映射表返回给用户终端。即用户终端通过PCP协议（Port Control Protocol，端口控制协议）或其他协议获取CGN上的“私网地址+端口”映射表。包括以下步骤：

S601、用户终端（PCP客户端）开启相关软件监听IPv4及IPv6信息。

S602、用户终端向支持IPv6和IPv4协议的家庭网关发起IPv6映射请求，IPv6/IPv4家庭网关向用户终端返回IPv6映射响应。

S603、用户终端向该家庭网关发起IPv4映射请求，该家庭网关向电信运营商的IPv4私网双栈网络地址转换服务器发起IPv4映射请求，私网双栈网络地址转换服务器向该家庭网关返回“IPv4私网地址+端口号：IPv4公网地址+端口号”映射响应，再由该家庭网关将IPv4私网地址+端口号：IPv4公网地址+端口号”映射表返回给用户终端。

S203、网络侧的域名服务器接收到所述用户终端的注册信息，该注册流程为标准流程，现有流程是在注册信息中携带IPv4公网地址，本发明实施例是在所述注册信息中携带所述映射表。

S204、网络侧的域名服务器为映射表为真的所述用户终端注册域名，则具有私网地址的用户终端可以向其它用户终端提供互联网服务。

域名服务器接收到用户终端的注册信息后，先分配域名，向网络地址转换服务器查询映射表的真伪，确认映射表为真，则注册已分配的域名，否则，删除已分配的域名。或者域名服务器接收到用户终端的注册信息后，先向网络地址转换服务器查询映射表的真伪，确认映射表为真则注册域名，否则不注册域名。

如图3所示，在注册域名之后，现有互联网客户端就可以访问采用私网地址提供互联网服务的主机。

其中，Ua为提供互联网服务的终端，Ub为访问互联网服务的终端。当已为Ua注册域名之后，Ub访问Ua的路径为：①②③④⑤，即Ub(城域网B)——城域网B OLT（Optical LineTerminal，光线路终端）——城域网B BRAS——城域网B CR（Core Router，核心路由器）——Internet——城域网A CR——城域网A BRAS——城域网AOLT——Ua。图3中所示的路径11－12－13－14－15，为DNS注册域名的过程。在下面将结合图3对注册域名的过程进行详细说明。

本发明由网络侧的网络地址转换服务器建立私网地址和端口到公网地址和端口的映射表，并由网络侧的DNS为映射表为真的用户终端注册域名，实现了私网地址到域名的映射。从而，现有互联网客户端可以对采用私网地址提供互联网服务的主机进行访问，使得用户即使采用私网地址，也可以像IPv4公网地址用户一样方便地实现互联网服务的访问和资源共享。

图3所示为本发明实施例中跨越NAT发布互联网服务的系统结构示意图。该系统包括终端和网络侧设备。其中，网络侧设备如图4所示，终端如图5所示。下面将结合附图进行详细说明。

图4所示为本发明实施例中跨越NAT发布互联网服务的网络侧设备结构示意图，包括网络地址转换服务器和域名服务器。

所述网络地址转换服务器建立用户终端的私网地址和端口到公网地址和端口的映射表，并将所述映射表提供给所述终端。

所述域名服务器接收到用户终端的注册信息，在所述注册信息中携带所述映射表，为映射表为真的所述用户终端注册域名，则具有私网地址的用户终端可以向其它用户终端提供互联网服务。

在一实施例中，所述域名服务器接收到用户终端的注册信息后，先分配域名，向网络地址转换服务器查询映射表的真伪，确认映射表为真，则注册已分配的域名，否则，删除已分配的域名。

在另一实施例中，所述域名服务器接收到用户终端的注册信息后，先向网络地址转换服务器查询映射表的真伪，确认映射表为真则注册域名，否则不注册域名。

图5所示为本发明实施例中跨越NAT发布互联网服务的终端结构示意图，包括映射表获取单元、注册单元以及信息单元。

映射表获取单元配置于获取网络侧建立的私网地址和端口到公网地址和端口的映射表。其中，所述映射表获取单元监听IPv4及IPv6信息，向支持IPv6和IPv4协议的家庭网关发起IPv6映射请求，并接收所述家庭网关返回的IPv6映射响应；向所述家庭网关发起IPv4映射请求，由所述家庭网关向电信运营商的IPv4私网双栈网络地址转换服务器发起IPv4映射请求，由所述私网双栈网络地址转换服务器向所述家庭网关返回“IPv4私网地址+端口号：IPv4公网地址+端口号”映射响应，再接收由所述家庭网关返回的IPv4私网地址+端口号：IPv4公网地址+端口号”映射表。

注册单元配置于向网络侧的域名服务器发送注册信息，在所述注册信息中携带所述映射表，以由网络侧判定映射表的真伪，并由网络侧为映射表为真的所述用户终端注册域名。

信息单元配置于在具有域名的情况下，向其它用户终端提供互联网服务。

运营商为用户分配私网地址，用户接入互联网时还能够对外提供互联网服务，实现其余互联网用户接入此用户所提供的服务的能力。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本发明的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.跨越NAT发布互联网服务的方法，其特征在于：

由网络侧的网络地址转换服务器建立用户终端的私网地址和端口到公网地址和端口的映射表，并将所述映射表提供给所述用户终端；

网络侧的域名服务器接收到所述用户终端的注册信息，在所述注册信息中携带所述映射表，向网络地址转换服务器查询映射表的真伪，为映射表为真的所述用户终端注册域名，则具有私网地址的用户终端向其它用户终端提供互联网服务。

2.根据权利要求1所述跨越NAT发布互联网服务的方法，其特征在于：

所述域名服务器接收到用户终端的注册信息后，先分配域名，向网络地址转换服务器查询映射表的真伪，确认映射表为真，则注册已分配的域名，否则，删除已分配的域名。

3.根据权利要求1所述跨越NAT发布互联网服务的方法，其特征在于：

所述域名服务器接收到用户终端的注册信息后，先向网络地址转换服务器查询映射表的真伪，确认映射表为真则注册域名，否则不注册域名。

4.根据权利要求1或2或3所述跨越NAT发布互联网服务的方法，其特征在于，网络地址转换服务器将所述映射表提供给所述用户终端的操作为：

支持IPv6和IPv4协议的家庭网关接收到用户终端的IPv6映射请求，向所述用户终端返回IPv6映射响应；

所述家庭网关接收所述用户终端的IPv4映射请求，向电信运营商的IPv4私网双栈网络地址转换服务器发起IPv4映射请求，所述私网双栈网络地址转换服务器向所述家庭网关返回“IPv4私网地址+端口号：IPv4公网地址+端口号”映射响应，再由所述家庭网关将IPv4私网地址+端口号：IPv4公网地址+端口号”映射表返回给所述用户终端。

5.跨越NAT发布互联网服务的网络侧设备，其特征在于，包括网络地址转换服务器和域名服务器：

所述网络地址转换服务器建立用户终端的私网地址和端口到公网地址和端口的映射表，并将所述映射表提供给所述终端；

所述域名服务器接收到用户终端的注册信息，在所述注册信息中携带所述映射表，向网络地址转换服务器查询映射表的真伪，为映射表为真的所述用户终端注册域名，则具有私网地址的用户终端向其它用户终端提供互联网服务。

6.根据权利要求5所述跨越NAT发布互联网服务的网络侧设备，其特征在于：

所述域名服务器接收到用户终端的注册信息后，先分配域名，向网络地址转换服务器查询映射表的真伪，确认映射表为真，则注册已分配的域名，否则，删除已分配的域名。

7.根据权利要求5所述跨越NAT发布互联网服务的网络侧设备，其特征在于：

所述域名服务器接收到用户终端的注册信息后，先向网络地址转换服务器查询映射表的真伪，确认映射表为真则注册域名，否则不注册域名。

8.跨越NAT发布互联网服务的终端，其特征在于，包括映射表获取单元、注册单元以及信息单元：

映射表获取单元，配置于获取网络侧的网络地址转换服务器建立的用户终端的私网地址和端口到公网地址和端口的映射表；

注册单元，配置于向网络侧的域名服务器发送注册信息，在所述注册信息中携带所述映射表，以由网络侧的网络地址转换服务器判定映射表的真伪，并由网络侧的域名服务器为映射表为真的所述用户终端注册域名；

信息单元，配置于在具有域名的情况下，向其它用户终端提供互联网服务。

9.根据权利要求8所述跨越NAT发布互联网服务的终端，其特征在于：

所述映射表获取单元监听IPv4及IPv6信息，向支持IPv6和IPv4协议的家庭网关发起IPv6映射请求，并接收所述家庭网关返回的IPv6映射响应；向所述家庭网关发起IPv4映射请求，由所述家庭网关向电信运营商的IPv4私网双栈网络地址转换服务器发起IPv4映射请求，由所述私网双栈网络地址转换服务器向所述家庭网关返回“IPv4私网地址+端口号：IPv4公网地址+端口号”映射响应，再接收由所述家庭网关返回的IPv4私网地址+端口号：IPv4公网地址+端口号”映射表。

10.跨越NAT发布互联网服务的系统，其特征在于：包括权利要求5至7中任一所述网络侧设备以及权利要求8至9中任一所述终端。