CN103780712A - 一种地址转换设备分配端口的方法和地址转换设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地址转换设备为用户分配端口的方法和地址转换设备。地址转换设备为用户组配置一个公有IP地址，为用户组中的每个用户在固定分配端口空间中分配一个固定端口块；当用户的固定端口块中的端口耗尽时，地址转换设备在动态分配端口空间中为用户分配一个或多个空闲的动态端口块。本发明的地址转换设备分配端口的方法和地址转换设备，能够按照用户的需求为用户分配动态端口块，在为用户预先分配固定端口块的基础上，动态的分配额外的端口块，并利用回收机制、竞争分配机制和用户权重管理机制，最大限度地实现动态分配端口块的公平性。

Description

一种地址转换设备分配端口的方法和地址转换设备

技术领域

本发明涉及网络地址转换技术领域，尤其涉及一种地址转换设备分配端口的方法和地址转换设备。

背景技术

IANA（The Internet Assigned Numbers Authority：互联网数字分配机构）的公有IPv4地址已经分配完毕，在向基于IPv6的下一代互联网过渡期间，为不降低用户的互联网访问体验，私有IPv4地址的应用将不可避免，而地址转换设备的部署也会越来越多。NAT（NetworkAddress Translation)转换设备的部署，将会出现多个用户共享一个公有IPv4地址的情况。为了维护每个用户的公平性，必须对用户使用的公有地址端口数量进行合理分配，规定每个用户使用端口的数量和范围，确保用户之间不会互相影响，同时实现溯源。

目前地址转换设备有多种端口分配方式，例如，一种是动态地为每一个穿过设备的连接分配一个端口，并记录此映射关系的信息。这种动态的端口分配方式在运营商的大规模部署中不适用，因为这将会生成大量的日志log信息，并由于溯源的需要耗费大量的网络资源将日志log信息上传给服务器。另一种是基于用户预分配端口块，在第一个连接穿过地址转换设备时，为该用户预分配一可用端口段。对于这种端口分配方式，当用户耗尽已分配的端口块后，新的连接无法建立将影响用户的网络访问体验。但由于每一个用户的端口需求并不一致，如果给所有用户设置统一的端口块大小，会导致一些用户在耗尽端口后无法继续上网，这通常可能出现在用户使用P2P（Peer-to-Peer）下载等需要大量连接的情况下，而另一些用户如果仅仅使用少量连接则会存在大量的闲置端口，显然这种分配端口的方法缺乏灵活性。如果减少每个公有地址共享的用户数，增大分配给每个用户的端口块大小，又容易造成端口的利用率下降，这在地址资源短缺的过渡时期也不现实。

因此，需要有一种技术，可以智能地实现按用户的需求公平地来分发端口块，并在用户不使用该端口块时进行回收，最大程度地满足用户需求，同时提高端口的利用效率。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种地址转换设备分配端口的方法，能够按照用户的需求为用户分配动态端口块。

一种地址转换设备为用户分配端口的方法，地址转换设备为用户组配置一个公有IP地址和端口空间；所述端口空间由固定分配端口空间和动态分配端口空间组成；所述地址转换设备为用户组中的每个用户在所述固定分配端口空间中分配一个固定端口块；当所述用户的固定端口块中的端口耗尽时，所述地址转换设备在所述动态分配端口空间中为所述用户分配一个或多个空闲的动态端口块。

根据本发明的方法的一个实施例，进一步的，所述地址转换设备为所述用户组中的每个用户分配的固定端口块中的端口数量都相同。

根据本发明的方法的一个实施例，进一步的，用户从被分配的动态端口块中优先选用端口号小的端口；当分配给用户的动态端口块中的端口耗尽时，所述地址转换设备重新为用户分配另一个空闲的动态端口块。

根据本发明的方法的一个实施例，进一步的，设置竞争分配阀值h_A；当所述动态分配端口空间中未分配的动态端口块的数量大于所述h_A时，所述地址转换设备对所述用户组中的用户采用先到先得机制，按动态端口块中包含的端口号的大小顺序、分配一个动态端口块给用户。

根据本发明的方法的一个实施例，进一步的，当所述动态分配端口空间中的未分配动态端口块的数量小于所述h_A时，所述地址转换设备对所述用户组中的用户采用竞争机制分配动态端口块；其中，设置所述用户组中的每个用户的初始权重为w；设置用户分配的动态端口块的最大数量为L_max，则用户最小权重为当一个用户被分配到一个动态端口块时，此用户的权重减半，并且再加上一个小于此被减半的权重的随机整数；当一个用户u_i已经获得R_ui个动态分配端口块时，则用户ui的权重为 $w_t=w\·{\left(\frac{1}{2}\right)}^{R_{\mathrm{ui}}}+\mathrm{Random}[0,w\·{\left(\frac{1}{2}\right)}^{R_{\mathrm{ui}}});$ 则当用户的权重w_i小于所述w_min时，不分配动态分配端口块；当两个用户同时竞争一个动态端口块时,向权重高的用户优先分配此动态端口块。

根据本发明的方法的一个实施例，进一步的，设置每个动态端口块的老化时间为T，动态端口块中的每个端口的老化时间为t；当已分配的动态分配端口块中的端口有流量经过时，将重置此端口的老化时间t；当此端口没有流量经过时，其老化时间t开始递减，直到为0；当动态端口块中的所有端口的老化时间都减少为0时，此动态端口块的老化时间开始递减，当T减小为0时，此动态端口块被回收；当动态端口块的老化时间正在递减时，此动态端口块中的端口有流量经过，此动态端口块的老化时间将重置为T。

根据本发明的方法的一个实施例，进一步的，设置一个老化时间加速参数a_t，其中，0<a_t<1；当所述动态分配端口空间中未分配的动态端口块的数量小于所述h_A时，将所述动态分配端口空间中剩余的动态端口块的老化时间T设定为T乘以a_t，即为T·a_t。

本发明要解决的一个技术问题是提供一种地址转换设备，能够按照用户的需求为用户分配动态端口块。

一种地址转换设备，包括：地址分配装置，用于为用户组配置一个公有IP地址；端口分配装置，用于在固定分配端口空间中,为用户组中的每个用户分配一个固定端口块；当所述用户的固定端口块中的端口耗尽时，在动态分配端口空间中为所述用户分配一个或多个空闲的动态端口块。

根据本发明的设备的一个实施例，进一步的，所述端口分配装置为所述用户组中的每个用户分配的固定端口块中的端口数都相同。

根据本发明的设备的一个实施例，进一步的，阈值设置装置，用于设置竞争分配阀值h_A；其中，当所述动态分配端口空间中未分配的动态端口块的数量大于所述h_A时，所述端口分配装置对所述用户组中的用户采用先到先得机制，按动态端口块中包含的端口号的大小顺序、分配一个动态端口块给用户。

根据本发明的设备的一个实施例，进一步的，当所述动态分配端口空间中的未分配动态端口块的数量小于所述h_A时，所述端口分配装置对所述用户组中的用户采用竞争机制分配动态端口块；所述地址转换设备包括权重计算单元，用于计算所述用户组中用户的权重；其中，所述用户组中每个用户的初始权重设为w；用户分配的动态端口块的最大数量为L_max，则用户最小权重为

当一个用户被分配到一个动态端口块时，用户的权重减半，并且再加上一个小于此被减半的权重的随机整数；当一个用户u_i已经获得R_ui个动态分配端口块，则此时用户u i的权重为 $w_t=w\&CenterDot;{\left(\frac{1}{2}\right)}^{R_{\mathrm{ui}}}+\mathrm{Random}[0,w\&CenterDot;{\left(\frac{1}{2}\right)}^{R_{\mathrm{ui}}});$ 则当用户的权重w_i小于所述w_min时，所述端口分配装置不分配动态分配端口块；当两个用户同时竞争一个动态端口块时,则所述端口分配装置向权重高的用户优先分配此动态端口块。

根据本发明的设备的一个实施例，进一步的，动态端口回收装置，用于回收动态端口块；其中，所述动态端口回收装置将每个动态端口块的老化时间设置为T，将动态端口块中的每个端口的老化时间设置为t；当已分配的动态分配端口块中的端口有流量经过时，所述动态端口回收装置将重置此端口的老化时间t；当此端口没有流量经过时，其老化时间t开始递减，直到为0；当动态端口块中的所有端口的老化时间都减少为0时，此动态端口块的老化时间开始递减，当T减小为0时，此动态端口块被所述动态端口回收装置回收；当动态端口块的老化时间正在递减时，此动态端口块中的端口有流量经过，所述动态端口回收装置将此动态端口块的老化时间重置为T。

根据本发明的设备的一个实施例，进一步的，所述动态端口回收装置设置一个老化时间加速参数a_t，其中，0<a_t<1；当所述动态分配端口空间中未分配的动态端口块的数量小于所述h_A时，所述动态端口回收装置将所述动态分配端口空间中剩余的动态端口块的老化时间T设定为T·a_t。

本发明的地址转换设备分配端口的方法和地址转换设备，能够按照用户的需求为用户分配动态端口块，在为用户预先分配固定端口块的基础上，动态的分配额外的端口块，并利用回收机制、竞争分配机制和用户权重管理机制，最大限度地实现动态分配端口块的公平性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明的地址转换设备分配端口的方法的一个实施例的流程图；

图2为本发明的地址转换设备分配端口的方法中用户与私有地址和公有地址端口映射关系示意图；

图3为根据本发明的分配动态端口块的一个实施例的流程图；

图4为根据本发明的地址转换设备的一个实施例的示意图；

图5为根据本发明的地址转换设备的另一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做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。

图1为根据本发明的地址转换设备分配端口的方法的一个实施例的流程图。如图1所示：

步骤102，地址转换设备为用户组配置一个公有IP地址和端口空间；端口空间由固定分配端口空间和动态分配端口空间组成。

步骤103，地址转换设备为用户组中的每个用户在固定分配端口空间中分配一个固定端口块。

步骤104，当用户的固定端口块中的端口耗尽时，地址转换设备在动态分配端口空间中为用户分配一个或多个空闲的动态端口块。

根据本发明的一个实施例，地址转换设备为用户组中的每个用户分配的固定端口块中的端口数量都相同。在动态分配端口空间中，地址转换设备为用户组划分的动态端口块的数量与用户组中的用户数量可以相同，也可以不相同。

图2为本发明的地址转换设备分配端口的方法中用户与私有地址和公有地址端口映射关系示意图。如图2所示：一个公有IPv4地址A分配给一组私有地址用户U={u₁,u₂,u₃,…,u_i，…,u_n}共享使用，用户数为n，它们所对应的私有地址为P={p₁,p₂,p₂,…,p_i，…,p_n}。

根据本发明的一个实施例，公有IPv4地址A有可用端口空间Q_A为该地址的所有端口（端口号从1－65535）减去特殊用途的预留端口（缺省情况下没有预留），Q_A＝{q₁,q₂,q₃,…,q_i，…q_x}。在空间Q_A中划分一个固定分配端口空间S_A以及一个动态分配端口空间D_A。为每个用户分配一个固定的端口块，例如，为用户u₁分配一个固定分配端口块B₁。

根据本发明的一个实施例，在用户耗尽自身的固定分配端口块后，向地址转换设备申请一个动态分配端口块。配置用户组U_A并计算该用户组的用户数n_A。用户组U_A中的用户对应同一个公有IPv4地址A，用户组U_A中的n_A个用户共享使用地址A的可用端口。配置用户与私有地址映射关系。U_A＝{u₁,u₂,u₃,…,u_i，…,u_n}→P_A={p₁,p₂,p₂,…,p_i，…,p_n}。

配置公有IPv4地址A有可用端口空间Q_A，Q_A＝{q₁,q₂,q₃,…,q_i，…q_xA}(x_A≤65535,q_i≤65535)，其中q_i表示端口号，x_A代表此空间的端口个数，端口号按从小到大顺序排列，缺省情况下，q₁,q₂,q₃,…q_x为连续的正整数，x=65535且q_x=65535，即Q_A＝{1,2,3,…,65535}。配置固定分配端口空间S_A，其中s_i表示端口号，y_A代表此空间的端口个数，端口号按从小到大顺序排列。

根据本发明的一个实施例，假设为U_A＝{u₁,u₂,u₃,…,u_i，…,u_nA}内的用户u_i均分配一个的固定分配端口块B_i，其大小为b_i，即U_A＝{u₁,u₂,u₃,…,u_i，…,u_nA}→S_A＝{B₁,B₂,B₃,…,B_i，…,B_nA}。可为每一个用户配置对应的B_i，则

缺省情况下，为每一个用户均分配大小为b的固定分配端口块。为此用户组U_A的每个用户设定固定分配端口块大小b_A，空间S_A的大小y_A可通过公式yA=b_A·n_A计算得出。

根据本发明的一个实施例，计算动态分配端口空间D_A，D_A={d₁,d₂,d₃,…,d_i，…d_zA}，其中z_A代表此空间的端口个数，通过公式z_A=x_A-y_A可计算得出。

将D_A划分为n_A个动态分配端口块M，即D_A＝{M₁,M₂,M₃,…,M_i，…M_nA}，前n_A-1个端口块大小为

第n_A个端口块大小为m_nA＝m+mod(z_A，n_A)。（其中mod(x,y)为求余函数,表示x除以y的余数）。

计算空间D_A中已分配动态端口块数量k_A和未分配动态端口块数量j_A=n_A-k_A。已分配的动态分配端口块空间K_A为已分配的动态分配端口块的集合，未分配的动态分配端口块空间J_A为剩余的动态分配端口块的集合（即K_A∪J_A＝D_A）。空间K_A和J_A中的端口块M_A，均按各端口块的最小端口号大小从小到大排序，K_A和J_A均为动态变化的不连续的端口块集。

图3为根据本发明的分配动态端口块的一个实施例的流程图。如图3所示：

步骤301，用户发起连接；

步骤302，判断为此用户分配的固定端口块中是否有未使用的端口，如果有，进入步骤303，如果没有，进入步骤304；

步骤303，将固定端口块中的序号最小的端口分配给用户；

步骤304，判断已分配给此用户的动态端口块中是否有未使用的端口，如果有，进入步骤305，如果没有，进入步骤306；

步骤305，将动态端口块中的序号最小的端口分配给用户；

步骤306，判断剩余的动态端口块的数量是否小于阈值，如果小于，进入步骤308，如果为否，进入步骤307；

步骤307，按照先到先得的机制分配动态端口块；

步骤308，按照竞争机制分配动态端口块。

根据本发明的一个实施例，当有用户的固定端口块中有剩余端口，地址转换设备优先为用户使用固定分配端口。当用户的固定分配端口块耗尽时，使用用户已获取到的动态分配端口块（一个或多个）并从中选用最小的动态分配的端口。当用户现有的动态分配端口块耗尽时，地址转换设备重新分配另一个空闲的动态分配端口块。

根据本发明的一个实施例，设置置竞争分配阀值h_A实现动态端口块智能管理。在有较多的剩余动态端口块时，采用先到先得的分配方式；在剩余动态端口块较少时，采用竞争机制根据用户权重来分配动态端口块。即当未分配动态端口块数量j_A≥h_A，则采用先到先得机制分配端口块；当0<j_A≤h_A，则采用竞争机制分配端口块。

根据本发明的一个实施例，先到先得机制为：当用户u_i发起连接，但分配给用户u_i固定端口块已经用完，地址转换设备将在空间J中按顺序分配一个动态端口块M给用户，并同时进行如下运算：在剩余动态端口块空间J中去除此端口块；在已分配动态端口块空间K中添加此端口块。

根据本发明的一个实施例，竞争机制分配动态端口块为：设置用户初始权重w，配置用户最大动态分配端口块数量L_max，则用户最小权重为

每一个用户的初始权重w_i均相同，缺省值为100，当一个用户被分配到一个动态端口块时，它的权重减半，并且再加上一个小于此被减半的权重的随机整数。例如，一个用户u_i已经获得R_ui个动态分配端口块，则此时用户ui的权重为 $w_t=w\&CenterDot;{\left(\frac{1}{2}\right)}^{R_{\mathrm{ui}}}+\mathrm{Random}[0,w\&CenterDot;{\left(\frac{1}{2}\right)}^{R_{\mathrm{ui}}}).$ 当用户的权重w_i小于用户最小权重w_min时，不分配动态分配端口块给用户。

当两个用户同时竞争一个动态分配端口块时，权重高的用户优先获得该端口块。例如，用户的初始权重w_i缺省值为100，当一个用户被分配到一个动态分配端口块时，它的权重减半，再加上一个小于此被减半的权重的随机整数。例如，一个用户u_i已经获得R_ui个动态分配端口块，此例假设R_ui=1，则此时用户u_i的权重为 $w_t=w\&CenterDot;{\left(\frac{1}{2}\right)}^{R_{\mathrm{ui}}}+\mathrm{Random}[0,w\&CenterDot;{\left(\frac{1}{2}\right)}^{R_{\mathrm{ui}}})=50+\mathrm{Random}\left[\mathrm{0,50}\right].$ 当两个用户同时竞争一个动态分配端口块时，权重高的用户优先获得该端口块。设置用户最大动态分配端口块L_max=3时，用户权重最小值为w_min=25，则当用户w小于25时，即已经为用户分配了3个动态分配端口块时，不再分配动态分配端口块给该用户。

根据本发明的一个实施例，动态分配端口块的回收机制为：每个动态分配端口块的老化时间为T，每个端口的老化时间为t，默认T=t。当已分配出去的端口有流量经过时，将重置此端口的老化时间t；当此端口没有流量经过时，其老化时间t开始递减，直到为0；当一个动态分配端口块里的所有端口的老化时间都减少为0时，此端口块的老化时间开始递减，当T减小为0时，此端口块被回收。当端口块的老化时间正在递减时，其中某端口有流量经过，此端口块的老化时间将重置。当一个动态分配端口块被回收时，将此端口块添加到未分配端口块空间J，并在已分配端口块空间K中去除此端口块。

根据本发明的一个实施例，动态分配端口块的老化时间T可根据需要配置其初始值。同时采用老化时间加速衰减机制，配置一个老化时间加速参数a_t(0<a_t<1，缺省a_t=0.5)，当剩余的端口块数量j_A≤h_A时（h_A为竞争分配阀值），将空间J中的端口块的老化时间T设定为T’=T·a_t，当端口块被释放后，端口块老化时间T恢复其初始值。

根据本发明的一个实施例，地址转换设备根据用户与私有地址的映射关系，以及用户与公有地址端口块的映射关系共同形成用户私有地址与公有地址端口块的映射关系。用户私有地址与公有地址固定端口块的映射关系和用户私有地址与公有地址动态分配端口块的映射关系分开记录。

图4为根据本发明的地址转换设备的一个实施例的示意图。如图4所示，地址转换设备41包括：地址分配装置411和端口分配装置412。地址分配装置411为用户组配置一个公有IP地址。端口分配装置412在固定分配端口空间中,为用户组中的每个用户分配一个固定端口块；当用户的固定端口块中的端口耗尽时，在动态分配端口空间中为用户分配一个或多个空闲的动态端口块。

根据本发明的一个实施例，端口分配装置412为用户组中的每个用户分配的固定端口块中的端口数都相同；端口分配装置412为用户组划分的动态端口块的数量与用户组中的用户数量相同。

图5为根据本发明的地址转换设备的另一个实施例的示意图。如图5所示，地址转换设备51包括：地址分配装置511和端口分配装置512。阈值设置装置513设置竞争分配阀值h_A。当动态分配端口空间中未分配的动态端口块的数量大于h_A时，端口分配装置512对用户组中的用户采用先到先得机制，按动态端口块中包含的端口号的大小顺序、分配一个动态端口块给用户。

当动态分配端口空间中的未分配动态端口块的数量小于h_A时，端口分配装置512对用户组中的用户采用竞争机制分配动态端口块；权重计算单元514计算用户组中用户的权重；用户组中每个用户的初始权重设为w；用户分配的动态端口块的最大数量为L_max，则用户最小权重为

当一个用户被分配到一个动态端口块时，用户的权重减半，并且再加上一个小于此被减半的权重的随机整数；当一个用户u_i已经获得R_ui个动态分配端口块，则此时用户ui的权重为 $w_t=w\&CenterDot;{\left(\frac{1}{2}\right)}^{R_{\mathrm{ui}}}+\mathrm{Random}[0,w\&CenterDot;{\left(\frac{1}{2}\right)}^{R_{\mathrm{ui}}});$ 则当用户的权重w_i小于w_min时，端口分配装置512不分配动态分配端口块；当两个用户同时竞争一个动态端口块时,则端口分配装置512向权重高的用户优先分配此动态端口块。

动态端口回收装置515回收动态端口块。动态端口回收装置515将每个动态端口块的老化时间设置为T，将动态端口块中的每个端口的老化时间设置为t；当已分配的动态分配端口块中的端口有流量经过时，动态端口回收装置515将重置此端口的老化时间t；当此端口没有流量经过时，其老化时间t开始递减，直到为0；当动态端口块中的所有端口的老化时间都减少为0时，此动态端口块的老化时间开始递减，当T减小为0时，此动态端口块被动态端口回收装置515回收；当动态端口块的老化时间正在递减时，此动态端口块中的端口有流量经过，动态端口回收装置515将此动态端口块的老化时间重置为T。

动态端口回收装置515设置一个老化时间加速参数a_t，0<a_t<1；当动态分配端口空间中未分配的动态端口块的数量小于h_A时，动态端口回收装置将动态分配端口空间中剩余的动态端口块的老化时间T设定为T·a_t。

本发明的地址转换设备分配端口的方法和地址转换设备，在为用户预先分配固定端口块的基础上，动态的分配额外的端口块，并利用回收机制、竞争分配机制和用户权重管理机制，最大限度地实现动态分配端口块的公平性。

可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。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和系统。用于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。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (13)

1.一种地址转换设备为用户分配端口的方法，其特征在于：

地址转换设备为用户组配置一个公有IP地址和端口空间；所述端口空间由固定分配端口空间和动态分配端口空间组成；

所述地址转换设备为用户组中的每个用户在所述固定分配端口空间中分配一个固定端口块；

当所述用户的固定端口块中的端口耗尽时，所述地址转换设备在所述动态分配端口空间中为所述用户分配一个或多个空闲的动态端口块。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述地址转换设备为所述用户组中的每个用户分配的固定端口块中的端口数量都相同。

3.权利要求2所述的方法，其特征在于：

用户从被分配的动态端口块中优先选用端口号小的端口；

当分配给用户的动态端口块中的端口耗尽时，所述地址转换设备重新为用户分配另一个空闲的动态端口块。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

设置竞争分配阀值h_A；

当所述动态分配端口空间中未分配的动态端口块的数量大于所述h_A时，所述地址转换设备对所述用户组中的用户采用先到先得机制，按动态端口块中包含的端口号的大小顺序、分配一个动态端口块给用户。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：

当所述动态分配端口空间中的未分配动态端口块的数量小于所述h_A时，所述地址转换设备对所述用户组中的用户采用竞争机制分配动态端口块；

其中，设置所述用户组中的每个用户的初始权重为w；设置用户分配的动态端口块的最大数量为L_max，则用户最小权重为

当一个用户u_i已经获得R_ui个动态分配端口块时，则用户ui的权重为 $w_t=w\&CenterDot;{\left(\frac{1}{2}\right)}^{R_{\mathrm{ui}}}+\mathrm{Random}[0,w\&CenterDot;{\left(\frac{1}{2}\right)}^{R_{\mathrm{ui}}});$

则当用户的权重w_i小于所述w_min时，不分配动态分配端口块；

当两个用户同时竞争一个动态端口块时,向权重高的用户优先分配此动态端口块。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：

设置每个动态端口块的老化时间为T，动态端口块中的每个端口的老化时间为t；

当已分配的动态分配端口块中的端口有流量经过时，将重置此端口的老化时间t；当此端口没有流量经过时，其老化时间t开始递减，直到为0；

当动态端口块中的所有端口的老化时间都减少为0时，此动态端口块的老化时间开始递减，当T减小为0时，此动态端口块被回收；

当动态端口块的老化时间正在递减时，此动态端口块中的端口有流量经过，此动态端口块的老化时间将重置为T。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：

设置一个老化时间加速参数a_t，其中，0<a_t<1；

当所述动态分配端口空间中未分配的动态端口块的数量小于所述h_A时，将所述动态分配端口空间中剩余的动态端口块的老化时间T设定为T·a_t。

8.一种地址转换设备，其特征在于，包括：

地址分配装置，用于为用户组配置一个公有IP地址；

端口分配装置，用于在固定分配端口空间中,为用户组中的每个用户分配一个固定端口块；当所述用户的固定端口块中的端口耗尽时，在动态分配端口空间中为所述用户分配一个或多个空闲的动态端口块。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于：

所述端口分配装置为所述用户组中的每个用户分配的固定端口块中的端口数都相同。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，还包括：

阈值设置装置，用于设置竞争分配阀值h_A；

其中，当所述动态分配端口空间中未分配的动态端口块的数量大于所述h_A时，所述端口分配装置对所述用户组中的用户采用先到先得机制，按动态端口块中包含的端口号的大小顺序、分配一个动态端口块给用户。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于：

当所述动态分配端口空间中的未分配动态端口块的数量小于所述h_A时，所述端口分配装置对所述用户组中的用户采用竞争机制分配动态端口块；

所述地址转换设备包括权重计算装置，用于计算所述用户组中用户的权重；

其中，所述用户组中每个用户的初始权重设为w；用户分配的动态端口块的最大数量为L_max，则用户最小权重为当一个用户被分配到一个动态端口块时，用户的权重减半，并且再加上一个随机整数；

当一个用户u_i已经获得R_ui个动态分配端口块时，则用户ui的权重为 $w_t=w\&CenterDot;{\left(\frac{1}{2}\right)}^{R_{\mathrm{ui}}}+\mathrm{Random}[0,w\&CenterDot;{\left(\frac{1}{2}\right)}^{R_{\mathrm{ui}}});$

则当用户的权重w_i小于所述w_min时，所述端口分配装置不分配动态分配端口块；

当两个用户同时竞争一个动态端口块时,则所述端口分配装置向权重高的用户优先分配此动态端口块。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，还包括：

动态端口回收装置，用于回收动态端口块；

其中，所述动态端口回收装置将每个动态端口块的老化时间设置为T，将动态端口块中的每个端口的老化时间设置为t；当已分配的动态分配端口块中的端口有流量经过时，所述动态端口回收装置将重置此端口的老化时间t；当此端口没有流量经过时，其老化时间t开始递减，直到为0；

当动态端口块中的所有端口的老化时间都减少为0时，此动态端口块的老化时间开始递减，当T减小为0时，此动态端口块被所述动态端口回收装置回收；

当动态端口块的老化时间正在递减时，此动态端口块中的端口有流量经过，所述动态端口回收装置将此动态端口块的老化时间重置为T。

13.如权利要求12所述的设备，其特征在于：

所述动态端口回收装置设置一个老化时间加速参数a_t，其中，0<a_t<1；

当所述动态分配端口空间中未分配的动态端口块的数量小于所述h_A时，所述动态端口回收装置将所述动态分配端口空间中剩余的动态端口块的老化时间T设定为T·a_t。

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