CN104869065B - 数据报文处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种数据报文处理方法及装置，该方法包括：接收业务功能链SFC控制器下发的用于执行IPv6过渡技术的IPv6过渡策略；依据接收到的IPv6过渡策略对接收到的数据报文进行处理，通过本发明，解决了在相关技术中与IPv6过渡技术的融合存在网络系统无法有效运作，以及无法有效实现IPv6过渡技术的统一部署的问题，进而达到了不仅能够有效减轻现有网络的性能压力，而且较有力地减少了设备与设备之间的通道拥塞的效果。

Description

数据报文处理方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种数据报文处理方法及装置。

背景技术

随着现代技术的飞速发展，国际互联网已经广泛应用到各个领域。现阶段使用的协议IPv4已不能满足时代的发展，其定义的IPv4已经分配完毕，诸多国家和地区面临IPv4地址短缺的问题。新一代地址协议IPv6取代IPv4是必然的趋势，但要完成从IPv4到IPv6的过渡将是一个渐进的长期的过程。在这个过程中出现了许多中过渡技术，主要包括：

IPv6/IPv4双栈技术：双栈节点与IPv4节点通讯时使用IPv4协议栈，与IPv6节点通讯时使用IPv6协议栈。

隧道技术：提供了两个IPv6站点之间通过IPv4网络实现通讯连接，以及两个IPv4站点之间通过IPv6网络实现通讯连接的技术。

IPv4/IPv6协议转换技术：提供了IPv4网络与IPv6网络之间的互访技术。

目前，全球互联网最具权威的技术标准化组织互联网工程任务组（InternetEngineering Task Force，简称为IETF）有若干工作组在讨论IPv6过渡方面的技术，目前主要的解决方案涉及到：IPv4到IPv4的网络地址转换（Network Address Translation IPv4-IPv4，简称为NAT44）、IPv4到IPv4的双层网络地址转换（Network Address TranslationIPv4-IPv4-IPv4，简称为NAT444）、轻型双栈（Dual-Stack Lite，简称为DS-Lite）、轻型IPv4叠加IPv6双栈（Light Weight4over6）、地址端口封装映射（Mapping of Address and Portwith Encapsulation，简称为MAP）、IPv6到IPv4的网络地址转换（Network AddressTranslation IPv6-IPv4，简称为NAT64）、IPv6本地接入路由器（IPv6Provider Edge，简称为6PE）、IVI（IV-VI，罗马数字4-6，象征IPv4-IPv6无状态翻译）等技术形态。

但是，在相关技术中，每种IPv6过渡技术只解决特定场景下的IPv6过渡问题，无法统一运作。并且对于IPv6技术统一部署的努力均是基于软件定义网络（Software DefinedNetwork，简称为SDN）下进行的，SDN架构是一种新型网络创新架构，其核心技术是通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。

IPv6过渡技术和SDN技术的融合，解决了IPv6统一部署和管理的问题，但是存在诸多不足：相关技术中的IPv6过渡技术中，大部分技术需要维护会话。所谓的会话，就是用户访问外部网络产生的内网地址、端口和外网地址、端口的映射条目。图1是相关技术中SDN与IPv6过渡的融合技术架构示意图，如图1所示，该IPv6和SDN过渡融合技术存在以下不足：

在相关技术的IPv6过渡和SDN融合技术中，对于用户连接互联网的首包，会通过转发设备上送SDN的Controller（控制器），让SDN控制器产生会话。由于SDN控制器需要管理大量的转发设备，这种做法将会导致SDN控制器需要维护大量的会话，占用大量的SDN控制器性能。例如，SDN控制器控制10000个转发设备，每个转发设备最大支持容纳1000万条会话，如果采用SDN的架构，SDN控制器就需要支持1000亿条会话，这样会给SDN控制器带来巨大的压力。另外，SDN控制器同时需要管理其他的业务，例如，网络拓扑计算、流表下发等等，所以融合IPv6过渡技术之后，会带来更大的存储和计算的压力。

再者，对于用户连接互联网的首包，会通过转发设备上送SDN控制器，转发设备和SDN控制器之间将会产生大量的流量导致网络拥塞。例如，转发设备每秒钟支持新建100万条会话，每个SDN控制器控制10000个转发设备，那么转发设备和SDN控制器之间的传输，每秒将会产生100亿个数据包，SDN控制器根本无法完成数据包的接收和处理。

因此，在相关技术中与IPv6过渡技术的融合存在网络系统无法有效运作，以及无法有效实现IPv6过渡技术的统一部署的问题。

发明内容

本发明提供了一种数据报文处理方法及装置，以至少解决在相关技术中与IPv6过渡技术的融合存在网络系统无法有效运作，以及无法有效实现IPv6过渡技术的统一部署的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种数据报文处理方法，包括：接收业务功能链SFC控制器下发的用于执行IPv6过渡技术的IPv6过渡策略；依据接收到的所述IPv6过渡策略对接收到的数据报文进行处理。

优选地，所述IPv6过渡策略包括以下至少之一：用于标识进行IPv6过渡的技术类型的IPv6过渡技术类型、用于标识所述数据报文进行网络地址转换NAT的公网地址池信息、业务功能SF节点所包括的业务功能集合。

优选地，所述IPv6过渡技术类型包括以下至少之一：转型双栈DS-Lite技术、IPv6快速部署6RD技术、IPv6本地接入路由器6PE技术、IPv6虚拟专用网络提供商边缘6VPE技术、网络地址转换NAT技术、IPv4到IPv4的双层网络地址转换NAT444技术、地址端口封装映射MAP技术、IPv4-IPv6无状态翻译IVI技术、轻型IPv4叠加IPv6Light Weight4over6双栈技术、IPv6叠加IPv46o4隧道技术、IPv4叠加IPv64o6隧道技术、IPv6到IPv4的网络地址转换NAT64技术、通用IPv4叠加IPv6P4o6隧道技术、有状态无状态合并翻译464XLAT技术。

优选地，所述SF节点所包括的业务功能集合包括以下至少之一：业务功能网络地址转换SF-NAT、业务功能软线SF-SW、业务功能日志SF-LOG、业务功能用户管理SF-USER。

优选地，在依据接收到的所述IPv6过渡策略对在所述SDN接收到的所述数据报文进行处理之前，还包括：接收到经过业务分类器分类的所述数据报文，其中，所述数据报文携带有所述数据报文信息以下至少之一：业务类型、IPv6过渡技术类型、下一跳、转发路径、出向标记、入向标记、流序号、公网地址池索引、用户索引、访问控制列表索引。

优选地，所述业务分类器承载于以下至少之一的网络设备中：服务器、虚拟机、路由器、交换机、家庭网关、防火墙。

优选地，依据接收到的所述IPv6过渡策略对在所述SDN接收到的所述数据报文进行处理包括：在接收到的所述数据报文为首包的情况下，从公网地址池索引所标识的地址池中提取出一个IP地址和一个端口；依据取出的所述IP地址和端口，以及所述数据报文的源IP地址、源端口号、协议类型生成转发表项；依据生成的所述转发表项转发所述数据报文。

根据本发明的另一方面，提供了一种数据报文处理装置，包括：第一接收模块，用于接收业务功能链SFC控制器下发的用于执行IPv6过渡技术的IPv6过渡策略；处理模块，用于依据接收到的所述IPv6过渡策略对接收到的数据报文进行处理。

优选地，该装置还包括：第二接收模块，用于接收到经过业务分类器分类的所述数据报文，其中，所述数据报文携带有所述数据报文信息以下至少之一：业务类型、IPv6过渡技术类型、下一跳、转发路径、出向标记、入向标记、流序号、公网地址池索引、用户索引、访问控制列表索引。

优选地，所述处理模块包括：提取单元，用于在接收到的所述数据报文为首包的情况下，从公网地址池索引所标识的地址池中提取出一个IP地址和一个端口；生成单元，用于依据取出的所述IP地址和端口，以及所述数据报文的源IP地址、源端口号、协议类型生成转发表项；转发单元，用于依据生成的所述转发表项转发所述数据报文。

优选地，所述装置承载于以下至少之一的网络设备中：服务器、虚拟机、路由器、交换机、家庭网关、防火墙。

通过本发明，采用接收业务功能链SFC控制器下发的用于执行IPv6过渡技术的IPv6过渡策略；依据接收到的所述IPv6过渡策略对接收到的数据报文进行处理，解决了在相关技术中与IPv6过渡技术的融合存在网络系统无法有效运作，以及无法有效实现IPv6过渡技术的统一部署的问题，进而达到了不仅能够有效减轻现有网络的性能压力，而且较有力地减少了设备与设备之间的通道拥塞的效果。

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，构成本申请的一部分，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是相关技术中SDN与IPv6过渡的融合技术架构示意图；

图2是根据本发明实施例的数据报文处理方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的数据报文处理装置的结构框图；

图4是根据本发明实施例的数据报文处理装置的优选结构框图；

图5是根据本发明实施例的数据报文处理装置中处理模块34的优选结构框图；

图6是根据本发明实施例的业务功能链的示意图；

图7是根据本发明实施例的业务分类模块和SFC节点报文交互的元数据示意图；

图8是根据本发明优选实施例1的基于SFC的NAT44部署场景示意图；

图9是根据本发明优选实施例2的基于SFC的DS-Lite部署场景示意图；

图10是根据本发明优选实施例3的基于SFC的LightWeight4over6部署场景示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实施例中提供了一种数据报文处理方法，图2是根据本发明实施例的数据报文处理方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S202，接收业务功能链SFC控制器下发的用于执行IPv6过渡技术的IPv6过渡策略，其中，该IPv6过渡策略包括了用于执行IPv6过渡的技术处理，例如，该IPv6过渡策略可以包括以下至少之一：用于标识进行IPv6过渡的技术类型的IPv6过渡技术类型、用于标识数据报文进行网络地址转换NAT的公网地址池信息、业务功能SF节点所包括的业务功能集合；

步骤S204，依据接收到的该IPv6过渡策略对接收到的数据报文进行处理。

通过上述步骤，将现有网络中业务功能链（Service Function Chains，简称为SFC）控制器需要全部负责的IPv6过渡业务处理，通过将IPv6过渡策略下发，由SFC控制器的下发IPv6过渡策略的设备对IPv6过渡业务进行有效处理，不仅解决了在相关技术中与IPv6过渡技术的融合存在网络系统无法有效运作，以及无法有效实现IPv6过渡技术的统一部署的问题，进而达到了不仅能够有效减轻现有网络的性能压力，而且较有力地减少了设备与设备之间的通道拥塞的效果。

其中，上述IPv6过渡技术类型可以包括多种，例如，可以包括以下至少之一：转型双栈DS-Lite技术、IPv6快速部署6RD技术、IPv6本地接入路由器6PE技术、IPv6虚拟专用网络提供商边缘6VPE技术、网络地址转换NAT技术、IPv4到IPv4的双层网络地址转换NAT444技术、地址端口封装映射MAP技术、IPv4-IPv6无状态翻译IVI技术、轻型IPv4叠加IPv6LightWeight4over6双栈技术、IPv6叠加IPv46o4隧道技术、IPv4叠加IPv64o6隧道技术、IPv6到IPv4的网络地址转换NAT64技术、通用IPv4叠加IPv6P4o6隧道技术、有状态无状态合并翻译464XLAT技术。上述SF节点所包括的业务功能集合也可以包括多种，例如，可以包括以下至少之一：业务功能网络地址转换SF-NAT、业务功能软线SF-SW、业务功能日志SF-LOG、业务功能用户管理SF-USER。需要指出的是，上述IPv6过渡技术类型以及SF节点所包括的业务功能集合仅仅是一个列举。

优选地，在依据接收到的IPv6过渡策略对在SDN接收到的数据报文进行处理之前，由业务分类器对接收到的数据报文进行分类，之后，对分类后的数据报文进行处理。即，通过对业务数据报文分类来提高对数据报文的处理，接收到IPv6过渡策略的设备接收到经过业务分类器分类的数据报文，需要说明的是，该数据报文中携带有用于进行IPv6过渡的信息，例如，该数据报文中携带有数据报文信息以下至少之一：业务类型、IPv6过渡技术类型、下一跳、转发路径、出向标记、入向标记、流序号、公网地址池索引、用户索引、访问控制列表索引，依据数据报文的上述信息进行IPv6过渡处理。较佳地，该业务分类器可以承载于以下至少之一的网络设备中：服务器、虚拟机、路由器、交换机、家庭网关、防火墙。

另外，依据接收到的IPv6过渡策略对在SDN接收到的数据报文进行处理时，在接收到的数据报文不为首包的情况下，直接依据数据报文中所携带的信息进行处理，而在接收到的数据报文为首包的情况下，从公网地址池索引所标识的地址池中提取出一个IP地址和一个端口；依据取出的IP地址和端口，以及数据报文的源IP地址、源端口号、协议类型生成转发表项；依据生成的转发表项转发数据报文。

在本实施例中还提供了一种数据报文处理装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图3是根据本发明实施例的数据报文处理装置的结构框图，如图3所示，该装置包括第一接收模块32和处理模块34，下面对该装置进行说明。

第一接收模块32，用于接收业务功能链SFC控制器下发的用于执行IPv6过渡技术的IPv6过渡策略；处理模块34，连接至上述第一接收模块32，用于依据接收到的IPv6过渡策略对接收到的数据报文进行处理。

图4是根据本发明实施例的数据报文处理装置的优选结构框图，如图4所示，该装置除包括图3所示的所有模块外，还包括第二接收模块42，下面对该第二接收模块42进行说明。

第二接收模块42，连接至上述第一接收模块32，用于接收到经过业务分类器分类的数据报文，其中，数据报文携带有数据报文信息以下至少之一：业务类型、IPv6过渡技术类型、下一跳、转发路径、出向标记、入向标记、流序号、公网地址池索引、用户索引、访问控制列表索引。

图5是根据本发明实施例的数据报文处理装置中处理模块34的优选结构框图，如图5所示，该处理模块34包括提取单元52、生成单元54和转发单元56，下面对该处理模块34进行说明。

提取单元52，用于在接收到的数据报文为首包的情况下，从公网地址池索引所标识的地址池中提取出一个IP地址和一个端口；生成单元54，连接至上述提取单元52，用于依据取出的IP地址和端口，以及数据报文的源IP地址、源端口号、协议类型生成转发表项；转发单元56，连接至上述生成单元54用于依据生成的转发表项转发数据报文。

优选地，上述数据报文装置可以承载于以下至少之一的网络设备中：服务器、虚拟机、路由器、交换机、家庭网关、防火墙。即一种IPv6和IPv4双栈和过渡的设备，尤其是针对路由器、交换机、防火墙、服务器、家庭网关等进行IPv6平滑升级的部署。另外，还可以是具有网络地址转换（Network Address Translation，简称为NAT）功能的网络设备（例如，路由器、防火墙、虚拟网关设备等）。

下面结合优选实施例对本发明进行说明。

业务功能链是一种标准化的网络技术。自从数据中心网络向Overlay（叠加）网络发展以后，网络边缘成为了虚拟网络与物理网络的分界点，其中，网络边缘为服务器（Server）或者ToR，以及可能为网关（Gateway）。然而Overlay技术并没有解决所有问题，数据中心中还有很多中间网络（Middleware），例如，防火墙/负载均衡器等，这些设备都是基于用户业务来处理的，如果通过隧道而穿越这些设备，显然是不行的。数据中心的这种部署模型，要求虚拟防火墙/负载均衡器可以在网络中任意部署，也就是与网络拓扑无关。这样的新问题是，如果将流量能够灵活的通过虚拟防火墙/负载均衡器进行处理?于是产生了虚拟防火墙/负载均衡器等新型中间件，这些虚拟防火墙/负载均衡器，部署在网络的边缘，可以由标准服务器来实现。

在相关技术中，把虚拟防火墙/负载均衡器/网关等业务处理功能，称为业务功能（Service Function，简称为SF），而流量经过一系列的业务功能的处理，形成业务功能链（Service Function Chains），图6是根据本发明实施例的业务功能链的示意图，如图6所示，其中的实线与虚线分别代表两条业务功能链。在SFC的框架中可以包括以下组件：业务叠加（Service Overlay），即各个网络边缘节点需要通信的Overlay（叠加）技术；通用业务控制平面（Generic Service Control Plane，简称为GSCP），就是形成业务功能链的控制器；业务分类（Service Classification），即需要进行流识别，然后特定的流，进行特定的业务功能链处理，承担业务分类模块的节点一般称作Classifier（分类器）；控制平面元数据（Dataplane Metadata），这是一大特点，Metadata（元数据）允许各个边缘业务处理节点，能够互相交换信息，达到某种业务处理目的；业务节点（Sevice node，或者SF node），运行和产生SF的载体，可以是服务器、虚拟机、网络设备等装置。该业务功能链能够将网络设备业务功能和转发分离开来，从而实现了业务功能的独立运算和处理，提升网络设备的转发性能。

鉴于SFC的上述特点，在本实施例中提供了一种基于SFC统一部署IPv6过渡技术的方法，将SFC融合到当前SDN架构中，解决了SDN和IPv6过渡技术融合的问题，与SDN架构能够进行有效的协同运作，通过定义metadata的报文格式和传输数据，即各个业务边缘处理节点交换信息的metadata的内容，完成IPv6过渡技术的统一部署。

下面对该基于SFC统一部署IPv6过渡技术的方法进行说明。

基于SFC统一部署IPv6过渡技术汇总出来，可以分为以下四种业务功能SF：

网络地址转换功能NAT：本申请中所有的NAT是指地址转换技术的统称，包含网络地址端口转换（Network Address Port Translation，简称为NAPT）、IPv6到IPv4的网络地址转换（NAT64）等所有涉及到地址转换的技术。后文将此业务功能称作SF-NAT。

软线（softwire）功能：软线是一种隧道技术，后文将此业务功能称作SF-SW。

日志功能：记录用户网络地址转换的日志，后文将此业务功能称作SF-LOG。

用户管理功能：执行用户管理模块功能，后文将此业务功能称作SF-USER。

IPv6过渡技术包括上述的一个或多个业务功能（Service Function）。每个业务功能运行在SF节点上。SF节点可以是网络设备、物理服务器或虚拟服务器中的至少一种。例如，路由器、交换机、家庭网关、防火墙、刀片式服务器、虚拟机等等。

转发设备和SFC控制器（SFC Controller）不直接进行IPv6过渡技术相关的报文交互，SFC控制器也不处理NAT、软线、会话、用户管理等业务的处理。SF-NAT、SF-SW、SF-LOG、SF-USER等四种业务功能在SF节点上进行处理，并且SF节点和Service Classification（业务分类）模块之间传递相关的metadata信息。该业务分类（Service Classification）模块用于进行流识别，然后依据特定的流，进行特定的业务功能链处理。该模块可以运行在各种网络设备或服务器上，包括CPE（客户前置装置）、机顶盒、路由器、交换机、防火墙、服务器、虚拟机等。

SFC控制器，是对SF节点进行管理、计算和控制的设备。可以和SDN控制器融合，也可以互相独立。另外，该SF节点用于进行会话的创建、删除、更新等动作。其中，SF节点和SFC控制器之间也进行地址池交互信息、业务配置信息的信息报文交互。转发设备和SFC控制器进行除IPv6过渡技术之外的报文交互和业务处理，在此不进行赘述。

（1）SFC Controller下发IPv6过渡策略至SF节点。

SFC Controller根据配置信息，下发IPv6过渡策略至SF节点。

该IPv6过渡策略包括过渡技术类型、公网地址池信息、SF节点所需的SF（ServiceFunction，业务功能）集合。

上述过渡技术类型包括DS-Lite、IPv6快速部署（IPv6Rapid Deployment，简称为6RD）、供应商边缘（IPv6Provider Edge，简称为6PE）、IPv6虚拟专用网络供应商边缘（IPv6Virtual Private Network Provider Edge，简称为6VPE）、NAT、NAT444、MAP、IVI、Light Weight4over6、6o4隧道、4o6隧道、NAT64、通用IPv4叠加IPv6P4o6隧道技术、有状态无状态合并翻译464XLAT技术等技术类型至少之一。

公网地址池信息，是指用于NAT转换（包括IPv4到IPv4地址、IPv6到IPv4地址、IPv4到IPv6地址的转换）的公网IP地址池。

SF节点所需的SF集合包括SF-NAT、SF-SW、SF-LOG、SF-USER至少之一。

（2）SFC控制器下发IPv6过渡策略至SF节点之后，业务分类模块与SF节点的动作行为和报文交互如下：

Classifier（分类器）的业务分类模块将用户侧报文首包和metadata（元数据）上送给SF（业务功能）。

用户侧报文首包，是指该报文是用户侧设备第一次使用某个IP地址、某个端口和协议号作为源IP地址、源端口号和协议号发起访问外部网络的报文。

外部网络，是指该转发设备所连接的网络中，除了连接上述用户侧网络以外的所有网络。

用户侧报文的字段信息包括源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、协议号至少之一。

业务分类模块除了将整个首包报文发送到SF，还需要将业务类型、IPv6过渡技术类型、下一跳、转发路径、出向/入向标记、流序号、公网地址池索引、用户索引、访问控制列表索引至少之一标记封装在metadata（元数据）内，图7是根据本发明实施例的业务分类模块和SFC节点报文交互的元数据示意图，如图7所示，该元数据和首包报文一起发送到SF。

在相关技术中，metadata报文格式，含有Base Header（基本网络业务报文头）和Context Header（信息头部）组成。而在本实施例中，约定了IPv6过渡技术的Context Headr（信息头部），如图3所示，包括：业务类型、IPv6过渡技术类型、长度、保留字段、下一跳、转发路径、出向/入向标记、流序号、公网地址池索引、用户索引、访问控制列表索引在内一起组成IPv6过渡技术的Context Header。

需要说明的是，上述出向/入向标记，是一个值，标记报文是从用户侧发送到外部网络，还是外部网络发送到用户侧；业务类型，用于标识该Context Header的类型为IPv6过渡网络部署的业务；长度，是指Context Header的字节长度；IPv6过渡技术类型，是标识该网络采用那种IPv6过渡技术；下一跳，是标识报文转发的下一个目的是哪里；转发路径，是标识报文转发需要通过那些转发设备；流序号，是标识该报文属于哪条流；公网地址池索引，是标识该报文需要用哪个地址池进行NAT转换；用户索引，是标识该报文是由哪个用户发出；访问控制列表索引，是标识该报文适用于哪条访问控制列表规则。

如果业务分类模块接收到的用户侧报文不是首包，则根据查找到的表项进行转发。

SF根据所接收到的用户侧报文首包，生成转发表项，并进行转发。

通过上述实施例及优选实施方式，不仅解决了相关技术中IPv6过渡技术部署的难题，还克服了相关技术中的诸多缺陷：

通过约定Metadata（元数据），即各个边缘业务处理节点互相交换的信息，使SFC架构下IPv6过渡技术融合有了实现的可能；通过采用分层架构，SF节点处于转发设备和SFC控制器之间，数量上也多于SFC控制器。因此每个SF节点保存的会话数远小于现有技术中SDN控制器需要保存的会话数，减轻了服务器内存性能压力；转发设备上送的数据包不会汇聚到一个SDN控制器，而是分散的发送给各个SF节点。因此，通过不改变SDN部署架构的情况下增加SF节点，转发设备和服务器之间的通道拥塞问题得到有效的解决。

由于用户端设备（Customer Premises Equipment，简称为CPE）数量繁多，CPE在IPv6过渡技术中需求与日俱增，例如，CPE需要完成NAT、软线、PCP客户端等业务，导致CPE设备的成本愈来愈占据运营商成本的重要一部分。通过统一和简化CPE的需求，CPE上只需要做到SF节点的通道功能，其他业务都可以放在SF节点上进行，有效的节约了运营成本。

下面结合附图对本发明优选实施例进行说明。

优选实施例1：

图8是根据本发明优选实施例1的基于SFC的NAT44部署场景示意图，如图8所示，该基于SFC的IPv6过渡技术部署方法的流程包括以下步骤：

S1，SDN控制器向分类器（classifers）下发公网地址池，用于NAT转换，本实施例中classifer驻留在路由器上；

S2，SDN控制器通过相应的配置向SFC下发所在网络NAT44场景所在的位置（即其所控制的路由器等网络设备所在位置），并下发SF节点且串成业务功能链，业务功能链中的SF包括SF-NAT、SF-LOG、SF-USER；

Outbound流量处理流程（从用户侧网络发到外部网络的数据流量）：

S3，IPv4用户侧终端发出一个访问Internet的报文，通过客户网关和相关网络设备之后，到达路由器；

S4，路由器收到该报文，查找转发表。因为是首包，因此路由器没有查找到相应的转发表项。于是路由器将报文发送给业务分类模块，业务分类模块将报文和转发路径、下一跳、出向/入向、公网地址池索引等标记封装在metadata内，并发送到SF节点；

S5，SF节点发现是出向报文（即用户侧发到外部网络的报文），于是进行SF-USER处理，查找用户信息，确认是合法的用户；

S6，SF节点继续将报文进行SF-NAT处理，SF节点将报文的源IP地址、源端口号、协议类型查找转发表。查找结果发现没有相关的转发表项（即首包），于是将公网地址池索引所标识的地址池中的一个IP地址取出，并选取一个端口，作为转换后的IP地址和端口，和上述源IP地址、源端口号、协议类型结合生成一个转发表项；

S7，SF节点将该报文进行网络地址和端口转换，并通过metadata中携带的下一跳和转发路径，发送到下一跳；

S8，SF节点进行SF-LOG处理，记录下转发表项生成的时间；

S9，SF节点转发表策略配置为转发设备转发，于是将所生成的转发表项下发到转发设备。首包上送和转发表生成的流程执行完毕。

Inbound流量处理流程（从外部网络发到用户侧网络的数据流量）；

S10，Internet侧报文发送到至路由器之后，路由器查找相关的转发表；

S11，查找到相关的转发表项，将报文进行网络地址和端口转换，发送到下一跳，直到用户侧；

S12，若没有查找到相关的转发表项，则丢弃该报文。

优选实施例2：

图9是根据本发明优选实施例2的基于SFC的DS-Lite部署场景示意图，如图9所示，基于图9所示架构，该基于SFC的IPv6过渡技术部署方法的流程包括以下步骤：

S1，SDN控制器向路由器的classifer下发公网地址池，用于NAT转换，本实施例中两个classifer分别驻留在客户网关和路由器上；

S2，SDN控制器通过相应的配置向SFC下发所在网络DS-Lite场景所在的位置（即其所控制的路由器、客户网关等网络设备所在位置），并下发到SF节点且串成业务功能链，业务功能包括SF-NAT、SF-LOG、SF-USER、SF-SW；

其中，控制客户网关的SF节点1下发SF-SW，控制转发设备的SF节点2下发SF-NAT、SF-LOG、SF-USER、SF-SW；

Outbound流量处理流程（从用户侧网络发到外部网络的数据流量）：

S3，双栈用户侧终端发出一个访问IPv4互联网的IPv4报文，通过客户网关时，客户网关将该IPv4报文发送到分类器（classifer），分类器将该报文和携带出向标记、转发路径的metadata发送到SF节点1；

S4，SF节点1发现是出向报文，进行SF-SW处理，即将报文封装在IPv6的隧道内，并根据metadata所携带的转发路径发送到下一级转发设备；

S5，路由器收到该IPv6隧道封装的报文后，将报文发送到分类器，分类器将该报文和转发路径、下一跳、出向/入向标记封装在metadata内，并发送到SF节点2；

S6，SF节点2发现是出向报文（即用户侧发到外部网络的报文），于是进行SF-USER处理，查找用户信息，确认是合法的用户；

S7，SF节点2将报文进行SF-SW处理，解封装该报文的IPv6隧道头，还原为IPv4报文；

S8，SF节点2将IPv4报文进行SF-NAT处理，SF节点将报文的源IP地址、源端口号、协议类型查找转发表。查找结果发现没有相关的转发表项（即首包），于是将公网地址池的一个IP地址取出，并选取一个端口，作为转换后的IP地址和端口，和上述源IP地址、源端口号、协议类型结合生成一个转发表项；

S9，SF节点2将该报文进行网络地址和端口转换，并通过metadata中携带的下一跳和转发路径，发送到下一个转发设备；

S10，SF节点2进行SF-LOG处理，记录下转发表项生成的时间；

S11，SF节点2的转发表策略配置为本地转发，不下发转发表至路由器。首包上送和转发表生成的流程执行完毕。

Inbound流量处理流程（从外部网络发到用户侧网络的数据流量）；

S12，Internet侧报文发送到至路由器之后，路由器将该报文发送到分类器，分类器将该报文和携带入向标记的metadata发送到SF节点2，由SF节点2进行转发表查找；

S13，SF节点2查找到相关的转发表项，将报文进行网络地址和端口转换，并进行IPv6隧道封装，发送到下一个网络设备，直到客户网关；

S14，SF节点2若没有查找到相关的转发表项，则丢弃该报文。（或进行其他处理，根据具体配置，为现有技术）；

S15，客户网关收到该IPv6隧道报文之后，将该报文发送至SF节点1；

S16，SF节点1对该报文进行解封装，还原为IPv4报文，并将该报文发送到下一个处理单元直至双栈用户终端。

优选实施例3：

图10是根据本发明优选实施例3的基于SFC的LightWeight4over6部署场景示意图，如图10所示，该基于SFC的IPv6过渡技术部署方法的流程包括以下步骤：

S1，SDN控制器向客户网关的分类器下发公网地址池，用于NAT转换，本实施例中两个分类器分别驻留在客户网关和路由器上；

S2，SDN控制器通过相应的配置向SFC下发所在网络LightWeight4over6场景所在的位置（即其所控制的路由器、客户网关等网络设备所在位置），并下发到SF节点且串成业务功能链，该业务功能链中的SF包括SF-NAT、SF-LOG、SF-USER、SF-SW；

其中，控制客户网关的SF节点1下发SF-SW、SF-NAT，控制转发设备的SF节点2下发SF-SW；

Outbound流量处理流程（从用户侧网络发到外部网络的数据流量）；

S3，双栈用户侧终端发出一个访问IPv4互联网的IPv4报文，通过客户网关时，客户网关将该IPv4报文发送到分类器，分类器将该报文和携带出向标记、转发路径、公网地址池索引的metadata发送到SF节点1；

S4，SF节点1发现是出向报文，进行SF-NAT处理，SF节点将报文的源IP地址、源端口号、协议类型查找转发表。查找结果发现没有相关的转发表项（即首包），于是将公网地址池的一个IP地址取出，并选取一个端口，作为转换后的IP地址和端口，和上述源IP地址、源端口号、协议类型结合生成一个转发表项；

S5，SF节点1对报文进行SF-SW处理，将报文封装在IPv6的隧道内，并根据metadata所携带的转发路径发送到下一级转发设备；

S6，路由器收到该IPv6隧道封装的报文后，将报文发送到分类器，分类器将该报文和转发路径、下一跳、出向标记封装在metadata内，并发送到SF节点2；

S7，SF节点2将报文进行SF-SW处理，解封装该报文的IPv6隧道头，还原为IPv4报文；

S8，SF节点2通过metadata中携带的下一跳和转发路径，发送到下一个转发设备；

Inbound流量处理流程（从外部网络发到用户侧网络的数据流量）：

S9，Internet侧报文发送到至路由器之后，路由器将该报文发送到分类器，分类器将该报文和metadata发送到SF节点2，由SF节点2进行IPv6解封装操作，并发送给下一级转发设备直至客户网关；

SS10，客户网关收到该IPv6隧道报文之后，将该报文发送至SF节点1；

S11，SF节点1进行IPv6隧道解封装，还原报文为IPv4报文，并查找相关的转发表；

S12，SF节点1查找到相关的转发表项，将报文进行网络地址和端口转换，发送到双栈客户终端；

S13，SFC节点1若没有查找到相关的转发表项，则丢弃该报文。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或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，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。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优选实施例而已，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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种数据报文处理方法，其特征在于，包括：

接收业务功能链SFC控制器下发的用于执行IPv6过渡技术的IPv6过渡策略，其中，所述IPv6过渡策略包括以下至少之一：用于标识进行IPv6过渡的技术类型的IPv6过渡技术类型、用于标识所述数据报文进行网络地址转换NAT的公网地址池信息、业务功能SF节点所包括的业务功能集合；

依据接收到的所述IPv6过渡策略对SDN接收到的数据报文进行处理；

其中，依据接收到的所述IPv6过渡策略对在所述SDN接收到的所述数据报文进行处理包括：在接收到的所述数据报文为首包的情况下，从公网地址池索引所标识的地址池中提取出一个IP地址和一个端口；依据取出的所述IP地址和端口，以及所述数据报文的源IP地址、源端口号、协议类型生成转发表项；依据生成的所述转发表项转发所述数据报文；

其中，在依据接收到的所述IPv6过渡策略对在所述SDN接收到的所述数据报文进行处理之前，还包括：接收到经过业务分类器分类的所述数据报文，其中，所述数据报文携带有数据报文信息，所述数据报文信息包括以下至少之一：业务类型、IPv6过渡技术类型、下一跳、转发路径、出向标记、入向标记、流序号、公网地址池索引、用户索引、访问控制列表索引。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述IPv6过渡技术类型包括以下至少之一：

转型双栈DS-Lite技术、IPv6快速部署6RD技术、IPv6本地接入路由器6PE技术、IPv6虚拟专用网络提供商边缘6VPE技术、网络地址转换NAT技术、IPv4到IPv4的双层网络地址转换NAT444技术、地址端口封装映射MAP技术、IPv4-IPv6无状态翻译IVI技术、轻型IPv4叠加IPv6 Light Weight 4over6双栈技术、IPv6叠加IPv4 6o4隧道技术、IPv4叠加IPv6 4o6隧道技术、IPv6到IPv4的网络地址转换NAT64技术、通用IPv4叠加IPv6 P4o6隧道技术、有状态无状态合并翻译464XLAT技术。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述SF节点所包括的业务功能集合包括以下至少之一：

业务功能网络地址转换SF-NAT、业务功能软线SF-SW、业务功能日志SF-LOG、业务功能用户管理SF-USER。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述业务分类器承载于以下至少之一的网络设备中：

服务器、虚拟机、路由器、交换机、家庭网关、防火墙。

5.一种数据报文处理装置，其特征在于，包括：

第一接收模块，用于接收业务功能链SFC控制器下发的用于执行IPv6过渡技术的IPv6过渡策略，其中，所述IPv6过渡策略包括以下至少之一：用于标识进行IPv6过渡的技术类型的IPv6过渡技术类型、用于标识所述数据报文进行网络地址转换NAT的公网地址池信息、业务功能SF节点所包括的业务功能集合；

处理模块，用于依据接收到的所述IPv6过渡策略对SDN接收到的数据报文进行处理；

第二接收模块，用于接收到经过业务分类器分类的所述数据报文，其中，所述数据报文携带有数据报文信息，所述数据报文信息包括以下至少之一：业务类型、IPv6过渡技术类型、下一跳、转发路径、出向标记、入向标记、流序号、公网地址池索引、用户索引、访问控制列表索引

其中，所述装置还用于在接收到的所述数据报文为首包的情况下，从公网地址池索引所标识的地址池中提取出一个IP地址和一个端口；依据取出的所述IP地址和端口，以及所述数据报文的源IP地址、源端口号、协议类型生成转发表项；依据生成的所述转发表项转发所述数据报文。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理模块包括：

提取单元，用于在接收到的所述数据报文为首包的情况下，从公网地址池索引所标识的地址池中提取出一个IP地址和一个端口；

生成单元，用于依据取出的所述IP地址和端口，以及所述数据报文的源IP地址、源端口号、协议类型生成转发表项；

转发单元，用于依据生成的所述转发表项转发所述数据报文。

7.根据权利要求5至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置承载于以下至少之一的网络设备中：

服务器、虚拟机、路由器、交换机、家庭网关、防火墙。

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