CN111405076A - 基于OpenFlow SDN的IPv4/IPv6协议转换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于OpenFlow SDN的IPv4/IPv6协议转换方法，包括如下步骤：1)在数据中心部署OpenFlow网络，IPv6用户要访问IPv4应用时，通过查询DNS获取IPv4应用对应的IPv6地址；OpenFlow交换机接收到数据分组后，转发给控制器处理；OpenFlow交换机将新的数据分组传递给目的服务器。目的服务器收到数据分组后，进行相应的处理。本发明融合网络层和应用层翻译，能根据ICP应用需求进行灵活的应用网关定制，实现更优的转换效果；支持分布式协议翻译，可提高协议转换性能；通过在控制器维持ICP应用地址映射表，在双栈服务器环境下，可以避免对DNS64的依赖。

Description

基于OpenFlow SDN的IPv4/IPv6协议转换方法

技术领域

本发明涉及一种基于OpenFlow SDN的IPv4/IPv6协议转换方法。

背景技术

互联网高速发展，云计算、物联网等资源密集型应用不断涌现，正在加速网络地址的消耗。目前全球IPv4地址总库已经耗尽，运营商可用的IPv4地址库也即将枯竭。全球网络向IPv6演进已经是大势所趋。如何尽快实现向IPv6的平滑过渡，解决IPv4地址紧缺问题，是影响和制约当前互联网发展的重要议题。经过多年的改造，运营商网络从接入网、城域网、到骨干网已经基本具备IPv6能力，但用户使用IPv6积极性并不高，主要原因是主流互联网应用仍运行在IPv4网络之上，IPv6网络可以访问的应用和资源并不多。要将 IPv4应用迁移到IPv6网络，需要ICP对现有系统和平台进行代码升级和修改，难度和复杂度较高短时间内难以实现。由于用户量很小，ICP将应用迁移到IPv6网络的积极性并不高。用户和ICP陷入相互等待的死锁局面。如何解决IPv4和IPv6网络的兼容，实现 IPv4和IPv6的内容互通，是影响IPv6发展的核心问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于OpenFlow SDN的 IPv4/IPv6协议转换方法，可以针对ICP应用灵活定制应用网关，实现更优的转换效果。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

1)在数据中心部署OpenFlow网络，并且在数据中心出口部署网关设备，实现OpenFlow网络与传统网络的互通；

2)IPv6用户要访问IPv4应用时，通过查询DNS获取IPv4 应用对应的IPv6地址。数据分组通过IPv6网络到达数据中心网关，进入OpenFlow网络；

3)OpenFlow交换机接收到数据分组后，转发给控制器处理。控制器识别数据分组是否来自同一个网络；

如果是来自同一网络的访问，控制器直接计算转发路径并下发流表到OpenFlow交换机，由交换机将数据分组转发到目的服务器；

如果是来自不同网络的访问,控制器将进一步识别该数据分组是否具有应用网关处理，如果有，则转交给相应的应用网关处理；否则，转交给NAT64模块进行网络层翻译；

4)OpenFlow交换机将新的数据分组传递给目的服务器。目的服务器收到数据分组后，进行相应的处理。处理结果通过OpenFlow 网络返回给协议转换模块，协议转换模块根据存储的会话状态，进行协议翻译，将IPv4数据分组转换成IPv6数据分组，返回给IPv6 用户。

本发明具备以下有益效果：

本发明利用SDN分离控制与转发的特性，将协议转换的翻译功能和转发功能分离开来，翻译模块以应用软件的形式集成在控制器中或者独立运行。与现有IPv4/IPv6协议转换技术相比，该方法具有以下几个优点：融合网络层和应用层翻译，能根据ICP应用需求进行灵活的应用网关定制，实现更优的转换效果；支持分布式协议翻译，可提高协议转换性能；通过在控制器维持ICP应用地址映射表，在双栈服务器环境下，可以避免对DNS64的依赖。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。

下面对本发明创造的具体实施例做详细说明。

1)在数据中心部署OpenFlow网络，并且在数据中心出口部署网关设备，实现OpenFlow网络与传统网络的互通；

2)IPv6用户要访问IPv4应用时，通过查询DNS获取IPv4应用对应的IPv6地址。数据分组通过IPv6网络到达数据中心网关，进入OpenFlow网络；

3)OpenFlow交换机接收到数据分组后，转发给控制器处理。控制器识别数据分组是否来自同一个网络；

如果是来自同一网络的访问，控制器直接计算转发路径并下发流表到OpenFlow交换机，由交换机将数据分组转发到目的服务器；

如果是来自不同网络的访问,控制器将进一步识别该数据分组是否具有应用网关处理，如果有，则转交给相应的应用网关处理；否则，转交给NAT64模块进行网络层翻译；

4)OpenFlow交换机将新的数据分组传递给目的服务器。目的服务器收到数据分组后，进行相应的处理。处理结果通过OpenFlow 网络返回给协议转换模块，协议转换模块根据存储的会话状态，进行协议翻译，将IPv4数据分组转换成IPv6数据分组，返回给IPv6 用户。

在本方案中，每个跨网访问的数据分组都要交由控制器识别和分发，对控制器的处理压力较大，可能成为性能瓶颈。通过集群技术实现控制器，可以有效解决这一问题。协议转换模块也可以采用分布式技术实现，提高协议翻译的效率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明创造不限于上述示范性实施例的细节，而且不背离本发明创造的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明创造。

因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明创造的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明创造内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (1)

1.一种基于OpenFlow SDN的IPv4/IPv6协议转换方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在数据中心部署OpenFlow网络，并且在数据中心出口部署网关设备，实现OpenFlow网络与传统网络的互通；

2)IPv6用户要访问IPv4应用时，通过查询DNS获取IPv4应用对应的IPv6地址。数据分组通过IPv6网络到达数据中心网关，进入OpenFlow网络；

3)OpenFlow交换机接收到数据分组后，转发给控制器处理。控制器识别数据分组是否来自同一个网络；

如果是来自同一网络的访问，控制器直接计算转发路径并下发流表到OpenFlow交换机，由交换机将数据分组转发到目的服务器；

如果是来自不同网络的访问,控制器将进一步识别该数据分组是否具有应用网关处理，如果有，则转交给相应的应用网关处理；否则，转交给NAT64模块进行网络层翻译；

4)OpenFlow交换机将新的数据分组传递给目的服务器。目的服务器收到数据分组后，进行相应的处理。处理结果通过OpenFlow网络返回给协议转换模块，协议转换模块根据存储的会话状态，进行协议翻译，将IPv4数据分组转换成IPv6数据分组，返回给IPv6用户。