CN114268604A - 访问服务的提供方法和系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种访问服务的提供方法和系统，涉及通信技术领域。该访问服务的提供方法，包括：有状态NAT66设备，接收IPv6终端的发给IPv4服务器的数据包，数据包中包含IPv6终端的第一终端IPv6地址和IPv4服务器对应的服务器IPv6地址；有状态NAT66设备，将数据包中的第一终端IPv6地址转换为与之对应的第二终端IPv6地址，对应的第二终端IPv6地址为具有IPv4属性的IPv6地址；有状态NAT66设备，根据IPv6路由，将数据包发给无状态NAT64路由设备；无状态NAT64路由设备，根据IPv4路由，将数据包转发至IPv4服务器。本公开的技术方案能够实现IPv4网络与IPv6网络之间的互通，从而提高通信性能。

Description

访问服务的提供方法和系统

技术领域

本公开涉及通信技术领域，特别涉及一种访问服务的提供方法、访问服务的提供系统和非易失性计算机可读存储介质。

背景技术

随着IPv6(Internet Protocol Version 6，互联网协议第6版)的全面部署和推进，IPv6逐步成为未来互联网的主流承载技术。未来将形成以IPv6单栈的网络基础设施，仅通过基于IPv6的路由与转发提供网络连接服务。

但是，在这种场景下仍会存在部分应用难以升级，仅支持以IPv4(InternetProtocol Version 4，互联网协议第4版)提供业务访问的技术问题。若不解决该技术问题，未来多域纯IPv6网络下的IPv4业务访问问题则会影响网络发展演进，不利于IPv6流量比例的提升与迁移。

发明内容

本公开的发明人发现上述相关技术中存在如下问题：IPv4网络与IPv6网络之间具有互通限制，导致通信性能下降。

鉴于此，本公开提出了一种访问服务的提供技术方案，能够实现IPv4网络与IPv6网络之间的互通，从而提高通信性能。

根据本公开的一些实施例，提供了一种访问服务的提供方法，包括：有状态NAT(Network Address Translation，网络地址转换)66设备，接收IPv6(Internet ProtocolVersion 6，互联网协议第6版)终端的发给IPv4(Internet Protocol Version 4，互联网协议第4版)服务器的数据包，数据包中包含IPv6终端的第一终端IPv6地址和IPv4服务器对应的服务器IPv6地址；有状态NAT66设备，将数据包中的第一终端IPv6地址转换为与之对应的第二终端IPv6地址，对应的第二终端IPv6地址为具有IPv4属性的IPv6地址；有状态NAT66设备，根据IPv6路由，将数据包发给无状态NAT64路由设备；无状态NAT64路由设备，根据IPv4路由，将数据包转发至IPv4服务器。

在一些实施例中，将数据包中的第一终端IPv6地址转换为与之对应的第二终端IPv6地址包括：有状态NAT66设备，根据第一终端IPv6地址在第一终端IPv6地址池中的排序和地址转换复用率，确定对应的第二终端IPv6地址在第二终端IPv6地址池中的排序，第一终端IPv6地址池中各第一终端IPv6地址的排序方式与第二终端IPv6地址池中各第一终端IPv6地址的排序方式相同，地址转换复用率为复用同一个第二终端IPv6地址的IPv6设备的数量；根据对应的第二终端IPv6地址在第二终端IPv6地址池中的排序，确定对应的第二终端IPv6地址。

在一些实施例中，提供方法还包括：有状态NAT66设备，根据地址转换复用率、第一终端IPv6地址在第一终端IPv6地址池中的排序、一个第一终端IPv6地址能够同时使用的并发端口数量，确定第一终端IPv6地址的可用端口范围；将可用端口范围内的端口分配给对应的第二终端IPv6地址。

在一些实施例中，提供方法还包括：溯源系统，接收业务系统发来的溯源请求，溯源请求中包括对应的第二终端IPv6地址及其对应端口；溯源系统，根据对应的第二终端IPv6地址在第二终端IPv6地址池中的排序、地址转换复用率、对应端口的端口号，确定第一终端IPv6地址；溯源系统，根据第一终端IPv6地址，确定IPv6终端的身份。

在一些实施例中，第二终端IPv6地址池中的各第二终端IPv6地址通过如下步骤生成：从已有的IPv6地址段中，分配一个IPv6地址段空间；通过无状态映射，将IPv4地址段空间添加于IPv6地址段空间，生成第二终端IPv6地址。

在一些实施例中，将所述数据包中的第一终端IPv6地址转换为与之对应的第二终端IPv6地址包括：有状态NAT66设备，根据动态映射表中与第一终端IPv6地址对应的地址转换记录，确定对应的第二终端IPv6地址；在动态映射表中不存在对应的地址转换记录的情况下，有状态NAT66设备，为第一终端IPv6地址随机分配对应的第二终端IPv6地址。

在一些实施例中，提供方法还包括：在动态映射表中不存在对应的地址转换记录的情况下，有状态NAT66设备，根据地址复用率计算可用端口范围，地址转换复用率为复用同一个第二终端IPv6地址的IPv6设备的数量；将可用端口范围内的端口分配给对应的第二终端IPv6地址。

在一些实施例中，根据IPv4路由，将数据包转发至IPv4服务器包括：无状态NAT64路由设备，将数据包中的对应的第二终端IPv6地址转换为终端IPv4地址；无状态NAT64路由设备，根据IPv4路由，将数据包转发至IPv4服务器。

在一些实施例中，提供方法还包括：DNS(Domain Name System，域名系统)服务器，接收IPv6终端针对IPv4服务器的访问请求；在根据访问请求仅能查询到A(Address，地址)记录的情况下，DNS服务器，将A记录转换为AAAA记录；DNS服务器，将AAAA记录对应的IPv6地址返回IPv6终端，以便终端根据AAAA记录对应的IPv6地址向有状态NAT66设备发送数据包。

在一些实施例中，将A记录转换为AAAA记录包括：DNS服务器，查询预配置的A记录对应的IPv4地址对应的IPv6前缀信息；DNS服务器，为对应的IPv4地址添加IPv6前缀信息，将A记录转换为AAAA记录。

根据本公开的另一些实施例，提供一种访问服务的提供系统，包括：有状态NAT66设备，用于接收IPv6终端的发给IPv4服务器的数据包，数据包中包含IPv6终端的第一终端IPv6地址和IPv4服务器对应的服务器IPv6地址，将数据包中的第一终端IPv6地址转换为与之对应的第二终端IPv6地址，对应的第二终端IPv6地址为具有IPv4属性的IPv6地址，根据IPv6路由，将数据包发给无状态NAT64路由设备；无状态NAT64路由设备，用于根据IPv4路由，将数据包转发至所述IPv4服务器。

在一些实施例中，有状态NAT66设备，根据第一终端IPv6地址在第一终端IPv6地址池中的排序和地址转换复用率，确定对应的第二终端IPv6地址在第二终端IPv6地址池中的排序，第一终端IPv6地址池中各第一终端IPv6地址的排序方式与第二终端IPv6地址池中各第一终端IPv6地址的排序方式相同，地址转换复用率为复用同一个第二终端IPv6地址的IPv6设备的数量；根据对应的第二终端IPv6地址在第二终端IPv6地址池中的排序，确定对应的第二终端IPv6地址。

在一些实施例中，有状态NAT66设备，根据地址转换复用率、第一终端IPv6地址在第一终端IPv6地址池中的排序、一个第一终端IPv6地址能够同时使用的并发端口数量，确定第一终端IPv6地址的可用端口范围；将可用端口范围内的端口分配给对应的第二终端IPv6地址。

在一些实施例中，提供系统还包括：溯源系统，用于接收业务系统发来的溯源请求，溯源请求中包括对应的第二终端IPv6地址及其对应端口；溯源系统，根据对应的第二终端IPv6地址在第二终端IPv6地址池中的排序、地址转换复用率、对应端口的端口号，确定第一终端IPv6地址；溯源系统，根据第一终端IPv6地址，确定IPv6终端的身份。

在一些实施例中，第二终端IPv6地址池中的各第二终端IPv6地址通过如下步骤生成：从已有的IPv6地址段中，分配一个IPv6地址段空间；通过无状态映射，将IPv4地址段空间添加于IPv6地址段空间，生成第二终端IPv6地址。

在一些实施例中，有状态NAT66设备，根据动态映射表中与第一终端IPv6地址对应的地址转换记录，确定对应的第二终端IPv6地址；在动态映射表中不存在对应的地址转换记录的情况下，有状态NAT66设备，为第一终端IPv6地址随机分配对应的第二终端IPv6地址。

在一些实施例中，在动态映射表中不存在对应的地址转换记录的情况下，有状态NAT66设备，根据地址复用率计算可用端口范围，地址转换复用率为复用同一个第二终端IPv6地址的IPv6设备的数量；将可用端口范围内的端口分配给对应的第二终端IPv6地址。

在一些实施例中，无状态NAT64路由设备，将数据包中的对应的第二终端IPv6地址转换为终端IPv4地址；无状态NAT64路由设备，根据IPv4路由，将数据包转发至IPv4服务器。

在一些实施例中，提供系统还包括：DNS服务器，用于接收IPv6终端针对IPv4服务器的访问请求，在根据访问请求仅能查询到A记录的情况下，将A记录转换为AAAA记录，将AAAA记录对应的IPv6地址返回IPv6终端，以便终端根据AAAA记录对应的IPv6地址向有状态NAT66设备发送数据包。

在一些实施例中，DNS服务器，查询预配置的A记录对应的IPv4地址对应的IPv6前缀信息；DNS服务器，为对应的IPv4地址添加IPv6前缀信息，将A记录转换为AAAA记录。

根据本公开的又一些实施例，提供一种访问服务的提供系统，包括：存储器；和耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器装置中的指令，执行上述任一个实施例中的访问服务的提供方法。

根据本公开的再一些实施例，提供一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一个实施例中的访问服务的提供方法。

在上述实施例中，通过将第一终端IPv6地址转换为具有IPv4属性的第二IPv6地址，消除了IPv4网络与IPv6网络之间具有互通限制。这样，能够为IPv6终端无差别地提供IPv4业务的访问服务，从而提高了通信性能。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1示出本公开的访问服务的提供方法的一些实施例的流程图；

图2a示出本公开的访问服务的提供系统的一些实施例的示意图；

图2b示出本公开的预配置方法的一些实施例的流程图；

图2c示出本公开的IPv4地址与IPv6地址的地址转换规则的一些实施例的示意图；

图2d示出本公开的第一终端IPv6地址与第二终端IPv6地址的地址映射算法的一些实施例的示意图；

图3a示出本公开的IPv6用户请求地址解析方法的一些实施例的流程图；

图3b示出本公开的IPv6用户访问IPv4服务方法的一些实施例的流程图；

图4示出本公开的访问服务的提供系统的一些实施例的框图；

图5示出本公开的访问服务的提供系统的另一些实施例的框图；

图6示出本公开的访问服务的提供系统的又一些实施例的框图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开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、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

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，决不作为对本公开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。

如前所述，随着网络演进并为解决终端地址不足以及简化网络运维，5G网络将采用IPv6单栈的方式进行部署，即仅为终端用户分配IPv6地址。随着网络中IPv6活跃用户数以及流量逐渐增多，骨干网也将向IPv6单栈演进。在此场景下需解决少量IPv4应用的访问问题。

针对上述技术问题，本公开提出了一种用于多域纯IPv6网络的边缘IPv4应用访问服务提供方法。网络中仅需配置IPv6地址，能够简化网络运维复杂程度；解决了IPv6终端与IPv4应用的互通性问题；采用基于算法的地址映射算法，提升地址转换效率以及IPv6网络与IPv4网络互通时NAT以及DNS设备压力。

另外，本公开的技术方案能够使IPv6用户无缝访问IPv4单栈的应用资源。通过有状态地址转换与无状态地址转换相结合的方式，进行IPv6地址与IPv6地址之间的翻译，以及IPv6地址与IPv4地址之间的转换。

而且，转换设备无需记录地址之间的动态映射关系，且采用端口级映射提升地址利用效率，减少了设备维护这类映射数据的日志，提升地址转换效率降低NAT以及DNS设备压力，有效解决了IPv4服务和IPv6网络之间的互通问题。

例如，可以通过如下的实施例实现本公开的技术方案。

图1示出本公开的访问服务的提供方法的一些实施例的流程图。

如图1所示，在步骤110中，有状态NAT66设备，接收IPv6终端的发给IPv4服务器的数据包，数据包中包含IPv6终端的第一终端IPv6地址和IPv4服务器对应的服务器IPv6地址。

在一些实施例中，DNS服务器，接收IPv6终端针对IPv4服务器的访问请求；在根据访问请求仅能查询到A记录的情况下，DNS服务器，将A记录转换为AAAA记录；DNS服务器，将AAAA记录对应的IPv6地址返回IPv6终端，以便终端根据AAAA记录对应的IPv6地址向有状态NAT66设备发送数据包。

在一些实施例中，DNS服务器，查询预配置的A记录对应的IPv4地址对应的IPv6前缀信息；DNS服务器，为对应的IPv4地址添加IPv6前缀信息，将A记录转换为AAAA记录。

例如，IPv6终端向DNS服务器发起AAAA请求；若DNS服务器仅查询到A结果，则进行预配置信息查询；DNS服务器继续查询预配置的IPv4地址对应的IPv6前缀信息记录；DNS服务器将IPv4地址前添加对应的IPv6前缀信息，将A记录转换为AAAA记录；DNS服务器将解析出来的IPv6地址返回给IPv6终端。

IPv6终端根据DNS服务器解析出来的IPv6地址，发起包含(Native_Src_v6，Dst_v6)的数据包传输请求。Native_Src_v6为IPv6终端的第一终端IPv6地址，Dst_v6为IPv4服务器对应的服务器IPv6地址。根据网络的路由处理数据包传输请求，将数据包转发到IPv6骨干网边缘的有状态NAT66设备上。

在步骤120中，有状态NAT66设备，将数据包中的第一终端IPv6地址转换为与之对应的第二终端IPv6地址，对应的第二终端IPv6地址为具有IPv4属性的IPv6地址。

在一些实施例中，有状态NAT66设备根据地址转换规则，将(Native_Src_v6，Dst_v6)地址对转换为(Enabled_Src_v6，Dst_v6)IPv6地址对，Enabled_Src_v6为IPv6终端的第二终端IPv6地址。例如，依据地址转换算法进行有状态映射，以计算出(Enabled_Src_v6，Dst_v6)。

例如，有状态NAT66设备，根据第一终端IPv6地址在第一终端IPv6地址池中的排序和地址转换复用率，确定对应的第二终端IPv6地址在第二终端IPv6地址池中的排序，第一终端IPv6地址池中各第一终端IPv6地址的排序方式与第二终端IPv6地址池中各第一终端IPv6地址的排序方式相同，地址转换复用率为复用同一个第二终端IPv6地址的IPv6设备的数量；根据对应的第二终端IPv6地址在第二终端IPv6地址池中的排序，确定对应的第二终端IPv6地址。

例如，从已有的IPv6地址段中，分配一个IPv6地址段空间；通过无状态映射，将IPv4地址段空间添加于IPv6地址段空间，生成第二终端IPv6地址。

在一些实施例中，有状态NAT66设备，根据地址转换复用率、第一终端IPv6地址在第一终端IPv6地址池中的排序、一个第一终端IPv6地址能够同时使用的并发端口数量，确定第一终端IPv6地址的可用端口范围；将可用端口范围内的端口分配给对应的第二终端IPv6地址。

例如，用户IPv6地址池(即第一终端IPv6地址池)可以由多个不连续的地址段组成；按照地址的大小，对地址段从小到大进行排序：(a1，b1)，(a2，b2)……。a1、b1表示第1地址段的开始、结束地址，a2、b2表示第2地址段的开始、结束地址，以此类推。

例如，可以配置Enabled-IPv6地址池(即第二终端IPv6地址池)。由于Enabled-IPv6地址具有IPv4属性，故该地址池容量小于用户IPv6地址池。该地址池也由多个不连续的地址段组成。按照地址的大小，对地址段从小到大进行排序(A1，B1)，(A2，B2)……。A1、B1表示第1地址段的开始、结束地址，A2、B2表示第2地址段的开始、结束地址，以此类推。

例如，每台计算机可使用的端口寻址范围是0-65536。设置地址转换复用率R，R表示一个Enabled-IPv6地址可以分配给R台IPv6设备使用，R可以小于等于256。m＝65536/R表示每个IPv6地址能够同时使用并发端口的数量。

例如，可以计算IPv6地址总数。地址段1内的地址数p1＝b1-a1+1；地址段2内的地址数p2＝b2-b2+1；IPv6地址总数p＝p1+p2+……。

例如，可以计算Enabled-IPv6地址总数，地址段1内的地址数q1＝B1-A1+1；地址段2内的地址数q2＝B2-A2+1；共有IPv4地址总数q＝q1+q2+……。

例如，进行地址映射：对于第x个IPv6地址，它对应的Enabled-IPv6地址的排序为y＝x/R+1；可用的端口范围为P＝n×R+(x％R)，n的取值范围为(0,m)，％为取余运算。

这样，采用了有状态的NAT66技术，实现地址N:1的端口级映射，有效节约IPv4地址；采用直接通过算法计算而非表项维护的方式实现IPv6全球单播地址和Enabled-IPv6地址之间转换问题，减少了映射数据的维护。

在一些实施例中，溯源系统，接收业务系统发来的溯源请求，溯源请求中包括对应的第二终端IPv6地址及其对应端口；溯源系统，根据对应的第二终端IPv6地址在第二终端IPv6地址池中的排序、地址转换复用率、对应端口的端口号，确定第一终端IPv6地址；溯源系统，根据第一终端IPv6地址，确定IPv6终端的身份。

例如，业务系统中记录了转换后的IPv4访问记录，业务系统向溯源系统发起溯源请求；溯源系统中运行相同的地址映射算法，可以计算出IPv4源地址对应的IPv6地址，从而确认终端身份，并将溯源结果返回业务系统。

例如，对于(Enabled-IPv6，端口号p)溯源请求，首先确定第二终端IPv6地址Enabled-IPv6地址在Enabled-IPv6地址池中的顺序y；然后计算第一终端IPv6地址x＝y×R+p％R。

在一些实施例中，有状态NAT66设备，根据动态映射表中与第一终端IPv6地址对应的地址转换记录，确定对应的第二终端IPv6地址；在动态映射表中不存在对应的地址转换记录的情况下，有状态NAT66设备，为第一终端IPv6地址随机分配对应的第二终端IPv6地址。

例如，采用建立动态地址以及端口映射表的方式实现(Native_Src_v6，Dst_v6)地址对与(Enabled_Src_v6，Dst_v6)地址对的转换。

例如，当(Native_Src_v6，Dst_v6)的数据包到达有状态NAT66设备时，查找动态映射表；若映射表中存在已有地址转换记录，则按照记录进行转换；若不存在记录，则在动态地址池中随机分配Enabled_Src_v6地址和端口。

在一些实施例中，在动态映射表中不存在对应的地址转换记录的情况下，有状态NAT66设备，根据地址复用率计算可用端口范围，地址转换复用率为复用同一个第二终端IPv6地址的IPv6设备的数量；将可用端口范围内的端口分配给对应的第二终端IPv6地址。

例如，采用建立动态地址映射表的方式实现(Native_Src_v6，Dst_v6)地址对与(Enabled_Src_v6，Dst_v6)地址对的转换。

例如，当(Native_Src_v6，Dst_v6)数据包到达有状态NAT66设备时，查找动态映射表；若映射表中存在已有地址转换记录，则按照记录进行转换；若不存在记录，则在动态地址池中随机分配Enabled_Src_v6地址。

例如，可以根据地址复用率，计算每个用户的可用端口数量。在地址转换复用率为R的情况下，每个地址可使用的端口数量为m＝65535/R。每次分配地址时，将这段端口直接分配至该地址。

在步骤130中，有状态NAT66设备，根据IPv6路由，将数据包发给无状态NAT64路由设备。

在一些实施例中，根据IPv6路由，将数据包转发IPv6网络与IPv4网络之间的有状态NAT66设备。

在步骤140中，无状态NAT64路由设备，根据IPv4路由，将数据包转发至IPv4服务器。

例如，根据RFC(Routing Information Protocol，路由信息协议)6145地址转换规则，将(Enabled_Src_v6，Dst_v6)转换至(Src_v4，Dst_v4)，Dst_v4为终端IPv4地址；根据IPv4路由，将数据包转发至IPv4单栈服务器。

在一些实施例中，无状态NAT64路由设备，将数据包中的对应的第二终端IPv6地址转换为终端IPv4地址；无状态NAT64路由设备，根据IPv4路由，将数据包转发至IPv4服务器。

上述实施例适用于多域IPv6单栈网络场景下IPv4业务访问场景，解决了IPv6全球单播地址和Enabled-IPv6地址之间转换问题，为用户在该场景下提供无缝的IPv4网络服务；能解决多域纯IPv6与其他网络域的互联互通问题，网络中仅采用基于IPv6的转发简化了网络的运维管理。

图2a示出本公开的访问服务的提供系统的一些实施例的示意图。

如图2a所示，提供系统包括IPv6终端、DNS服务器、IPv6单栈核心网、IPv6单栈骨干网、地址转换设备、IPv4服务器等。

例如，可以采用有状态NAT66的方式，转换后的IPv6地址采用特定前缀，并嵌入了IPv4地址。提供系统可实现终端任意IPv6地址与特定IPv6地址间的转换。DNS服务器根据预置信息能够按需为用户返回解析记录，从而实现IPv6终端对IPv4应用服务服务的无缝访问。

例如，IPv6终端存在于IPv6单栈网络中，IPv6终端仅有IPv6全球单播地址。

例如，本地DNS服务器提供域名服务,与NAT64同步A记录与AAAA记录的映射。其中包括记录IPv4服务器的转换后的IPv6地址，对于IPv6终端的查询请求返回AAAA记录。

例如，有状态NAT66设备部署在IPv6单栈核心网和IPv6单栈骨干网网络边缘，用于完成IPv6全球单播地址和具有IPv4属性的IPv6地址间的相互转换。

例如，无状态NAT64路由设备部署在IPv6网络与IPv4网络边缘，用于完成IPv6地址至IPv4地址间的无状态转换。

例如，IPv4服务器，用于分配IPv4地址。可以进行IPv6升级改造。

当IPv6终端访问IPv4单栈服务时系统需要进行预配置，预配置流程如图2b所示。

图2b示出本公开的预配置方法的一些实施例的流程图。

如图2b所示，在步骤1中，为有状态NAT66设备配置具有IPv4属性的IPv6地址池，其中的IPv6地址具备特定的前缀Prefix6_1。

在步骤2中，为无状态NAT64路由设备配置地址转换规则，并将IPv4单栈服务对应的IPv4服务器地址的前缀Prefix6_2记录到DNS服务器的数据库中。

在步骤3中，在地址转换设备中预配置IPv4地址与IPv6地址的地址转换规则。

图2c示出本公开的IPv4地址与IPv6地址的地址转换规则的一些实施例的示意图。

如图2c所示，DNS服务器与无状态NAT64设备都图中方式进行地址的转换。从已有的IPv6地址段中分配一个IPv6地址段空间，把IPv4空间通过无状态映射放于其中；把IPv4作为IPv6地址空间的一部分。此时，IPv6地址具有双重属性：IPv6属性和IPv4属性。

图2d示出本公开的第一终端IPv6地址与第二终端IPv6地址的地址映射算法的一些实施例的示意图。

如图2d所示，终端IPv6地址(即第一终端IPv6地址)与Enabled-IPv6(即具有IPv4属性的第二终端IPv6地址)的地址可以按照图中的地址映射算法进行转换。

有状态NAT66设备中运行地址映射算法，形成终端IPv6地址和(Enable-IPv6地址，端口号)之间的映射关系，用于将全球单播IPv6地址转换为Enable-IPv6地址。这样，IPv6终端即可访问位于IPv4网络中的服务器。

例如，用户IPv6地址池(即第一终端IPv6地址池)可以由多个不连续的地址段组成；按照地址的大小，对地址段从小到大进行排序：(a1，b1)，(a2，b2)……。a1、b1表示第1地址段的开始、结束地址，a2、b2表示第2地址段的开始、结束地址，以此类推。

例如，可以配置Enabled-IPv6地址池(即第二终端IPv6地址池)。由于Enabled-IPv6地址具有IPv4属性，故该地址池容量小于用户IPv6地址池。该地址池也由多个不连续的地址段组成。按照地址的大小，对地址段从小到大进行排序(A1，B1)，(A2，B2)……。A1、B1表示第1地址段的开始、结束地址，A2、B2表示第2地址段的开始、结束地址，以此类推。

例如，每台计算机可使用的端口寻址范围是0-65536。设置地址转换复用率R，R表示一个Enabled-IPv6地址可以分配给R台IPv6设备使用，R可以小于等于256。m＝65536/R表示每个IPv6地址能够同时使用并发端口的数量。

例如，可以计算IPv6地址总数。地址段1内的地址数p1＝b1-a1+1；地址段2内的地址数p2＝b2-b2+1；IPv6地址总数p＝p1+p2+……。

例如，可以计算Enabled-IPv6地址总数，地址段1内的地址数q1＝B1-A1+1；地址段2内的地址数q2＝B2-A2+1；共有IPv4地址总数q＝q1+q2+……。

例如，进行地址映射：对于第x个IPv6地址，它对应的Enabled-IPv6地址的排序为y＝x/R+1；可用的端口范围为P＝n×R+(x％R)，n的取值范围为(0,m)，％为取余运算。

图3a示出本公开的IPv6用户请求地址解析方法的一些实施例的流程图。

如图3a所示，在步骤1中，IPv6终端向DNS服务器发起AAAA请求。

在步骤2中，若DNS服务器仅查询到A结果，则进行预配置信息查询。

在步骤3中，DNS服务器继续查询预配置的IPv4地址对应的IPv6前缀信息记录；DNS服务器将IPv4地址前添加对应的IPv6前缀信息，将A记录转换为AAAA记录。

在步骤4中，DNS服务器将解析出来的IPv6地址返回给IPv6终端。

图3b示出本公开的IPv6用户访问IPv4服务方法的一些实施例的流程图。

如图3b所示，在步骤1中，IPv6终端根据DNS服务器解析出来的IPv6地址，发起包含(Native_Src_v6，Dst_v6)的数据包传输请求。Native_Src_v6为IPv6终端的第一终端IPv6地址，Dst_v6为IPv4服务器对应的服务器IPv6地址。

在步骤2中，根据网络的路由处理数据包传输请求，将数据包转发到IPv6骨干网边缘的有状态NAT66设备(即具有NAT66设备)上。

在步骤3中，有状态NAT66设备(即边界66转换路由器)根据地址转换规则，将(Native_Src_v6，Dst_v6)地址对转换为(Enabled_Src_v6，Dst_v6)IPv6地址对，Enabled_Src_v6为IPv6终端的第二终端IPv6地址。例如，依据地址转换算法进行有状态映射，以计算出(Enabled_Src_v6，Dst_v6)。

在步骤4中，根据RFC6145地址转换规则，将(Enabled_Src_v6，Dst_v6)转换至(Src_v4，Dst_v4)，Dst_v4为终端IPv4地址。

在步骤5中，根据IPv4路由，将数据包转发至IPv4单栈服务器。

在一些实施例中，纯IPv6网络(All IPv6)是指多域实现IPv6单栈的网络。在多个自治域网络中实现只基于IPv6的编址、路由和转发的服务，并在边缘适配IPv4协议，提供IPv4的连接和转发服务(IPv4aaS)。纯IPv6网络是未来网络演进的必然方向，本公开可应用于IPv6网络演进过程中，该场景下实现IPv4业务的无缝访问。

上述实施例中，通过网络边缘有状态NAT66以及无状态NAT44的组合方式解决了穿越IPv6单栈网络的IPv4服务访问问题；采用端口级映射算法，在节约IPv4地址的同时减轻认证系统存储负担，具有良好的可操作性。

上述实施例中，提出了全球单播IPv6地址与Enabled-IPv6地址的映射方法。采用端口级映射方式，有效节约地址资源，并采用依据算法映射的方式，转换设备无需记录地址之间的动态映射关系，减少了设备维护这类映射数据的日志。

上述实施例中，提出了消除IPv4网络和IPv6网络与终端互通限制的服务提供方式。上述服务提供方式能够为IPv6终端无差别的提供IPv4业务的访问服务；采用地址解析与两次地址转换结合的方式，有效解决了IPv4和IPv6网络之间的互通问题。

图4示出本公开的访问服务的提供系统的一些实施例的框图。

如图4所示，访问服务的提供系统4包括：有状态NAT66设备41，用于接收IPv6终端的发给IPv4服务器的数据包，数据包中包含IPv6终端的第一终端IPv6地址和IPv4服务器对应的服务器IPv6地址，将数据包中的第一终端IPv6地址转换为与之对应的第二终端IPv6地址，对应的第二终端IPv6地址为具有IPv4属性的IPv6地址，根据IPv6路由，将数据包发给无状态NAT64路由设备；无状态NAT64路由设备42，用于根据IPv4路由，将数据包转发至所述IPv4服务器。

在一些实施例中，有状态NAT66设备41，根据第一终端IPv6地址在第一终端IPv6地址池中的排序和地址转换复用率，确定对应的第二终端IPv6地址在第二终端IPv6地址池中的排序，第一终端IPv6地址池中各第一终端IPv6地址的排序方式与第二终端IPv6地址池中各第一终端IPv6地址的排序方式相同，地址转换复用率为复用同一个第二终端IPv6地址的IPv6设备的数量；根据对应的第二终端IPv6地址在第二终端IPv6地址池中的排序，确定对应的第二终端IPv6地址。

在一些实施例中，有状态NAT66设备41，根据地址转换复用率、第一终端IPv6地址在第一终端IPv6地址池中的排序、一个第一终端IPv6地址能够同时使用的并发端口数量，确定第一终端IPv6地址的可用端口范围；将可用端口范围内的端口分配给对应的第二终端IPv6地址。

在一些实施例中，提供系统4还包括：溯源系统43，用于接收业务系统发来的溯源请求，溯源请求中包括对应的第二终端IPv6地址及其对应端口；溯源系统43，根据对应的第二终端IPv6地址在第二终端IPv6地址池中的排序、地址转换复用率、对应端口的端口号，确定第一终端IPv6地址；溯源系统43，根据第一终端IPv6地址，确定IPv6终端的身份。

在一些实施例中，第二终端IPv6地址池中的各第二终端IPv6地址通过如下步骤生成：从已有的IPv6地址段中，分配一个IPv6地址段空间；通过无状态映射，将IPv4地址段空间添加于IPv6地址段空间，生成第二终端IPv6地址。

在一些实施例中，有状态NAT66设备41，根据动态映射表中与第一终端IPv6地址对应的地址转换记录，确定对应的第二终端IPv6地址；在动态映射表中不存在对应的地址转换记录的情况下，有状态NAT66设备，为第一终端IPv6地址随机分配对应的第二终端IPv6地址。

在一些实施例中，在动态映射表中不存在对应的地址转换记录的情况下，有状态NAT66设备41，根据地址复用率计算可用端口范围，地址转换复用率为复用同一个第二终端IPv6地址的IPv6设备的数量；将可用端口范围内的端口分配给对应的第二终端IPv6地址。

在一些实施例中，无状态NAT64路由设备42，将数据包中的对应的第二终端IPv6地址转换为终端IPv4地址；无状态NAT64路由设备42，根据IPv4路由，将数据包转发至IPv4服务器。

在一些实施例中，提供系统4还包括：DNS服务器44，用于接收IPv6终端针对IPv4服务器的访问请求，在根据访问请求仅能查询到A记录的情况下，将A记录转换为AAAA记录，将AAAA记录对应的IPv6地址返回IPv6终端，以便终端根据AAAA记录对应的IPv6地址向有状态NAT66设备41发送数据包。

在一些实施例中，DNS服务器44，查询预配置的A记录对应的IPv4地址对应的IPv6前缀信息；DNS服务器44，为对应的IPv4地址添加IPv6前缀信息，将A记录转换为AAAA记录。

图5示出本公开的访问服务的提供系统的另一些实施例的框图。

如图5所示，该实施例的访问服务的提供系统5包括：存储器51以及耦接至该存储器51的处理器52，处理器52被配置为基于存储在存储器51中的指令，执行本公开中任意一个实施例中的访问服务的提供方法。

其中，存储器51例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)、数据库以及其他程序等。

图6示出本公开的访问服务的提供系统的又一些实施例的框图。

如图6所示，该实施例的访问服务的提供系统6包括：存储器610以及耦接至该存储器610的处理器620，处理器620被配置为基于存储在存储器610中的指令，执行前述任意一个实施例中的访问服务的提供方法。

存储器610例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。

访问服务的提供系统6还可以包括输入输出接口630、网络接口640、存储接口650等。这些接口630、640、650以及存储器610和处理器620之间例如可以通过总线660连接。其中，输入输出接口630为显示器、鼠标、键盘、触摸屏、麦克、音箱等输入输出设备提供连接接口。网络接口640为各种联网设备提供连接接口。存储接口650为SD卡、U盘等外置存储设备提供连接接口。

本领域内的技术人员应当明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

至此，已经详细描述了根据本公开的访问服务的提供方法、访问服务的提供系统和非易失性计算机可读存储介质。为了避免遮蔽本公开的构思，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公开的方法和系统。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公开的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开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，还可将本公开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公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。

虽然已经通过示例对本公开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，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (14)

1.一种访问服务的提供方法，包括：

有状态网络地址转换NAT66设备，接收互联网协议第6版IPv6终端的发给互联网协议第4版IPv4服务器的数据包，所述数据包中包含所述IPv6终端的第一终端IPv6地址和所述IPv4服务器对应的服务器IPv6地址；

有状态NAT66设备，将所述数据包中的第一终端IPv6地址转换为与之对应的第二终端IPv6地址，所述对应的第二终端IPv6地址为具有IPv4属性的IPv6地址；

所述有状态NAT66设备，根据IPv6路由，将所述数据包发给无状态NAT64路由设备；

所述无状态NAT64路由设备，根据IPv4路由，将所述数据包转发至所述IPv4服务器。

2.根据权利要求1所述的提供方法，其中，所述将所述数据包中的第一终端IPv6地址转换为与之对应的第二终端IPv6地址包括：

所述有状态NAT66设备，根据所述第一终端IPv6地址在第一终端IPv6地址池中的排序和地址转换复用率，确定所述对应的第二终端IPv6地址在第二终端IPv6地址池中的排序，所述第一终端IPv6地址池中各第一终端IPv6地址的排序方式与所述第二终端IPv6地址池中各第一终端IPv6地址的排序方式相同，所述地址转换复用率为复用同一个第二终端IPv6地址的IPv6设备的数量；

根据所述对应的第二终端IPv6地址在第二终端IPv6地址池中的排序，确定所述对应的第二终端IPv6地址。

3.根据权利要求2所述的提供方法，还包括：

所述有状态NAT66设备，根据所述地址转换复用率、所述第一终端IPv6地址在第一终端IPv6地址池中的排序、一个第一终端IPv6地址能够同时使用的并发端口数量，确定所述第一终端IPv6地址的可用端口范围；

将所述可用端口范围内的端口分配给所述对应的第二终端IPv6地址。

4.根据权利要求3所述的提供方法，还包括：

溯源系统，接收业务系统发来的溯源请求，所述溯源请求中包括所述对应的第二终端IPv6地址及其对应端口；

所述溯源系统，根据所述对应的第二终端IPv6地址在所述第二终端IPv6地址池中的排序、所述地址转换复用率、所述对应端口的端口号，确定所述第一终端IPv6地址；

所述溯源系统，根据所述第一终端IPv6地址，确定所述IPv6终端的身份。

5.根据权利要求2所述的提供方法，其中，所述第二终端IPv6地址池中的各第二终端IPv6地址通过如下步骤生成：

从已有的IPv6地址段中，分配一个IPv6地址段空间；

通过无状态映射，将IPv4地址段空间添加于所述IPv6地址段空间，生成第二终端IPv6地址。

6.根据权利要求1所述的提供方法，其中，所述将所述数据包中的第一终端IPv6地址转换为与之对应的第二终端IPv6地址包括：

所述有状态NAT66设备，根据动态映射表中与所述第一终端IPv6地址对应的地址转换记录，确定所述对应的第二终端IPv6地址；

在所述动态映射表中不存在所述对应的地址转换记录的情况下，所述有状态NAT66设备，为所述第一终端IPv6地址随机分配所述对应的第二终端IPv6地址。

7.根据权利要求6所述的提供方法，还包括：

在所述动态映射表中不存在所述对应的地址转换记录的情况下，所述有状态NAT66设备，根据地址复用率计算可用端口范围，所述地址转换复用率为复用同一个第二终端IPv6地址的IPv6设备的数量；

将所述可用端口范围内的端口分配给所述对应的第二终端IPv6地址。

8.根据权利要求1-7任一项所述的提供方法，其中，所述根据IPv4路由，将所述数据包转发至所述IPv4服务器包括：

所述无状态NAT64路由设备，将所述数据包中的对应的第二终端IPv6地址转换为终端IPv4地址；

所述无状态NAT64路由设备，根据IPv4路由，将所述数据包转发至所述IPv4服务器。

9.根据权利要求1-7任一项所述的提供方法，还包括：

域名系统DNS服务器，接收所述IPv6终端针对所述IPv4服务器的访问请求；

在根据所述访问请求仅能查询到地址A记录的情况下，所述DNS服务器，将A记录转换为AAAA记录；

所述DNS服务器，将所述AAAA记录对应的IPv6地址返回所述IPv6终端，以便所述终端根据所述AAAA记录对应的IPv6地址向所述有状态NAT66设备发送所述数据包。

10.根据权利要求9所述的提供方法，其中，所述将A记录转换为AAAA记录包括：

所述DNS服务器，查询预配置的所述A记录对应的IPv4地址对应的IPv6前缀信息；

所述DNS服务器，为所述对应的IPv4地址添加所述IPv6前缀信息，将所述A记录转换为所述AAAA记录。

11.一种访问服务的提供系统，包括：

有状态网络地址转换NAT66设备，用于接收互联网协议第6版IPv6终端的发给互联网协议第4版IPv4服务器的数据包，所述数据包中包含所述IPv6终端的第一终端IPv6地址和所述IPv4服务器对应的服务器IPv6地址，将所述数据包中的第一终端IPv6地址转换为与之对应的第二终端IPv6地址，所述对应的第二终端IPv6地址为具有IPv4属性的IPv6地址，根据IPv6路由，将所述数据包发给无状态NAT64路由设备；

无状态NAT64路由设备，用于根据IPv4路由，将所述数据包转发至所述IPv4服务器。

12.根据权利要求11所述的提供系统，还包括：

域名系统DNS服务器，用于接收所述IPv6终端针对所述IPv4服务器的访问请求，在根据所述访问请求仅能查询到A记录的情况下，将所述A记录转换为AAAA记录，将所述AAAA记录对应的IPv6地址返回所述IPv6终端，以便所述终端根据所述AAAA记录对应的IPv6地址向所述有状态NAT66设备发送所述数据包。

13.一种访问服务的提供系统，包括：

存储器；和

耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行权利要求1-10任一项所述的访问服务的提供方法。

14.一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1-10任一项所述的访问服务的提供方法。

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