CN1980223A - 一种实现两种不同协议间转换的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种实现两种不同协议间转换的系统，包括主控单元，交换单元，转发单元，转换单元，其中转换单元包括NP和CPU，其中NP接收交换单元发送的报文，进行第一协议和第二协议报文之间地址的映射转换；CPU转换所述第一协议和第二协议ALG报文内容，将转换后的报文发送给NP。本发明还提供一种实现两种不同协议间转换的方法，首先判断报文是否是ALG报文，如果是，由CPU进行报文内容的转换，并将转换后得到的信息发送给NP，如果不是NP进行第一协议和第二协议报文之间地址的映射转换并转换报文。本发明解决现有技术中存在的因开发周期过长而不能满足网络业务发展需求的问题。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术，尤其涉及一种实现两种不同协议间转换的技术。
背景技术
由于Internet网络业务的发展，IPv4协议越来越不适应Internet的发展要求，由IPv4协议向IPv6协议过渡已成为Internet发展的必然。但是目前几乎所有网络及其连接设备都是支持IPv4协议的，必须找到有效的方法实现IPv4和IPv6协议之间的转换。
目前NAT-PT(网络地址协议转换器)技术由于对现有网络性能影响最小，只需要在IPv4/IPv6网络的交界处放置NAT-PT网关设备，由NAT-PT网关设备将IPv4/IPv6报文进行翻译，所以应用也比较多。
NAT-PT分为两个部分：
1、NAT(Net Address Translation，网络地址转换)：负责IPv4和IPv6地址的映射转换。
2、PT(Protocol Translation，协议转换)：负责在两种协议之间进行转换。主要是在IP包头的对应字段根据IPv4和IPv6在语义上的不同定义进行转换，从而构建新的数据包。这部分的另一个模块是ALG(Application Level Gateway，应用层网关)，负责对负载中包含IP地址的应用进行转换。
虽然该技术能实现IPv4和IPv6协议之间的转换，但由于自身设计和结构的原因，所以有如下缺点：
由于需要设计新的结构、电源、硬件单板、转发引擎，开发新的设备，所以开发周期往往在1年以上，进而具有因开发周期过长而不能满足网络业务发展需求的问题；
由于在应用时需要对现有网络结构进行改造，以插入NAT-PT网关设备，所以对运营商的机房、光纤布线有电源都需要做出调整，进而具有成本高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现两种不同协议间转换的装置和方法，以解决现有技术中存在的因开发周期过长而不能满足网络业务发展需求的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下的技术方案：
一种转换单元，用于实现两种不同协议间的转换，包括：
网络处理器NP，接收交换单元发送的报文，进行第一协议和第二协议报文之间地址的映射转换；
CPU，转换所述第一协议和第二协议ALG报文内容，将转换后的报文发送给NP。
所述第一协议是IPv4协议，所述第二协议是IPv6协议。
一种实现两种不同协议间转换的系统，包括有：主控单元，交换单元，转发单元，转换单元，
所述转换单元接收交换单元发送的报文，将转换后的报文发送给交换单元，包括CPU和网络处理器NP，
其中NP接收交换单元发送的所述报文，进行第一协议和第二协议报文之间地址的映射转换；
CPU转换所述第一协议和第二协议ALG报文内容，将转换后的报文发送给NP。
所述第一协议是IPv4协议，所述第二协议是IPv6协议。
其中CPU转换所述第一协议和第二协议报文内容，将转换后的报文发送给NP具体是指：所述CPU进行报文内容的解析，转换报文内容中的关键字，将解析得到IP、TCP信息发送给NP。
一种实现两种不同协议间转换的方法，包括以下步骤：
A、判断报文是否是ALG报文，如果是ALG报文，执行步骤B，如果不是，将报文发送给NP，直接执行步骤C；
B、将报文发送给CPU，所述CPU进行报文内容的转换，并将转换后得到的信息发送给NP；
C、所述NP进行第一协议和第二协议报文之间地址的映射转换；
D、NP进行所述第一协议和第二协议报文之间的转换，并将转换后的报文发送给交换单元。
所述第一协议是IPv4协议，所述第二协议是IPv6协议。
所述步骤B具体包括：将报文发送给CPU，所述CPU进行报文内容的解析，转换报文内容中的关键字，CPU将解析得到IP、TCP信息发送给NP。
所述步骤C具体包括：NP从报头获得映射关系表，根据映射关系表进行IPv4和IPv6协议报文之间地址的映射转换。
所述步骤C前还包括：NP如果不能在报头直接获得映射关系表，则判断是否有足够的空间建立映射关系表，如果没有足够的空间，丢弃报文并记录日志，如果有足够的空间，建立新的映射关系表。
所述步骤D具体包括，当映射关系是IP映射时，NP转换IPv4和IPv6报文的源IP地址、目的端IP地址，CPU根据转换后的源IP地址、目的端IP地址进行协议的转换，并将转换后的报文发给交换单元。
步骤D具体包括，当映射关系是5元组映射时，NP转换IPv4和IPv6报文的源IP地址、目的端IP地址、源端口号、目的端口号和协议号，CPU根据转换后的源IP地址、目的端IP地址、源端口号、目的端口号和协议号进行协议的转换，并将转换后的报文发给交换单元。
本发明带来的有益效果：
1.采用本发明，可以在已有的路由器、交换机设备上支持NAT-PT，只需要增加NAT-PT板和升级软件，不需要更换已有的硬件，降低了成本和升级网络设备的风险。
2.由于NAT-PT标准还在变化中，通过NP可编程特性以及CPU软件开发的灵活性，完全可以适应标准的变化。
3.目前NP的处理能力可以达到2.5G甚至10G，基于NP开发的NAT-PT，可以提供非常高的性能，可以作为2个网络的网关使用，降低成本。
附图说明
图1是用NAT-PT实现IPv4和IPv6协议之间转换的装置结构图。
图2是本发明中转换方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考图1，本发明提供的第一和第二协议之间的转换装置，包括四大部分：
主控单元，用于完成设备的设备管理和路由计算功能；
大容量交换单元，用于完成数据报文交换；
转发单元，包括转发单元1和转发单元2，用于负责数据报文查找转发表，将报文按照查找结果，通过交换单元送到对应的转发单元，如果目的地址是本地报文，则送到主控单元处理。
NAT-PT单元，用于将通过交换网板送过来做网络地址转换的数据报文进行转换，进行第一和第二协议之间的相互转换。
其中，主控单元、交换单元、转发单元是路由器已有的部件，针对本方案，无论这几个单元采用NP、ASIC、CPU，都不需要修改已有硬件。
在本实施例中，第一协议是指IPv4，第二协议是指IPv6，转换单元是指NAT-PT转换网关。
数据流在该装置中的流向为：数据包从转发单元1的物理接口进入，转发单元1查转发表，数据流需要做NAT-PT，转发单元1将报文送到交换单元，交换单元将数据包交换到NAT-PT单元，NAT-PT单元对报文进行转换，转换后查转发表，出接口在转发单元2上，将报文送到交换单元，交换单元将数据包交换到转发单元2，转发单元2对报文封装从本单元物理接口发出。
NAT-PT单元由CPU和NP组成，结合完成NAT-PT和NAT ALG功能：
1.NP负责完成NAT功能，接收交换单元发送的报文，发送ALG报文给CPU，进行第一协议和第二协议报文之间地址的映射转换，所有报文内容没有携带IP地址和信令协商过程中不需要协商端口号的数据流均由NP完成，包括报文的映射建立、映射表查询、映射表老化、报文转换，提供接口环回的功能，完成报头的转换。
2.CPU负责配合NP一起完成IPv4和IPv6协议的转换。具体完成NAT ALG的转换，包括从数据报文头无法直接获得映射关系表的ALG报文，通过CPU解析NAT ALG(如DNS、FTP)报文内容和转换报文内容中的关键字，CPU将解析得到IP、TCP信息发送给NP。
请参考图2，本发明提供一种基于上述装置实现的IPv4和IPv6协议之间的转换方法。
步骤201：首先判断是否是ALG报文，如果是则执行步骤202，如果不是则执行步骤203。ALG报文种类较多，对于不同的协议需采用协议本身的特征作为不同的判断标准。例如对于DNS协议，判断是否是ALG报文的标准即是判断TCP协议端口号是否为53。
步骤202：当报文是ALG报文时，将报文发送给CPU，进行报文内容的解析，转换报文内容中的关键字，例如将DNS部分的A转换成AAAA。CPU将解析得到的IP、TCP信息反馈给NP，执行步骤203。
步骤203：NP判断能否在报头查到映射关系表，如果能则执行步骤207，如果不能执行步骤204；
步骤204：NP判断是否有足够的空间建立映射关系表，如果没有足够的空间执行步骤205，否则执行步骤206。
步骤205：丢弃报文并记录日志。
步骤206：NP建立新的映射关系表，再执行步骤207。如果是ALG报文，建立报头IP地址的映射关系表。
步骤207：NP进行IPV4和IPV6报文之间的转换。
NP判断映射关系是IP映射还是5元组映射。如果是IP映射，NP转换IPv4和IPv6报文的源IP地址、目的端IP地址；如果是5元组映射，NP转换IPv4和IPv6报文的源IP地址、目的端IP地址、源端口号、目的端口号和协议号，根据获取的参数CPU进行IPV4和IPV6报文之间协议的转换，并将转换后的报文发送给交换单元。
Claims (12)
1、一种转换单元，用于实现两种不同协议间的转换，其特征在于：所述的转换单元包括：
网络处理器NP，接收交换单元发送的报文，进行第一协议和第二协议报文之间地址的映射转换；
CPU，转换所述第一协议和第二协议ALG报文内容，将转换后的报文发送给NP。
2、根据权利要求1所述的转换单元，其特征在于：所述第一协议是IPv4协议，所述第二协议是IPv6协议。
3、一种实现两种不同协议间转换的系统，包括有：主控单元，交换单元，转发单元，转换单元，其特征在于：
所述转换单元接收交换单元发送的报文，将转换后的报文发送给交换单元，包括CPU和网络处理器NP，
其中NP接收交换单元发送的所述报文，进行第一协议和第二协议报文之间地址的映射转换；
CPU转换所述第一协议和第二协议ALG报文内容，将转换后的报文发送给NP。
4、根据权利要求3所述的实现两种不同协议间转换的系统，其特征在于：所述第一协议是IPv4协议，所述第二协议是IPv6协议。
5、根据权利要求4所述的实现两种不同协议间转换的系统，其特征在于：CPU转换所述第一协议和第二协议报文内容，将转换后的报文发送给NP具体是指：所述CPU进行报文内容的解析，转换报文内容中的关键字，将解析得到IP、TCP信息发送给NP。
6、一种实现两种不同协议间转换的方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、判断报文是否是ALG报文，如果是ALG报文，执行步骤B，如果不是，将报文发送给NP，直接执行步骤C；
B、将报文发送给CPU，所述CPU进行报文内容的转换，并将转换后得到的信息发送给NP；
C、所述NP进行第一协议和第二协议报文之间地址的映射转换；
D、NP进行第一协议和第二协议报文之间的转换，并将转换后的报文发送给交换单元。
7、根据权利要求6所述实现两种不同协议间转换的方法，其特征在于：所述第一协议是IPv4协议，所述第二协议是IPv6协议。
8、根据权利要求7所述实现两种不同协议间转换的方法，其特征在于：所述步骤B具体包括：将报文发送给CPU，所述CPU进行报文内容的解析，转换报文内容中的关键字，CPU将解析得到IP、TCP信息发送给NP。
9、根据权利要求7所述实现两种不同协议间转换的方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：NP从报头获得映射关系表，根据映射关系表进行IPv4和IPv6协议报文之间地址的映射转换。
10、根据权利要求9所述实现两种不同协议间转换的方法，其特征在于，所述步骤C前还包括：NP如果不能在报头直接获得映射关系表，则判断是否有足够的空间建立映射关系表，如果没有足够的空间，丢弃报文并记录日志，如果有足够的空间，建立新的映射关系表。
11、根据权利要求9所述实现两种不同协议间转换的方法，其特征在于，所述步骤D具体包括，当映射关系是IP映射时，NP转换IPv4和IPv6报文的源IP地址、目的端IP地址，CPU根据转换后的源IP地址、目的端IP地址进行协议的转换，并将转换后的报文发给交换单元。
12、根据权利要求9所述实现两种不同协议间转换的方法，其特征在于，步骤D具体包括，当映射关系是5元组映射时，NP转换IPv4和IPv6报文的源IP地址、目的端IP地址、源端口号、目的端口号和协议号，CPU根据转换后的源IP地址、目的端IP地址、源端口号、目的端口号和协议号进行协议的转换，并将转换后的报文发给交换单元。
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|---|---|---|---|---|
| CN111130891A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-05-08 | 北京浪潮数据技术有限公司 | 一种服务器管理装置、方法及电子设备和存储介质 |
| CN111367844A (zh) * | 2019-03-13 | 2020-07-03 | 苏州库瀚信息科技有限公司 | 有多个异构网络接口端口的存储控制器的系统、方法和装置 |
| WO2024007134A1 (zh) * | 2022-07-04 | 2024-01-11 | 华为技术有限公司 | 一种数据传输方法、装置 |
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