WO2012022169A1 - 一种网络地址转换的管理方法及装置 - Google Patents

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WO2012022169A1
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network resource
resource segment
network
client
address translation
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黄敬
查敏
卢绪山
张忠建
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华为技术有限公司
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L61/00—Network arrangements, protocols or services for addressing or naming
    • H04L61/09—Mapping addresses
    • H04L61/25—Mapping addresses of the same type
    • H04L61/2503—Translation of Internet protocol [IP] addresses
    • H04L61/2517—Translation of Internet protocol [IP] addresses using port numbers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L61/00—Network arrangements, protocols or services for addressing or naming
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    • H04L61/09—Mapping addresses
    • H04L61/25—Mapping addresses of the same type
    • H04L61/2503—Translation of Internet protocol [IP] addresses
    • H04L61/256—NAT traversal
    • H04L61/2582—NAT traversal through control of the NAT server, e.g. using universal plug and play [UPnP]

Definitions

  • the Network Address Translation (NAT) technology is a technology for converting the source IP (Internet Protocol) address and source port of a packet. This technology can realize the conversion between private network address/port to public network address/port, and between IPv4 (Internet Protocol Version 4, Internet Protocol Version 4) and IPv6 (Internet Protocol Version 6, Internet Protocol Version 6) messages. Conversion. For example, when NAT is implemented to convert IPv4 to IPv6, NAT entries need to be established for different connections of different PCs (Personal Computers), so that different client PCs share a public IP address, and each connection uses Port number of different public network IP.
  • PCs Personal Computers
  • the operator introduces the NAT device into the carrier network. Since the server on the carrier side needs to provide network services for a large number of users, a large number of connections need to be established between the user and the server.
  • some network applications adopt technologies such as Ajax, so that one user requests asynchronous JavaScript and is extensible.
  • network applications such as Extensible Markup Language (XML) (Asynchronous JavaScript and XML, AJAX) are used, dozens, hundreds, or even more TCP (Transmission Control Protocol) connections are generated.
  • XML Extensible Markup Language
  • AJAX Asynchronous JavaScript and XML
  • TCP Transmission Control Protocol
  • high-performance NAT devices can support dozens of megabytes of NAT entries and can create 1 to 2M or more NAT entries per second.
  • the operator In order to accurately monitor the client, the operator usually needs to generate a log (log) record for each NAT entry. Each log record takes up tens of bytes. This is a high-performance NAT device.
  • the log record information generated by the second needs to flow up to tens or even hundreds of megabytes, so that the NAT device itself not only has a heavy burden of generating log record information; but also the performance and storage of the server for storing log record information. Space requirements have also increased accordingly. Summary of the invention Embodiments of the present invention provide a method and an apparatus for managing network address translation.
  • the embodiment of the present invention provides a method for managing network address translation, where the method includes: acquiring a client network resource segment and the network resource segment usage state information;
  • the embodiment of the present invention further provides a network address translation management apparatus, where the apparatus includes: an information acquisition unit, configured to acquire a client network resource segment and the network resource segment usage state information; and a resource adjustment unit, And the network resource segment is adjusted according to the network resource segment usage state information, where the adjusted network resource segment can provide network resources for all connections of the client;
  • An entry establishing unit configured to establish, according to the adjusted network resource segment, a network address translation entry for each connection of the client;
  • the log establishing unit is configured to establish a corresponding log record for the network resource segment.
  • the network address translation management method and device obtained by the embodiment of the present invention obtains the client network resource segment and the network resource segment usage state information, and adjusts the network resource segment according to the network resource segment usage state information.
  • the adjusted network resource segment can provide network resources for all the connections of the client; and according to the adjusted network resource segment, establish network address translation entries for each connection of the client;
  • the resource segment establishes a corresponding log record.
  • the embodiment of the present invention establishes a log record for each connection of the client according to the network resource segment, instead of establishing a log record according to the network address translation entry established by each connection of the client, thereby reducing the log record.
  • the number of log records created reduces the burden on the NAT device to generate log record information.
  • FIG. 1 is a flowchart of a method for managing network address translation according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a flowchart of another method for managing network address translation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic structural diagram of a network address translation management apparatus provided by the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic structural diagram of a resource adjustment unit 302 in a network address translation management apparatus according to the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic structural diagram of another network address translation management apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a specific implementation process of the present invention will be exemplified by way of examples. It is apparent that the embodiments described below are a part of the embodiments of the present invention, and not all of them. All other embodiments obtained by those skilled in the art based on the embodiments of the present invention without creative efforts are within the scope of the present invention.
  • a method for managing network address translation includes:
  • the management device of the network address translation acquires a client network resource segment and the network resource segment usage status information.
  • the network address translation management device adjusts the network resource segment according to the network resource segment usage status information, where the adjusted network resource segment can provide network resources for all connections of the client.
  • the network resource segment usage status information includes: an occupancy rate of the network resource segment or an idle rate of the network resource segment, where the network address translation management device uses the network resource segment occupancy rate to be greater than or equal to a preset occupancy rate threshold or When the idle rate of the network resource segment is less than the preset idle rate threshold, the network resource segment of the client is increased; or the network resource segment usage state information includes: the idle number of the network resource segment, when the network resource segment is When the idle number is less than or equal to the preset idle number threshold, the network resource segment of the client is added; or the network resource segment usage status information includes: a persistent unused time of the network resource segment, when the one network resource segment continues When the unused time is greater than the preset idle time threshold, one of the network resource segments is released.
  • the management device of the network address translation establishes a corresponding log record for the network resource segment. For example, when the adjusted network resource segment is two network resource segments, the management device for the network address translation is The two network resource segments establish a log record. When the network address translation management device releases one of the network resource segments, the log record corresponding to the network resource segment is sent to the log record storage server.
  • the network resource segment may be a port range that is available after NAT conversion, for example, a serial port with consecutive serial numbers, that is, a port block or a plurality of ports whose serial numbers are not consecutive.
  • the network resource segment may further include an IP address corresponding to the port range.
  • the network resource segment usage status information may include one or more of a network resource segment occupancy rate, a network resource segment idle rate, a network resource segment idle number, and a network resource segment persistent unused time.
  • the log record includes at least one user identifier, and may further include one or more of a network resource segment start time, a network resource segment release time, a network IP, and a port range.
  • the network address translation management device is configured on a NAT device; and the client PC1 has allocated a network resource segment, specifically a port number port: 2100 ⁇ 2199, The corresponding public network IP address is 20. 0. 0. 1.
  • the specific implementation process of the network address translation management method of the present invention is as follows:
  • Step 1 The NAT device receives the packet sent by the client, where the packet carries the user identifier.
  • the user identifier may be a plurality of possible content, for example: PPPoE (Point-to-Point Protocol over) Ethernet session, Ethernet-based point-to-point communication protocol connection) ID, tunnel ID, or VLAN (Virtual Local Area Network) ID, or private network side IP, which can be selected and defined according to actual needs.
  • PPPoE Point-to-Point Protocol over
  • Ethernet-based point-to-point communication protocol connection Ethernet-based point-to-point communication protocol connection
  • tunnel ID or VLAN (Virtual Local Area Network) ID
  • private network side IP which can be selected and defined according to actual needs.
  • Step 2 Determine, according to the user identifier, whether the client has allocated a network resource segment; for example: according to the user identifier PC1 or PC2 of the client, whether the client PCI and PC2 have allocated a network resource segment; For example, if the PC1 has allocated a network resource segment, the process proceeds to step 3. If the PC2 does not allocate a network resource segment, step 4 is performed.
  • Step 3 If the client has allocated a network resource segment, the network address translation entry is established for each connection of the client according to the network resource segment, and the packet is forwarded according to the entry.
  • the NAT device directly converts the packet according to the network address translation table. If there is no address or port of the packet sent by the client in the network address translation table, the port corresponding to the packet is selected in the network resource segment to establish a new network address translation entry.
  • the client PC1 has allocated a network resource segment, and the client PC1 sends a message 1 to the server (Server) 1, and then selects a port 2101 among the allocated network resource segments, which is between the PC1 and the server 1.
  • the connection establishes a network address translation entry Session-1: Session— 1 : 192. 168. 0. 2 : 21 20. 0. 0. 1 : 2101;
  • the packet when the client PCI sends the packet 2 with the same IP address and port information as the packet 1 to the server 1, the packet can be sent according to the network address translation entry Session-1. Forwarding, and when receiving the message that the server 1 sends the port 2101 to the client PCI, the server 1 can forward the packet of the server 1 to the client PC1 according to the network address translation entry Session-1.
  • the client PC1 needs to send a new packet to Server2, you need to create a new connection (SPPC1 and Server2 are connected) to forward the packet. You need to continue to perform step 5.
  • Step 4 If the client does not allocate a network resource segment, allocate a network resource segment to the client.
  • the client PC2 does not allocate a network resource segment, and the NAT device allocates one or more network resource segments to the client PC2, for example, the port number port: 2200 to 2299, and the corresponding public network IP address is 20 0. 0. 1.
  • Step 5 The NAT device acquires the network resource segment of the client PC1 and the usage status information of the network resource segment.
  • Step 6 Adjust the network resource segment according to the network resource segment usage status information, where the adjusted network resource segment can provide network resources for all connections of the client.
  • the step may be specifically:
  • the usage threshold of the network resource segment is obtained, and the occupancy threshold may be preset or adjusted according to actual conditions. And determining whether the occupancy rate of the network resource segment is greater than or equal to the occupancy threshold of the network resource segment, that is, determining whether the network resource segment cannot meet the new connection requirement. If the occupancy rate of the network resource segment is greater than or equal to the occupancy threshold of the network resource segment, the network resource segment of the client is increased.
  • the occupancy threshold is 90%.
  • the client PC1 has allocated three segments of network resources. The three network segments contain 300 ports. The client PC1 has used resources of 270 ports. The network resource segment occupancy rate is 90%, which is equal to the occupancy threshold. And reallocating one or more network resource segments for the PC1.
  • the foregoing determining manner may also combine the total occupancy rate of each network resource segment with the respective occupancy rate. For example, when the total occupancy rate of each network resource segment is greater than or equal to 90%, and the occupancy rate of all network resource segments is greater than or equal to 50%. Only increase the network resource segment of the client.
  • the above occupancy threshold may be any value greater than 0 and less than or equal to 100%. When the occupancy threshold is 100%, new network resource segments are allocated if all allocated network resource segments are already in use.
  • the occupancy rate and occupancy threshold of the network resource segment can also be replaced by the idle rate and idle rate threshold of the network resource segment.
  • the idle number of the network resource segment can also be used as a criterion for increasing the network resource segment of the client.
  • the preset idle number threshold is 40
  • the client PC1 has allocated three network resource segments.
  • the three network segments include 300 ports.
  • the client PC1 has used resources of 270 ports, and the network resource segment.
  • the number of idles is 30, which is less than or equal to the preset idle number threshold, and the network resource segment of the client is increased.
  • the above idle number threshold can be any Natural number. When the idle number threshold is 0, a new network resource segment is allocated if all allocated network resource segments have been used.
  • the step 6 may further include:
  • the one network resource segment is released. For example, if the timer value of the timer is 5 minutes, the client PC1 has allocated three segments of network resources. If one network resource segment has not been used by the user for 5 minutes, the network resource segment is released for allocation to other clients. use.
  • Step 7 According to the adjusted network resource segment, establish a network address translation entry for each connection of the client. For example: establishing a network address translation entry Session_n according to the connection between the client PC1 and Server2 according to the third network resource segment;
  • Step 8 Establish a corresponding log record for the network resource segment.
  • Step 9 When a network resource segment is released, the log record corresponding to the network resource segment is sent to the log record storage server.
  • the log records PC1-Log1 corresponding to the first network resource segment are sent to the log record storage server.
  • the log record PC1-Log1 includes: a user identifier (PPPoE idl), a public network IP (pubic IP) (20. 0. 1), a port range (2100 ⁇ 2199), and a start time of the network resource segment ( Start time ) ( xxxx. xx. xx), end time of the network resource segment (end time)
  • the network resource segment mentioned in the embodiment of the present invention may include multiple different contents according to actual conditions; for example, the network resource segment may be an IPv4 public network address and its corresponding TCP or UDP port segment, which is a common one. In this case, it may also be a private network IP and its corresponding port segment; it may also be an IPv6 address or the like.
  • the size of the network resource segment is pre-configured. For example, if the number of pre-configured ports on the network resource is 200, the allocated network resource segment includes 200 ports.
  • the size of the resource segment that is increased or decreased each time is also configurable. For example: You can add 50 ports or 100 ports at a time, not limited to the specific data given in the text.
  • the device for managing a network address translation includes: an information acquiring unit 301, configured to acquire a client network resource segment and the network resource segment usage state information;
  • the client includes at least one segment of network resources;
  • the network resource segment includes: a port range, or a port range and an IP address corresponding to the port range.
  • the resource adjustment unit 302 is configured to adjust the network resource segment according to the network resource segment usage status information, where The adjusted network resource segment can provide network resources for all connections of the client; for example: when the network resource segment (ie, the first network resource segment) cannot meet the number of connections that the client 1 needs to establish,
  • the management device of the network address translation allocates another segment of the network resource segment (ie, the second network resource segment) to the client 1 according to the preset adjustment rule; thus, it can ensure that the connection of the client 1 adopts the Network resource segment in .
  • the entry establishing unit 303 is configured to establish a network address translation entry for each connection of the client according to the adjusted network resource segment.
  • the adjusted network resource segment includes two network resource segments (ie, a first network resource segment and a second network resource segment), and the management device for the network address translation is respectively the first of the client 1 A network address translation entry corresponding to each of the network resource segment and the second network resource segment is established.
  • the log establishing unit 304 is configured to establish a corresponding log record for the network resource segment.
  • the device further includes:
  • the log sending unit is configured to send, when a network resource segment is released, the log record corresponding to the network resource segment to the log record storage server.
  • the network resource segment usage status information includes: an occupancy rate of the network resource segment or an idle rate of the network resource segment, and the resource adjustment unit 302, as shown in FIG.
  • the information adding sub-unit 401 is configured to increase a network resource segment of the client when the occupancy rate of the network resource segment is greater than or equal to a preset occupancy threshold or the idle rate of the network resource segment is less than a preset idle rate threshold.
  • the network resource segment usage status information includes: a network resource segment idle number
  • the resource adjustment unit 302 may specifically include:
  • the information adding sub-unit 401 is further configured to: when the idle number of the network resource segment is less than or equal to a preset idle number threshold, increase a network resource segment of the client.
  • the network resource segment usage status information includes: a continuous unused time of a network resource segment
  • the resource adjustment unit 302 may further include:
  • the information release sub-unit 402 is configured to release the one network resource segment when the persistent unused time of the one network resource segment is greater than a preset idle time threshold.
  • the management device of the network address translation may further include: a message receiving unit 501, configured to receive a packet sent by the client, where the packet carries a user
  • the determining unit 502 is configured to determine, according to the user identifier, whether the client has allocated a network resource segment
  • the message forwarding unit 503, configured to allocate, by the client, a network resource segment, according to the network
  • the resource segment is configured to establish a network address translation entry for each connection of the client, and forward the packet according to the entry.
  • the resource allocation unit 504 is configured to allocate a network resource segment to the client if the client does not allocate a network resource segment.
  • the network address translation management method and device obtained by the embodiment of the present invention obtains the client network resource segment and the network resource segment usage state information, and adjusts the network resource segment according to the network resource segment usage state information.
  • the adjusted network resource segment can provide network resources for all the connections of the client; and according to the adjusted network resource segment, establish network address translation entries for each connection of the client;
  • the resource segment establishes a corresponding log record.
  • the embodiment of the present invention establishes a log record for each connection of the client according to the network resource segment, instead of establishing a log record according to the network address translation entry established by each connection of the client, thereby reducing the log record.
  • the number of log records established reduces the performance requirements of NAT devices and the cost of deploying NAT devices on the network side.
  • the storage space of the log record server is saved, so the requirement for the log record storage server performance is correspondingly reduced.
  • the present invention can be implemented by means of software plus a necessary hardware platform, and of course, all can be implemented by hardware, but in many cases, the former is better.
  • Implementation Based on such understanding, all or part of the technical solution of the present invention contributing to the background art may be embodied in the form of a software product that can be used to perform the above-described method flow.
  • the computer software product can be stored in a storage medium, such as a ROM/RAM, a magnetic disk, an optical disk, etc., including instructions for causing a computer device (which can be a personal computer, a server, or a network device, etc.) to perform various embodiments of the present invention.

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Description

一种网络地址转换的管理方法及装置
本申请要求于 2010年 8月 19日提交中国专利局、 申请号为 201010257316. 0、发明 名称为 "一种网络地址转换的管理方法及装置"的中国专利申请的优先权， 其全部内容 通过引用结合在本申请中。 技术领域 本发明涉及通信技术领域， 尤其涉及一种网络地址转换的管理方法及装置。 背景技术
NAT (Network Address Translation,网络地址转换）技术是对报文的源 IP( Internet Protocol , 互联网协议） 地址和源端口等进行转换的技术。 该技术可以实现私网地址 / 端口到公网地址 /端口的转换， 也可以实现 IPv4 ( Internet Protocol Version 4， 互联 网协议版本 4) 与 IPv6 ( Internet Protocol Version 6, 互联网协议版本 6 ) 报文之间 的转换。 例如： NAT在实现 IPv4到 Ipv6的转化时， 需要为不同的客户 PC (Personal Computer, 个人电脑） 的不同连接建立 NAT表项， 从而使得不同的客户 PC共享一个公 网 IP地址， 每个连接使用不同的公网 IP的端口号。
目前， 为了解决现有 IPv4公网地址短缺的问题， 运营商将 NAT设备引入到部署在 运营商网络中。 由于运营商侧的服务器需要为大量用户提供网络服务， 所以用户与服务 器之间就需要建立大量的连接， 尤其是一些网络应用采用 Ajax等技术， 使得一个用户 在请求所述采用异步 JavaScript和可扩展置标语言 ( extensible Markup Language, XML) (Asynchronous JavaScript and XML, AJAX) 等技术的网络应用时， 会产生几十、 几百甚至更多的 TCP ( Transmission Control Protocol , 传输控制协议） 连接。 由于上 述需要， 高性能的 NAT设备往往能够支持几十兆的 NAT表项， 并且每秒能够新建 1〜2M 甚至更多的 NAT表项。 而运营商为了能够准确的监控客户端， 通常需要为每个 NAT表项 生成一条 log (日志） 记录信息， 每条 log记录信息需要占用几十个字节， 这样一台高 性能的 NAT设备每秒需要生成的 log记录信息数据流会高达几十甚至上百兆字节，这样， 不但对 NAT设备自身生成 log记录信息的负担较重； 而且对用于存储 log记录信息的服 务器的性能和存储空间要求也相应提高。 发明内容 本发明实施例提供了一种网络地址转换的管理方法及装置。
为达到上述目的， 本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面， 本发明实施例提供了一种网络地址转换的管理方法， 该方法包括： 获取客户端网络资源段以及所述网络资源段使用状态信息；
根据所述网络资源段使用状态信息， 调整所述网络资源段， 所述调整后的网络资源 段能够为所述客户端的所有连接提供网络资源；
根据所述调整后的网络资源段，分别为所述客户端的各个连接建立网络地址转换表 项；
为所述网络资源段建立对应的日志记录。
另一方面， 本发明实施例还提供了一种网络地址转换的管理装置， 该装置包括： 信息获取单元， 用于获取客户端网络资源段以及所述网络资源段使用状态信息； 资源调整单元， 用于根据所述网络资源段使用状态信息， 调整所述网络资源段， 所 述调整后的网络资源段能够为所述客户端的所有连接提供网络资源；
表项建立单元， 用于根据所述调整后的网络资源段， 分别为所述客户端的各个连接 建立网络地址转换表项；
日志建立单元， 用于为所述网络资源段建立对应的日志记录。
本发明实施例提供的一种网络地址转换的管理方法及装置，通过获取客户端网络资 源段以及所述网络资源段使用状态信息； 根据所述网络资源段使用状态信息， 调整所述 网络资源段， 所述调整后的网络资源段能够为所述客户端的所有连接提供网络资源； 根 据所述调整后的网络资源段， 分别为所述客户端的各个连接建立网络地址转换表项； 为 所述网络资源段建立对应的日志记录。 与现有技术相比， 本发明实施例根据网络资源段 为所述客户端的各个连接建立日志记录， 而不是根据客户端的每个连接建立的网络地址 转换表项一一建立日志记录， 从而减少了日志记录的建立数目， 降低了 NAT设备生成 log 记录信息的负担。 与此同时， 由于所述日志记录建立数据的减少， 节省了所述日志记录 服务器的存储空间， 所以对日志记录存储服务器性能的要求也相应降低。 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为本发明实施例提供的一种网络地址转换的管理方法流程图；
图 2为本发明实施例提供的另一种网络地址转换的管理方法流程图；
图 3为本发明提供的一种网络地址转换的管理装置的结构示意图；
图 4为本发明提供的一种网络地址转换的管理装置中资源调整单元 302的结构示意 图；
图 5为本发明实施例提供的另一种网络地址转换的管理装置的结构示意图。 具体实施方式 下面通过实施例对本发明的具体实现过程进行举例说明。 显然， 下面所描述的实施 例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。
如图 1所示， 为本发明实施例提供的一种网络地址转换的管理方法， 该方法包括：
101： 网络地址转换的管理装置获取客户端网络资源段以及所述网络资源段使用状 态信息。
102： 根据所述网络资源段使用状态信息， 所述网络地址转换的管理装置调整所述 网络资源段， 所述调整后的网络资源段能够为所述客户端的所有连接提供网络资源。 例 如： 所述网络资源段使用状态信息包括： 网络资源段的占用率或网络资源段的空闲率， 网络地址转换的管理装置当所述网络资源段的占用率大于等于预设的占用率阈值或所 述网络资源段的空闲率小于预设的空闲率阈值时， 增加客户端的网络资源段； 或者， 所 述网络资源段使用状态信息包括： 网络资源段的空闲数， 当所述网络资源段的空闲数小 于等于预设的空闲数阈值时， 增加客户端的网络资源段； 或者， 所述网络资源段使用状 态信息包括： 一个网络资源段的持续未使用时间， 当所述一个网络资源段的持续未使用 时间大于预设的空闲时间阈值时， 释放所述的一个网络资源段。
103： 根据所述调整后网络资源段， 分别为所述客户端的各个连接建立网络地址转 换表项。
104： 所述网络地址转换的管理装置为所述网络资源段建立对应的日志记录。 例如： 当所述调整后的网络资源段为两个网络资源段时，所述网络地址转换的管理装置分别为 两个网络资源段建立一条日志记录； 当所述网络地址转换的管理装置释放其中一个网络 资源段时， 将该网络资源段所对应的日志记录发送给日志记录存储服务器。
所述网络资源段可以是 NAT转换后可用的端口范围， 例如一段序号连续的端口， 即 端口块 （block) ， 或者多个序号不连续的端口。 当网络地址转换的管理装置由多个 IP 地址可用时， 所述网络资源段还可以包括上述端口范围对应的 IP地址。
所述网络资源段使用状态信息可以包括网络资源段的占用率、 网络资源段的空闲 率、 网络资源段的空闲数、 一个网络资源段的持续未使用时间中的一种或多种。
所述日志记录至少包括用户标识， 此外还可以包括网络资源段的开始使用时间、 网 络资源段的释放时间、 网络 IP、 端口范围中的一种或多种。
基于以上实施例， 以下通过具体应用场景对本发明进行详细的阐述； 所述网络地址 转换的管理装置设置于 NAT设备； 且客户端 PC1已分配网络资源段， 具体为端口号 port: 2100^2199, 对应的公网 IP地址为 20. 0. 0. 1。 如图 2所示， 本发明网络地址转换的管理方 法的具体实现过程如下：
步骤一： NAT设备接收所述客户端发送的报文， 所述报文中携带有用户标识； 所述 用户标识可以是多种可能的内容， 例如： 可以是 PPPoE (Point-to-Point Protocol over Ethernet session, 基于以太网的点对点通讯协议连接） ID， 隧道 ID， 也可以是 VLAN (Virtual Local Area Network, 虚拟局域网） ID, 或者私网侧 IP等， 可以根据实际需 要进行选择和定义。
步骤二： 根据所述用户标识， 判断所述客户端是否已分配网络资源段； 例如： 根据 所述客户端的用户标识 PC1或者 PC2，可以判断所述客户端 PCI和 PC2是否已经分配网络资 源段； 举例来说， 所述 PC1已经分配网络资源段， 则继续执行步骤三； 所述 PC2未分配网 络资源段， 则执行步骤四。
步骤三： 如果所述客户端已分配网络资源段， 则按照所述的网络资源段， 分别为所 述客户端的各个连接建立网络地址转换表项， 并按照所述表项， 进行报文转发。 当网络 地址转换表中已有客户端发送的该报文的地址和端口时， NAT设备直接根据网络地址转 换表转换该报文。 网络地址转换表中没有客户端发送的该报文的地址和端口时， 则为该 报文对应的连接在网络资源段中选择端口， 建立新的网络地址转换表项。 例如： 客户端 PC1已分配网络资源段， 客户端 PC1向服务器 （Server) 1发送报文一， 则在其已分配的 网络资源段中选择一个端口 2101， 为所述 PC1与 Server 1之间的连接建立网络地址转换 表项 Session— 1 : Session— 1 : 192. 168. 0. 2 ： 21 20. 0. 0. 1 : 2101；
这样， 当所述客户端 PCI再向所述 Server 1发送与所述报文一的 IP地址和端口信息 相同的报文二时， 则可以按照所述网络地址转换表项 Session— 1进行报文转发， 并当接 收到所述 Server 1向客户端 PCI发送端口为 2101的报文时， 同样按照所述网络地址转换 表项 Session— 1， 可以准确的将 Serverl的报文转发给客户端 PC1。 但是， 当客户端 PC1需 要发送一个新报文给 Server2时， 则需要新建一条连接 （ SPPCl与 Server2连接） ， 进行 报文转发， 此时需要继续执行步骤五。
步骤四： 如果所述客户端未分配网络资源段， 则为所述客户端分配网络资源段。 例 如： 所述客户端 PC2未分配网络资源段， 则所述 NAT设备为所述客户端 PC2分配一段或多 段网络资源段， 例如， 端口号 port: 2200〜2299， 对应的公网 IP地址为 20. 0. 0. 1。
步骤五： NAT设备获取客户端 PC1的网络资源段以及所述网络资源段使用状态信息。 步骤六： 根据所述网络资源段使用状态信息， 调整所述网络资源段， 所述调整后的 网络资源段能够为所述客户端的所有连接提供网络资源； 该步骤具体可以为：
获取所述网络资源段的占用率阈值， 占用率阈值可以预先设置， 也可以根据实际情 况进行调整。 判断所述网络资源段的占用率是否大于等于所述网络资源段的占用率阈 值， 即判断所述网络资源段是否不能够满足所述新连接需要。 如果所述网络资源段的占 用率大于等于所述网络资源段的占用率阈值， 则增加客户端的网络资源段。 例如： 占用 率阈值为 90%。 客户端 PC1已分配三段网络资源段， 这三段网络资源段中共包括 300个端 口， 客户端 PC1已使用其中 270个端口的资源， 则网络资源段的占用率为 90%， 等于占用 率阈值， 则为所述 PC1的再分配一段或多段网络资源段。 上述判断方式也可以将各个网 络资源段总的占用率和各自的占用率结合， 例如各个网络资源段总的占用率大于等于 90%，并且所有网络资源段各自的占用率都大于等于 50%时，才增加客户端的网络资源段。 上述占用率阈值可以为大于 0小于等于 100%的任意值。 当占用率阈值为 100%时， 在所有 已分配的网络资源段都已使用的情况下才分配新的网络资源段。本领域普通技术人员可 以理解，上述网络资源段的占用率和占用率阈值也可以用网络资源段的空闲率和空闲率 阈值代替。
也可以采用网络资源段的空闲数作为增加客户端的网络资源段的判断标准。 例如， 预设的空闲数阈值为 40， 客户端 PC1已分配三段网络资源段， 这三段网络资源段中共包 括 300个端口， 客户端 PC1已使用其中 270个端口的资源， 则网络资源段的空闲数为 30， 小于等于预设的空闲数阈值， 则增加客户端的网络资源段。 上述空闲数阈值可以为任意 自然数。 当空闲数阈值为 0时， 在所有已分配的网络资源段都已使用的情况下才分配新 的网络资源段。
所述步骤六还可以包括：
当所述一个网络资源段的持续未使用时间大于预设的空闲时间阈值时，释放所述的 一个网络资源段。 例如： 定时器的定时值为 5分钟， 客户端 PC1已分配三段网络资源段， 其中一个网络资源段在 5分钟内一直未被用户使用， 则释放该网络资源段， 以便分配给 其他客户端使用。
步骤七： 根据所述调整后网络资源段， 分别为所述客户端的各个连接建立网络地址 转换表项。 例如： 根据所述第三网络资源段为所述客户端 PC1与 Server2之间的连接， 建 立网络地址转换表项 Session— n;
Session— n: 192. 168. 0. 2 ： 5555 20. 0. 0. 2 : 1500
步骤八： 为所述网络资源段建立对应的日志记录。
步骤九： 当一个网络资源段释放时， 将所述网络资源段所对应的日志记录发送给日 志记录存储服务器。 例如： 当所述第一网络资源段释放时， 将所述第一网络资源段所对 应的日志记录 PCl-Logl发送给日志记录存储服务器。其中，所述日志记录 PCl-Logl包括： 用户标识 (PPPoE idl ) 、 公网 IP (pubic IP) ( 20. 0. 0. 1 ) 、 端口范围 ( 2100^2199 ) 、 网络资源段的开始时间（start time ) ( xxxx. xx. xx)、网络资源段的结束时间（end time )
( xxxx. XX. XX ) 。
本发明实施例中所提到的网络资源段可以根据实际情况， 包含多种不同的内容； 例 如：网络资源段可以是 IPv4公网地址及其对应的 TCP或 UDP端口段，这是常见的一种情形； 也可以是私网 IP及其对应的端口段； 还可以是 IPv6地址等。
以上所述网络资源段的大小是可以预配置的， 例如： 如果所述网络资源端预配置的 端口个数为 200个， 则分配的网络资源段就包括 200个端口； 当已分配客户端需要进行调 整时， 每次增加或减少的资源段的大小也是可以配置的， 例如： 每次可以增加 50个端口 或者 100个端口， 而不限于文中给出的具体数据。
如图 3所示， 为本发明实施例提供的一种网络地址转换的管理装置， 该装置包括： 信息获取单元 301，用于获取客户端网络资源段以及所述网络资源段使用状态信息; 其中， 所述客户端包括至少一段网络资源段； 所述网络资源段包括： 端口范围， 或者端 口范围和所述端口范围对应的 IP地址。
资源调整单元 302， 用于根据所述网络资源段使用状态信息， 调整所述网络资源段， 所述调整后的网络资源段能够为所述客户端的所有连接提供网络资源； 例如： 当所述网 络资源段 （即第一网络资源段） 不能够满足客户端 1需要建立的连接个数时， 网络地址 转换的管理装置将按照预设的调整规则为所述客户端 1分配另外一段网络资源段 （即第 二网络资源段） ； 这样， 就是可以保证所述客户端 1的连接都采用所述中的网络资源段。
表项建立单元 303， 用于根据所述调整后的网络资源段， 分别为所述客户端的各个 连接建立网络地址转换表项。 例如： 所述调整后的网络资源段包括两段网络资源段（即 第一网络资源段和第二网络资源段） ， 则所述网络地址转换的管理装置将分别为所述客 户端 1的第一网络资源段和第二网络资源段中的各个连接建立对应的网络地址转换表 项。
日志建立单元 304， 用于为所述网络资源段建立对应的日志记录。
需要说明的是， 该装置还包括：
日志发送单元， 用于当一个网络资源段释放时， 将所述网络资源段所对应的日志记 录发送给日志记录存储服务器。
还需要说明的是， 所述网络资源段使用状态信息包括： 网络资源段的占用率或网络 资源段的空闲率， 所述资源调整单元 302如图 4所示， 具体可以包括：
信息添加子单元 401， 用于当所述网络资源段的占用率大于等于预设的占用率阈值 或所述网络资源段的空闲率小于预设的空闲率阈值时， 增加客户端的网络资源段。
或者， 所述网络资源段使用状态信息包括： 网络资源段的空闲数， 所述资源调整单 元 302， 具体可以包括：
所述信息添加子单元 401， 还用于当所述网络资源段的空闲数小于等于预设的空闲 数阈值时， 增加客户端的网络资源段。
还需要说明的是， 所述网络资源段使用状态信息包括： 一个网络资源段的持续未使 用时间， 所述资源调整单元 302， 具体还可以包括：
信息释放子单元 402， 用于当所述一个网络资源段的持续未使用时间大于预设的空 闲时间阈值时， 释放所述的一个网络资源段。
还需要说明的是， 所述网络地址转换的管理装置如图 5所示， 还可以包括： 报文接收单元 501， 用于接收所述客户端发送的报文， 所述报文中携带有用户标识; 判断单元 502， 用于根据所述用户标识， 判断所述客户端是否已分配网络资源段； 报文转发单元 503， 用于所述客户端已分配网络资源段， 则按照所述的网络资源段， 分别为所述客户端的各个连接建立网络地址转换表项，并按照所述表项，进行报文转发; 资源分配单元 504， 用于如果所述客户端未分配网络资源段， 则为所述客户端分配 网络资源段。
本发明实施例提供的一种网络地址转换的管理方法及装置，通过获取客户端网络资 源段以及所述网络资源段使用状态信息； 根据所述网络资源段使用状态信息， 调整所述 网络资源段， 所述调整后的网络资源段能够为所述客户端的所有连接提供网络资源； 根 据所述调整后的网络资源段， 分别为所述客户端的各个连接建立网络地址转换表项； 为 所述网络资源段建立对应的日志记录。 与现有技术相比， 本发明实施例根据网络资源段 为所述客户端的各个连接建立日志记录， 而不是根据客户端的每个连接建立的网络地址 转换表项一一建立日志记录， 从而减少了日志记录的建立数目， 降低了 NAT设备的性能 要求以及网络侧部署 NAT设备的成本。 与此同时， 由于所述日志记录建立数据的减少， 节省了所述日志记录服务器的存储空间，所以对日志记录存储服务器性能的要求也相应 降低。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软 件加必需的硬件平台的方式来实现， 当然也可以全部通过硬件来实施， 但很多情况下前 者是更佳的实施方式。 基于这样的理解， 本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部 或者部分可以以软件产品的形式体现出来，所述的软件产品在可以用于执行上述的方法 流程。 该计算机软件产品可以存储在存储介质中， 如 R0M/RAM、 磁碟、 光盘等， 包括若 干指令用以使得一台计算机设备 （可以是个人计算机， 服务器， 或者网络设备等）执行 本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上所述， 仅为本发明较佳的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易想到的变化或替 换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此， 本发明的保护范围应该以权利要求的保 护范围为准。

Claims

权利要求书
1、 一种网络地址转换的管理方法， 其特征在于， 包括：
获取客户端网络资源段以及所述网络资源段使用状态信息；
根据所述网络资源段使用状态信息， 调整所述网络资源段， 所述调整后的网络资源 段能够为所述客户端的所有连接提供网络资源；
根据所述调整后的网络资源段，分别为所述客户端的各个连接建立网络地址转换表 项；
为所述网络资源段建立对应的日志记录。
2、 根据权利要求 1所述的网络地址转换的管理方法， 其特征在于， 所述日志记录至 少包括用户标识， 所述方法还包括：
当一个网络资源段释放时，将所述网络资源段所对应的日志记录发送给日志记录存 储服务器。
3、 根据权利要求 1或 2所述的网络地址转换的管理方法， 其特征在于， 所述网络资 源段包括： 端口范围， 或者端口范围和所述端口范围对应的 IP地址。
4、 根据权利要求 1至 3任一项所述的网络地址转换的管理方法， 其特征在于， 所述 网络资源段使用状态信息包括： 网络资源段的占用率或网络资源段的空闲率， 所述根据 所述网络资源段使用状态信息， 调整所述网络资源段， 包括：
当所述网络资源段的占用率大于等于预设的占用率阈值或所述网络资源段的空闲 率小于预设的空闲率阈值时， 增加客户端的网络资源段。
5、 根据权利要求 1至 3任一项所述的网络地址转换的管理方法， 其特征在于， 所述 网络资源段使用状态信息包括： 网络资源段的空闲数， 所述根据所述网络资源段使用状 态信息， 调整所述网络资源段， 包括：
当所述网络资源段的空闲数小于等于预设的空闲数阈值时，增加客户端的网络资源 段。
6、 根据权利要求 1至 3任一项所述的网络地址转换的管理方法， 其特征在于， 所述 网络资源段使用状态信息包括： 一个网络资源段的持续未使用时间， 所述根据所述网络 资源段使用状态信息， 调整所述网络资源段的步骤， 包括：
当所述一个网络资源段的持续未使用时间大于预设的空闲时间阈值时，释放所述的 一个网络资源段。
7、 根据权利要求 4或 5所述的网络地址转换的管理方法， 其特征在于， 所述网络资 源段使用状态信息还包括： 一个网络资源段的持续未使用时间， 所述根据所述网络资源 段使用状态信息， 调整所述网络资源段的步骤， 还包括：
当所述一个网络资源段的持续未使用时间大于预设的空闲时间阈值时，释放所述的 一个网络资源段。
8、 根据权利要求 1至 7任一项所述的网络地址转换的管理方法， 其特征在于， 还包 括- 接收所述客户端发送的报文， 所述报文中携带有用户标识；
根据所述用户标识， 判断所述客户端是否已分配网络资源段；
如果所述客户端已分配网络资源段， 则按照所述的网络资源段， 分别为所述客户端 的各个连接建立网络地址转换表项， 并按照所述表项， 进行报文转发；
如果所述客户端未分配网络资源段， 则为所述客户端分配网络资源段。
9、 一种网络地址转换的管理装置， 其特征在于， 包括：
信息获取单元， 用于获取客户端网络资源段以及所述网络资源段使用状态信息； 资源调整单元， 用于根据所述网络资源段使用状态信息， 调整所述网络资源段， 所 述调整后的网络资源段能够为所述客户端的所有连接提供网络资源；
表项建立单元， 用于根据所述调整后的网络资源段， 分别为所述客户端的各个连接 建立网络地址转换表项；
日志建立单元， 用于为所述网络资源段建立对应的日志记录。
10、 根据权利要求 9所述的网络地址转换的管理装置， 其特征在于， 所述日志记录 至少包括用户标识， 该装置还包括：
日志发送单元， 用于当一个网络资源段释放时， 将所述网络资源段所对应的日志记 录发送给日志记录存储服务器。
11、 根据权利要求 9或 10所述的网络地址转换的管理装置， 其特征在于， 所述网络 资源段包括： 端口范围， 或者端口范围和所述端口范围对应的 IP地址。
12、 根据权利要求 9至 11任一项所述的网络地址转换的管理装置， 其特征在于， 所 述网络资源段使用状态信息包括： 网络资源段的占用率或网络资源段的空闲率， 所述资 源调整单元， 包括：
信息添加子单元，用于当所述网络资源段的占用率大于等于预设的占用率阈值或所 述网络资源段的空闲率小于预设的空闲率阈值时， 增加客户端的网络资源段。
13、 根据权利要求 9至 11任一项所述的网络地址转换的管理装置， 其特征在于， 所 述网络资源段使用状态信息包括： 网络资源段的空闲数， 所述资源调整单元， 包括： 信息添加子单元， 用于当所述网络资源段的空闲数小于等于预设的空闲数阈值时， 增加客户端的网络资源段。
14、 根据权利要求 9至 13任一项所述的网络地址转换的管理装置， 其特征在于， 所 述网络资源段使用状态信息包括： 一个网络资源段的持续未使用时间， 所述资源调整单 元， 还包括：
信息释放子单元，用于当所述一个网络资源段的持续未使用时间大于预设的空闲时 间阈值时， 释放所述的一个网络资源段。
15、 根据权利要求 9至 14任一项所述的网络地址转换的管理装置， 其特征在于， 该 装置， 还包括：
报文接收单元， 用于接收所述客户端发送的报文， 所述报文中携带有用户标识； 判断单元， 用于根据所述用户标识， 判断所述客户端是否已分配网络资源段； 报文转发单元， 用于所述客户端已分配网络资源段， 则按照所述的网络资源段， 分 别为所述客户端的各个连接建立网络地址转换表项， 并按照所述表项， 进行报文转发； 资源分配单元， 用于如果所述客户端未分配网络资源段， 则为所述客户端分配网络 资源段。
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