[发明专利]实现网络无缝互连的方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种实现网络无缝互连的方法，属于计算机网络领域。

背景技术

互联网是目前世界上最大的网络，它连接了数百万台主机，可以说将整个世界都连接在一起。互联网是一个极其伟大的发明，它使得我们获取信息变得极其简便。互联网的连接基于一种称为TCP/IP的协议，IP是其中网络层的协议，目前IP协议的版本号是4，简称为IPv4，IPv4的核心是为每台主机分配一个唯一的32位的地址，这一地址就唯一地标识了这台主机，这样即便有数百万台主机，由于它们的地址都是唯一的，通过这一地址，就可以准确无误地找到它们。互联网上两台主机的通讯过程是这样的：主机将待传输的数据进行打包，每一个数据包都指明了发送方的地址，接收方的地址，就象交给邮局投寄的邮件一样。互联网上的路由器负责将这些数据包准确无误地送到接收方。由于两台主机之间可以同时进行不同类型的通讯应用，为了进行区分，所以每一个数据包还指明了发送方的端口，接收方的端口，接收方收到数据包后，再按照端口的不同，发送到相应的应用层。

IPv4中32位的地址长度最多能提供约40亿个地址，由于互联网用户的迅速膨胀，32位的地址长度所提供的地址空间很快将会被耗尽。为了解决这一问题，人们制订了IP协议的下一版本，即Ipv6，IPv6采用128位地址长度，约能提供的地址数为3的38次方，这是一个非常大的数字，在可以预见的未来，IPv6将不会有地址短缺的问题。但IPv6与IPv4不兼容，而目前的互联网是基于IPv4，人们已经在IPv4进行了庞大无比的投资，所以IPv6何时能取代IPv4仍然是遥遥无期。

为了解决IPv4中地址短缺的问题，人们引入了地址转换技术(Network AddressTranslation)，简称NAT。NAT的工作原理是：在私网和公网之间，设立NAT网关；在私网内部，主机可以使用保留的私有地址，当该私网主机发送数据包给公网的主机时，NAT网关对该数据包进行地址转换，原来的发送方地址为该私网主机的私有地址，NAT网关将其转换成NAT网关的公网地址，然后发送给公网的主机，该公网的主机回复时，将回复到NAT网关，NAT对照其地址映射表，查找与该公网主机通讯过的私网主机，找到后，将收到的数据包的目的地址进行地址转换，原来的目的地址为NAT网关的公网地址，NAT网关将其转换成私网主机的私有地址，然后发送给该私网主机。端口转换技术(Port Address Translation)，简称PAT，是NAT的一种，它除了地址转换外，还对端口进行转换。NAT较好地解决了私网主机呼叫公网主机的问题，但NAT也存在这样的问题：公网主机却没有办法呼叫NAT网关后面的私网主机。许多方案试图解决这个问题，其中比较可行的方案是在公网上架设中转服务器，目前流行的即时通讯软件，如QQ，MSN等就是采用了这一方案。但所有这些方案都没有能够很好地实现公私网无缝互连的问题，所以NAT只是局部解决了地址短缺的问题。    

当前互联网的点对点应用正在飞速发展，点对点应用中，每一台主机都可以成为一个网站，一个FTP服务器，一个通讯终端，在这一形势下，IPv4中地址短缺的问题更显突出。可以说，IPv4中地址短缺的问题已经成为互联网继续发展的一个最大的瓶颈，需要尽快解决。

发明内容

本发明提出了解决IPv4中地址短缺问题的一个技术方案，它使得互联网的每一台主机都能够自由地与其它主机通讯。