[发明专利]能够连接到具有本地地址域的网络的方法及系统

说明书

本申请是分案申请，其母案的申请号为：03807847.3，其母案的 国际申请日为2003年3月28日，其母案的国际申请号为： PCT/US03/09834，其母案的发明名称为：“能够连接到具有本地地址 域的网络的方法及系统”。

技术领域

本发明主要涉及网络通信，更具体地涉及在不同地址域的网络之 间提供连接。

背景技术

在网络通信中，通常需要在不同网络之间提供连接，特别是具有 不同地址域的网络之间。例如，当处于专用网中的节点需要连接公用 网中的主机时通常会出现这种情况。专用网通常具有在该网之外不能 使用的内部地址，出于保密的原因或者只是因为内部地址在网络外部 使用时无效。其它例子包括不同公共域的网络之间、以及不同专用网 络之间的连接。

随着互联网、企业内网以及其它网络这样的互联网协议(IP)网 络的爆炸性发展，当前版本的IP协议，IPv4，所提供的有限的IP地 址空间变成了真正的挑战。32比特的地址域可以指定232种不同的地 址，这大约是40亿个全球唯一的地址。下一版本的IP协议IPv6将具 有128比特的地址域，因此提供了实际上无限多的全球唯一的IP地址。 其挑战是只有有限数目的IPv4地址可供运营商用于它们的新网络，而 IPv6只被互联网内很有限的一些节点所支持。而且，包括互联网子网 在内的很多旧的网络在未来的很多年内很可能还将使用IPv4或更老 版本的IP协议。

对于移动或蜂窝网络来说，电信制造商和运营商面临着在2.5和 3G网络内部署支持预计很大数目的应用IP的移动终端的巨大挑战。 当在不久将来开始大规模部署2.5和3G网络时，IPv4地址空间显然 不能满足需要。现在，为新蜂窝网络申请地址范围的网络运营商得到 的地址空间远小于预期的用户数。其比例可能低到预期的上百万注册 用户只有几千个地址。

为了满足地址的需要，电信制造商正在敦促IPv6引入终端作为 标准协议在下一代的蜂窝网络内使用。IPv6的全面应用自然会解决地 址空间的问题，但是不幸的是，IPv6还没有在互联网中广泛应用，预 计这个推广过程会相当慢，至少在近期会如此。由于IPv6没有在互联 网中使用，制造商们将不得不使用在不同网络之间提供连接的过渡方 案。

有一些现有的方案，既扩展了地址域又在不同地址域之间翻译。 这些方案将在下面简单地概述，主要针对在工作于IP协议的专用和 公共网络之间提供连接性的问题。

参考图1，一个专用域是指定给主机的地址在互联网内并不唯一 的主域，或者虽然唯一但是由于某种原因它们对公共域来说是隐藏 的。一个常见的例子是，当专用域主机的数目超过为专用网10指定 的公共地址数时，例如根据RFC1918中的规定，在专用网10中为主 机指定了专用地址[a.a.a.a]到[a.d.d.d]，使多个主机能够共享一个或一些 公用的IP地址。由于没有指定的实体协调专用地址的使用，这些地 址可能出现在世界的很多地方，因此通常不是唯一的而且不能在公共 域中使用。为了使专用主机能够访问公共域网络20，可以利用网关 30使多个专用主机共享一个或一些公共IP地址[x.x.x.x]到[x.x.x.z]以便 接入公共域。因此网关30提供了将专用域内的主机连接到公共域的 必要机制，特别是当专用主机的数目大于可以提供的公共IP地址数 的时候。

网络地址翻译机(NAT)

现有的扩展例如IPv4地址空间这样的地址域的方案一般基于所 谓的网络地址翻译机(NAT)网关，它将专用地址翻译成公共地址， 反之亦然[1]。不同特点的NAT的共同之处是它们都隐藏专用地址并 复用公共地址，使专用域中的主机和公共域中的主机之间能够通信。

传统的NAT

传统的NAT网关通常使用一组公共IP地址，在每次会话中指定 给单个的专用节点。当专用域内的主机需要联系诸如互联网这类的公 共网内的主机时，NAT将公共地址[x.x.x.x]到[x.x.x.z]中的一个指定给 该专用主机。然后NAT用该公共地址重写输出分组IP字头中的发送 地址，这样公共互联网中的相应主机就会认为该分组来自于公共指定 的IP地址。当公共主机向这个公共指定的地址发回分组时，NAT用 专用地址重写IP字头中的目标地址，这样分组就被正确地导入专用 域。