[发明专利]网络地址转换转发方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体的说，涉及一种网络地址转换转发方法及装置。

背景技术

随着网络的发展，IP网络已经成为人们日常生活中必不可少的工具，网络的规模在不断扩大，网络用户的数量在不断增加，然而由于历史原因以及IPV4网络地址的局限性，公网的地址资源十分有限。目前NAT(NetworkAddress Translation，网络地址转换)技术是解决这个问题的主要方法。简单的说，NAT技术就是在局域网内部网络中使用内部地址，而当内部节点要与外部网络进行通讯时，就在网关上将内部地址转换成公网地址，从而在外部网络上正常使用，NAT技术可以使多台计算机共享网络连接，很好的解决了公网IP地址紧缺的问题。

GPON(Gigabit-Capable PON，千兆无源光网络)技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有高带宽、高效率、大范围覆盖、用户接口丰富等众多优点，被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化，综合化改造的理想技术。目前从现网应用来看，GPON终端大部分应用于二层数据交换，但是随着GPON技术的发展，家庭网关式GPON终端将是一个发展的趋势，如何提高GPON终端私网和公网之间网络地址转换效率，将是一个重要的课题。

目前用于实现NAT转发功能的方法有硬件和软件两种方式。硬件方式最大的优点是速度，使用硬件来实现NAT转发效率比较高，但是成本比较高，并且接口定制不灵活，一般用于高端设备中。

现有软件方式主要是通过报文中的五元组(源IP地址、源端口号、目的IP地址、目的端口以及协议)等信息，匹配由首报文建立的转发条目表，从而完成数据的转发。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种网络地址转换转发方法及网络地址转换转发装置，以在实现网络地址转换的同时提高转发效率。

为解决以上技术问题，本发明提供了一种网络地址转换转发方法，该方法基于网络地址转换转发装置实现，该方法包括：

网络地址转换转发装置接收数据报文，根据所述数据报文的五元组信息匹配转发表中保存的上、下行转发规则，所述上行转发规则包括网络地址转换(NAT)规则和业务传输通道信息，所述下行转发规则包括NAT规则；

若匹配到对应的转发规则，所述网络地址转换转发装置根据匹配的对应转发规则对所述数据报文进行处理，并将处理后的上行数据报文发送到对应的业务传输通道，将处理后的下行数据报文发送到对应的端口。

进一步地，若未匹配到转发规则，所述网络地址转换转发装置对所述数据报文进行普通网络地址转换(NAT)及转发，并生成对应的NAT规则，所述NAT规则包括数据报文的五元组信息及其对应的NAT转换后的IP地址(NAT IP)及端口(NAT Port)。

进一步地，所述网络地址转换转发装置配置保存标签控制信息(TCI)与业务传输通道的对应关系；且在创建网络连接时，记录该网络连接的连接信息，其中包括网络连接IP地址及对应的TCI；所述转发表中上行转发规则的生成过程包括：

所述网络地址转换转发装置根据对上行数据报文的NAT规则中的NATIP匹配对应的网络连接的连接信息；

根据对应的连接信息中的TCI匹配对应的业务传输通道信息，将五元组信息及对应业务传输通道信息记录到对应的上行转发规则中。

进一步地，所述网络地址转换转发装置对所述上、下数据报文进行NAT后，转发前，根据路由信息找到对应下一路由节点的IP，并通过地址解析协议(ARP)学习到下一跳路由节点的IP地址对应的MAC地址，将目的MAC地址转换为下一跳路由节点对应的MAC地址后再转发，同时记录所述IP地址与MAC地址的对应关系；生成所述上、下行转发规则时，根据所述IP地址关联匹配对应的MAC地址，并记录到对应的上、下行转发规则中；根据上、下行转发规则对所述上、下行数据报文进行处理的过程还包括修改上、下行数据报文中的MAC地址。

进一步地，所述网络地址转换转发装置生成所述上行转发规则时，根据NAT转换后的IP地址匹配对应的TCI，并记录到对应的上行转发规则中；所述网络地址转换转发装置生成所述下行转发规则时，根据目的IP地址匹配对应的TCI，并记录到对应的下行转发规则中；根据所述转发规则对数据报文进行处理的过程包括修改所述数据报文中的TCI。

进一步地，修改所述数据报文中的TCI指在所述上行数据报文中增加对应的TCI或删除所述下行数据报文中的TCI。