[发明专利]基于前缀分配的扩展双重无状态IPv4-IPv6翻译方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，特别涉及一种基于前缀分配的扩展双重无状态IPv4-Pv6翻译方法。

背景技术

在过去的20多年中，伴随着互联网的快速发展，IPv4协议取得了巨大成功。当前全球IPv4用户已经超过18亿，占到人口总数的26.6%。然而，网络规模的急剧增长也突显出IPv4的一系列严重问题，包括地址空间不足、路由可扩展性问题等。2011年2月，IANA将其最后5个可用的/8IPv4地址空间分配给了区域Internet注册机构（RIR），至此IPv4地址已经全部分配完。但是在我国，在即将到来的三至五年内，IP地址的需求会非常强烈。于是IPv6协议被提上日程，用来取代IPv4。IPv6具有巨大的地址空间（2^128），分层的编址和路由机制，更好的端到端特性，更好的安全性和移动性支持等特性。IPv6能够满足物联网络的庞大地址需求，具有大幅推进互联网发展的潜力，是下一代互联网的支撑协议。

为实现IPv4到IPv6的过渡，IETF最早推荐从IPv4向IPv6过渡采用双栈技术和隧道技术，全世界很多运营商在不同规模上进行了IPv6的试验，少量信息提供商也提供了IPv6的服务，但到目前为止，IPv6网络的部署情况和信息资源的过渡情况仍然非常有限。实践证明，用双栈和隧道的方式促进IPv6的过渡是行不通的，实现IPv4和IPv6互联网共存互通的无状态翻译的方案才是解决IPv4到IPv6过渡的唯一途径。

为实现IPv4和IPv6的互通，IETF最近提出的标准包括有状态翻译方案NAT64和无状态翻译方案IVI。NAT64仅支持IPv6端发起的通信，不具备可扩展性。在传统的IVI翻译方案中，想要真正的在两台主机之间实现互通，还需要应用层网关支持IPv4/IPv6协议族之间的翻译，而现在有很多私有的应用程序，想要它们都支持地址翻译是暂时不可能的，因此双重翻译的草案被提了出来，通过第二次翻译，IPv6接入网中的IPv4用户可以和IPv4互联网中的用户互联互通，从而解决了应用层网关的问题。而在实际电信运营商的部署中，不同的用户需要被单独地认证、授权和计费，因此通常需要不同的前缀来进行管理，这在一般的双重翻译方案中是无法做到的，于是基于前缀分配的双重翻译草案被提了出来。在基于前缀分配的双重翻译草案中，每个用户侧翻译器向运营商的宽带接入服务器请求一个/64的前缀，并且按照管理员配置的翻译参数对报文进行翻译。但是，在这种方案中，运营商需要给每一个用户配置一个特定的/64前缀，而且需要和用户侧翻译器协商相应的翻译参数，不能动态指定前缀和参数。同时，由电信运营商提供的用户侧翻译器，一般很难支持长度超过64位的前缀的处理，因此将用户参数嵌入分配的前缀中的办法也是不可行的。因此，如果运营商想要支持大量用户的话，管理成本极高。为解决以上问题，我们提出了基于前缀分配的扩展双重无状态IPv4/IPv6翻译方法，通过动态地分配前缀和用户侧翻译器的统一配置，将用户管理的操作转移到核心翻译器上去，同时又保持了原有翻译方案的无状态特性，具有很强的可扩展性。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种基于前缀分配的扩展双重无状态IPv4-Pv6翻译方法，来解决如何在保持双重无状态翻译的可扩展性、端到端地址透明性和支持IPv4地址复用等优点的同时，为运营商提供灵活的区分用户的前缀分配机制，最大限度地方便其管理用户和稀缺的公有IPv4地址资源。

（二）技术方案

一种基于前缀分配的扩展双重无状态IPv4-IPv6翻译方法，包括：

S1：配置核心翻译器翻译参数，并根据所述翻译参数构建地址映射表，该映射表为双向索引地址映射表，所述地址映射表包括：用户编号、IPv4地址和偏移值；

S2：在宽带接入服务器上配置一个长度小于64位的前缀，供其管理范围的所有用户侧翻译器使用，配置用户侧翻译器翻译参数；当用户侧翻译器发出DHCPv6前缀请求时，宽带接入服务器随机从未被分配的前缀空间中选取一个/64分配给用户侧翻译器。这个/64的前缀是由用于扩展翻译的IPv6前缀P和用户编号连接而成的。用户侧翻译器收到前缀通告后，将其配置为翻译专用前缀T；

S3：IPv4用户使用常规域名服务器查询域名；

S4：IPv4用户发送IPv4报文至用户侧翻译器；

S5：用户侧翻译器将IPv4报文翻译成IPv6报文后发送给核心翻译器；