[发明专利]一种基于ICMPv6的IPv6隧道通信方法

说明书

技术领域

本发明属于互联网技术领域，特别涉及一种基于ICMPv6的IPv6隧道通信方法。

背景技术

随着互联网近些年来的快速发展，IPv4地址资源逐渐紧缺，互联网向IPv6过渡迫在眉睫。随着互联网由IPv4向IPv6过渡，互联网的格局将会变成以IPv6网络为主，多种网络共存。互联网过渡技术需要实现在IPv6网络中进行IPv4及其它协议的数据传输。

实现在IPv6网络中进行IPv4数据传输的方法主要有两种，分别是隧道技术以及翻译技术。隧道技术的核心思想是在IPv4数据报文的外侧封装IPv6报头，从而将IPv4报文转变为IPv6报文，已实现在IPv6网络中的传输。翻译技术的核心思想是将IPv4报文直接翻译成IPv6报文，从而在IPv6网络中传输。

目前，IETF已经针对隧道技术与翻译技术分别制定了多种IPv6过渡技术。其中，Lightweight4over6、Public4over6、DS-Lite、MAP-E等技术基于隧道技术，MAP-T、4RD等翻译技术。

所有基于隧道技术的IPv6过渡技术方案均依赖于IPv6隧道封装技术。目前，最基本的隧道封装技术是IP-in-IP封装，即在IP报文的外侧直接添加一个新的IP报头。具体而言，在IPv6中的IPv4-in-IPv6封装方法是在被传输的IPv4报文外侧封装一个IPv6头部，从而使得整个报文由IPv4报文变成IPv6报文。IPv4-in-IPv6封装方法需要引入新的IPv6协议号(41)，隧道报文有可能被防火墙识别、拦截，且封装方法过于简单，难以扩展。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于ICMPv6的IPv6隧道通信方法，改进了IPv4-in-IPv6隧道技术中存在的不足，并且可以扩展支持IPv4以外协议的隧道传输。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于ICMPv6的IPv6隧道通信方法，包括隧道数据封装以及隧道通信交互，其中：

所述隧道数据封装中，使用ICMPv6的ECHO REQUEST和ECHO REPLY两种报文作为通信载体，将需要实际传输的数据报文作为ICMPv6报文的负载，在ICMPv6报文头部以及数据负载之间添加控制信息，封装后报文的各部分描述如下：

（1）隧道封装后形成的实际报文是IPv6报文，报文的网络层头部是IPv6头，IPv6头的源地址是隧道封装设备自身的IPv6地址，目的地址是隧道对端设备的单播、任播地址，或组播地址，IPv6头部中的协议号是58，即ICMPv6；

（2）IPv6头部的下一层是ICMPv6头部，ICMPv6类型域是128（ECHO REQUEST）或129（ECHO REPLY），代码域是0，标识域使用的是随机生成数，序列号域的值为L，表示控制信息长度；

（3）ICMPv6的负载包含2部分内容，分别是长度为L的控制信息字段以及负载数据报文，控制信息字段是可选内容，格式由运营商控制；

（4）负载数据报文是由网络层头部（如IPv4头部、IPv6头部等）开始的完整数据报文，是实际需要传输的报文；

所述隧道通信交互包括点对点隧道场景以及星形隧道场景。

所述控制信息字段内容包括用户认证和/或加密密钥。

所述负载数据报文在默认情况下，采用明文传输的方式，直接将负载报文放置在隧道报文的ICMPv6负载字段。

所述点对点隧道场景独立部署，所述星形隧道场景与具体的IPv6过渡方案（如Lightweight4over6、Public4over6、DS-Lite、MAP-E等）结合部署。

在所述点对点隧道场景中，隧道的两端设备对等，每台设备提前配置对方设备的IPv6地址，使用这个IPv6地址作为隧道报文的唯一目的地，将所有隧道报文均发往同一目的设备。每个隧道端点设备的隧道报文中的ICMPv6类型字段可任意填写128（ECHO REQUEST）或129（ECHO REPLY）。出于一致性的考虑，推荐的配置方式是，每个隧道端点设备中，一端设备使用128（ECHO REQUEST），另一端设备使用129（ECHO REPLY）。