使用非特定IPv6地址的IPv4/IPv6分级转换方法

摘要

使用IPv6地址的IPv4/IPv6分级转换方法，其特征在于，分级对IPv4分组和IPv6分组进行转换，第一级利用无状态的IPv4/IPv6地址和协议转换方法在IPv4地址和特定的IPv6地址间建立转换关系；第二级利用无状态的IPv6/IPv6地址转换方法使多个特定的IPv6地址通过端口信息共享一个IPv4地址；第三级通过端口转换使得用户端口符合第二级转换的要求，并通过IPv6/IPv6地址映射将用户通过无状态地址自动配置得到的IPv6地址转换为第二级转换所需的特定IPv6地址。通过上述三级转换，使得IPv4/IPv6转换具有很强的适应性，能够有效地推进互联网从IPv4向IPv6的过渡。

主权项

使用非特定IPv6地址的IPv4/IPv6分级转换方法，其特征在于，依次含有以下步骤：步骤(1)初始化步骤(1.1)在IPv4和IPv6网络之间设立一个IVI转换网关，并定义第一类编码格式：把IPv4地址直接嵌入所述IPv6地址的编码格式，构成一个IPv6地址，在运营商基于32位聚类前缀的所述IPv6地址格式中的第32+n位嵌入32位IPv4地址，n＜32，同时在第64+n到128位之间空余位填充全0，其中：当所述IPv4地址为所述运营商准备给IPv6主机使用的IPv4地址时，构成IVI6地址，当所述IPv4地址为包含所述运营商自己在内的全球IPv4地址，又不属于所述IPv6主机的IPv4地址时，构成IVIG6地址，所述IVI6和IVIG6统称为IVI地址，由此在所述IPv4地址和IPv6地址的子集之间形成一一对应的双向映射关系，与IVI6和IVIG6对应的IPv4地址分别称为IVI4和IVIG4地址；步骤(1.2)在IPv6主干网和IPv6城域网之间设立IPv6/IPv6端口复用地址转换网关，并定义第二类编码格式：即把IPv4地址加传输层端口编码嵌入所述IPv6地址的编码格式，在基于运营商32位聚类前缀的所述IPv6地址编码格式中的第32+n位嵌入32位IPv4地址，n＜32，构成IVI前缀，在当64+n到第96位之间如有空余位时填充全0，在第96位至111位嵌入地址复用比M，在第112位至128位嵌入端口位移值k，0≤k≤M‑1，所述M表示一个所述IPv4地址通过IPv6/IPv6端口复用地址转换网关同时供多个IPv6计算机使用的计算机个数，步骤(1.3)对于不同的城域网可以根据需要定义不同的IPv4地址复用比，并根据用户的IPv6地址的使用情况，根据IVI6地址和特定的端口范围，与用户使用的IPv6地址间建立一一对应的映射关系，即用户在与IPv4互联网通信时，只能使用特定的端口范围{端口p|(p mod M)＝k}；步骤(1.4)定义下述传输层端口映射算法PCA，以使当采用第二类编码格式的IPv6地址的分组把随机产生的传输层源端口映射步骤(1.3)所述的端口范围；先排除1‑1024端口和其他知名端口，再为所述采用第二类编码格式的IPv6主机列出所允许的端口映射表，根据请求顺序，把随机产生的传输层源端口映射到此映射表，该端口映射表条目供后续同一会话系列的分组使用，当不再有后续分组到达时，删除所述端口映射表条目，释放端口资源，以备后用；步骤(1.5)将步骤(1.1)分配的IVI6转换为第二类编码格式之后作为IPv6/IPv6地址映射转换网关的地址池；步骤(1.6)初始化IPv6/IPv6地址映射转换网关的映射表；映射表中的条目为第二类编码格式的IVI6地址与用户IPv6地址的映射对；步骤(1.7)：园区网内IPv6主机通过SLAAC自动配置用户IPv6地址；步骤(2)IPv4计算机向IPv6计算机发起通信，其中源地址为IPv4计算机的地址，目的地址为IPv6计算机的IPv6地址的IPv4镜像，其端口为所述IPv6计算机所允许使用的端口；步骤(3)：所述IVI转换网关接收分组，依次执行步骤(3.1)‑步骤(3.4)；步骤(3.1)：所述目标地址按步骤(1.1)按设定的第一类编码格式把IPv4地址转换为IVI6地址，步骤(3.2)：所述源地址按步骤(1.1)设定的第一类编码格式把IPv4地址转换为IVIG6地址，步骤(3.3)：按RFC2765执行除地址转换之外的其它处理程序，并重新计算传输层校验和，从而形成所述IPv6分组；步骤(3.4)：向所述IPv6/IPv6端口复用转换网关发送步骤(3.3)形成的第一类编码格式的IPv6分组；步骤(4)：IPv6/IPv6端口复用地址转换网关接到步骤(3.4)发送的所述IPv6分组后，执行以下步骤(4.1)‑步骤(4.4)，形成第二类编码格式的IPv6分组并发送，步骤(4.1)：判断源地址是否为IVIG6地址，如是，执行步骤(4.2)，如不是，执行步骤(4.4)；步骤(4.2)：根据目标地址和目标端口把第一类编码格式的IPv6地址转换为第二类编码格式的IPv6地址；步骤(4.3)：重新计算传输层校验和，并形成IPv6分组；步骤(4.4)：向所述IPv6/IPv6地址映射转换网关发送步骤(4.2)中所述IPv6分组；步骤(5)：IPv6/IPv6地址映射转换网关接收到步骤(4.4)发送的所述IPv6分组，执行以下步骤(5.1)‑步骤(5.5)，形成IPv6分组并发送，步骤(5.1)：判断源地址是否为IVIG6地址，如是，执行步骤(5.2)，如不是，执行步骤(5.5)；步骤(5.2)：目标端口作PCA映射；步骤(5.3)：查找IPv6/IPv6地址映射转换网关的映射表中是否有与目标地址对应的映 射表条目，如果没有，则丢弃数据包；如果有，则根据映射表条目，将目标地址从第二类编码格式的IVI6地址转换为用户IPv6地址；步骤(5.4)：重新计算传输层校验和，并形成IPv6分组；步骤(5.5)：向IPv6计算机发送步骤(5.4)所述的IPv6分组；步骤(6)：所述IPv6计算机接收分组；步骤(7)：所述IPv6计算机向IPv4计算机发送IPv6分组，其中源地址地址为计算机的用户IPv6地址，源端口为所述IPv6计算机随机产生的源端口，目的地址为IPv4计算机的IPv4地址的IPv6镜像，即IVIG6地址；步骤(8)：所述IPv6/IPv6地址映射转换网关接收IPv6分组，执行以下步骤(8.1)‑步骤(8.6)，形成IPv6分组并发送，步骤(8.1)：判断目标地址是否为IVIG6地址，如是，则执行步骤(8.2)，如不是，则说明该IPv6分组不是发往IPv4网络，执行步骤(8.6)；步骤(8.2)：查找IPv6/IPv6地址映射转换网关的映射表，是否有与源地址对应的映射表条目，如有，则执行步骤(8.3)；如没有，则从地址池中取出一个可用的第二类编码格式的IVI6地址，与源地址一起建立映射表条目，供后续分组使用；步骤(8.3)：根据步骤(8.2)得到的映射表条目，将源地址从用户IPv6地址转换为第二类编码格式的IVI6地址；步骤(8.4)：源端口作PCA映射；步骤(8.5)：重新计算传输层校验和并形成IPv6分组，步骤(8.6)：向所述IPv6/IPv6端口复用转换网关发送IPv6分组；步骤(9)：IPv6/IPv6端口复用转换网关接收到步骤(8.6)所述IPv6分组，执行步骤(9.1)‑步骤(9.5)，形成IPv6分组并发送，步骤(9.1)：判断目标地址是否为IVIG6地址，如是，则执行步骤(9.2)，如不是，则说明该IPv6分组不是发往IPv4网络，执行步骤(9.5)；步骤(9.2)：验证源端口，如符合对应的端口范围，执行步骤(9.3)，否则，丢弃分组；步骤(9.3)：把源地址从第二类编码格式的IPv6地址转换为第一类编码格式的IPv6地址；步骤(9.4)：重新计算传输层校验和；步骤(9.5)：根据路由，发送IPv6分组；如果目标地址为IVIG6地址，则IPv6分组将被发送往IVI转换网关；步骤(10)：IVI转换网关接收步骤(9.5)发送的所述目标地址为IVIG6的IPv6分组，通过以下步骤(10.1)‑步骤(10.3)形成IPv4分组并发送，步骤(10.1)：所述目标地址按步骤(1.1)设定的IPv6地址编码格式转换为IPv4地址，步骤(10.2)：所述源地址按步骤(1.1)设定的IPv6地址编码格式转换为IPv4地址，步骤(10.3)：按RFC2765执行除地址转换之外的其它处理程序，并重新计算传输层校验和，从而形成所述IPv4分组；步骤(10.4)：向IPv4计算机发送步骤(10.3)形成的IPv4分组；步骤(11)：所述IPv4计算机接收步骤(10.4)发送的IPv4分组。