使用非特定IPv6地址的最小状态IPv4/IPv6分组转换方法

摘要

使用非特定IPv6地址的最小状态IPv4/IPv6分组转换方法，其特征在于，采用将IPv4地址加传输层端口嵌入IPv6地址的第一类编码格式，采用将IPv4地址嵌入IPv6地址的第二类编码格式，在全球IPv4网络和运营商的IPv6网络边界间采用无状态的第一级转换方法，在IPv6园区网边界上采用最小状态的第二级转换方法，使接入IPv6网络的多个IPv6园区网用户可以共享IPv4地址并与全球IPv4网络进行双向发起的端对端的通信，同时可以和全球IPv6网络进行全功能通信。同时，利用IPv6/IPv6地址转换把特定的IVI地址转换为非特定的IPv6地址，用户可以使用无状态IPv6地址自动配置(SLAAC)来实现IPv6地址的自动配置，具有极大的灵活性。

主权项

使用非特定IPv6地址的最小状态IPv4/IPv6分组转换方法，其特征在于，所述方法是在互联网中依次按以下步骤实现的：步骤(1)：初始化步骤(1.1)：把IPv4地址分为以下两类：第一类IPv4地址，运营商准备给IPv6主机使用的IPv4地址块，第二类IPv4地址，全球的IPv4地址，其中含所述运营商自己的，且不属于所述IPv6主机的IPv4地址块，步骤(1.2)：定义以下两类编码格式：所述第一类IPv4地址采用把IPv4地址加传输层端口嵌入所述IPv6地址的编码格式，称为第一类编码格式；在基于运营商32位聚类前缀的IPv6地址格式中的第32+n位嵌入32位IPv4地址，n小于32，构成IVI前缀，同时在第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，其中k的取值在0与M‑1之间，如在64+n到95位之间有空余位则填充全0；一个IPv4地址可以通过区分传输层端口，同时供M个IPv6主机使用，所述第一类IPv4地址采用把IPv4地址直接嵌入所述IPv6地址的编码格式，称为第二类编码格式；在所述运营商基于32位聚类前缀的IPv6地址格式中的第32+n位嵌入32位IPv4地址，n小于32，构成IVI前缀，同时在64+n到128位之间空余位填充全0；全球任意一台可寻址的IPv4主机都可以有一个IPv6地址与之对应所述由以上IVI前缀构成的两类IVI地址使得所述IPv4地址和IPv6地址的子集之间具有唯一的、双向的映射关系，形成IVI地址转换规则；步骤(1.3)：定义下述传输层端口映射算法PCA，以使当采用第一种编码格式的IPv6主机发起通信时把随机产生的传输层源端口映射到由所述第一类编码格式所描述的端口范围；先排除0‑1024端口和其它众所周知的端口，再为所述采用第一类编码格式的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，在设定的时间段内监测后续的此类分组，以使当不再有后续分组到达时，释放所述端口映射表的对应表项，以备后用；步骤(1.4)：将步骤(1.1)分配的第一类IPv4地址块中所有的IPv4地址根据第一类编码格式转换为IPv6地址得到的IPv6地址块作为园区网转换路由器的地址池； 步骤(1.5)：初始化园区网转换路由器的映射表；步骤(1.6)：园区网内IPv6主机通过SLAAC进行IPv6地址的自动配置(为区分IVI IPv6地址，下文中园区网内IPv6主机通过SLAAC获得的IPv6地址称为“用户IPv6地址”)。步骤(2)：园区网内的IPv6计算机查询域名转换服务器，步骤(2.1)：域名转换服务器查询IPv6域名记录(AAAA Record)，如有IPv6域名记录执行步骤(2.3)，如没有IPv6域名记录，执行步骤(2.2)，步骤(2.2)：域名转换网关查询IPv4域名记录(A Record)，如有IPv4域名记录，根据第二类编码格式，把A Record转换为AAAA Record，如没有IPv4域名记录，产生未查到域名记录的出错消息，执行步骤(2.4)，步骤(2.3)：域名转换服务器给园区内的IPv6计算机返回IPv6域名记录步骤(2.4)：接收IPv6域名记录，如为出错消息，停止执行，如得到IPv6域名记录，执行步骤(3)；步骤(3)：园区网内的IPv6计算机发送分组；步骤(4)：园区网转换路由器接收IPv6分组；步骤(4.1)：判断目标地址是否为IVI地址，如为IVI地址，执行步骤(4.2)，如不是IVI地址，执行步骤(4.6)；步骤(4.2)：目标地址不变，目标端口不变，步骤(4.3)：查找园区网转换路由器的映射表中是否有与源地址对应的映射表条目，如果没有则从地址池中取出一个可用的第一类编码格式的IVI IPv6地址，与源地址一起建立映射表条目；步骤(4.4)：根据路由表条目，将源地址从用户IPv6地址转换为第一类编码格式的IVI IPv6地址；步骤(4.5)：源端口作PCA映射，步骤(4.6)：发送IPv6分组；步骤(5)：无状态的运营商级的IPv4/IPv6转换路由器接收IPv6分组；步骤(5.1)：目标地址按第二类编码格式转换为IPv4地址，目标端口不变，步骤(5.2)：源地址按第一类编码格式转换为IPv4地址，源端口不变，步骤(5.3)：按RFC2766执行除地址转换之外的其它处理程序；步骤(5.4)：发送IPv4分组；步骤(6)：全球互联网上的目标IPv4计算机接收分组，进行相应运算； 步骤(7)：全球互联网上的该IPv4计算机对本发明所支持的IPv6计算机发送分组，其中源地址为IPv4计算机的IPv4地址，目标地址为IPv6计算机的用户IPv6地址通过IPv6/IPv6转换之后的IVI IPv6地址的IPv4镜像地址(即内嵌于IVI IPv6地址中的IPv4地址)；步骤(8)：无状态的运营商级的IPv4/IPv6转换路由器接收IPv4分组，步骤(8.1)：目标地址按第一类编码格式转换为IPv6地址，目标端口不变步骤(8.2)：源地址按第二类编码格式转换为IPv6地址，源端口不变，步骤(8.3)：按RFC2766执行除地址转换之外的其它处理程序；步骤(8.4)：发送IPv6分组至IPv6单栈网络；步骤(9)：园区网转换路由器接收IPv6分组；步骤(9.1)：判断源地址是否为IVI地址，如是，执行步骤(9.2)，如不是，执行步骤(9.5)；步骤(9.2)：源地址不变，源端口不变，步骤(9.3)：查找园区网转换路由器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，则根据路由表条目，将目标地址从第一类编码格式的IVI IPv6地址转换为用户IPv6地址；步骤(9.4)：目标端口作PCA映射，步骤(9.5)：发送IPv6分组，执行步骤(10)；步骤(10)：IPv6计算机接收分组；步骤(11)：返回步骤(3)。