端到端运营商级路由器和家庭网关组合的IPv4/IPv6分组转换方法

摘要

端到端运营商级路由器和家庭网关组合的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，在运营商的一个IPv6地址的子集与运营商的一个IPv4地址加传输层端口的子集之间建立唯一的映射关系；采用将IPv4地址嵌入IPv6地址的第二类编码格式，在全球IPv4地址与运营商的一个IPv6地址的子集之间建立唯一的映射关系。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，在运营商的IPv6网络和采用IPv4/IPv6双栈用户边界采用最小状态的第二级转换方法，使用户可以高效率地利用IPv4地址，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。

主权项

端到端运营商级路由器和家庭网关组合的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的取值从0到M‑1，如在64+n到95位之间有空余位则填充全0；一个IPv4地址通过区分传输层端口，同时供M个IPv6主机使用；所述第二类IPv4地址采用把IPv4地址直接嵌入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(2)：园区网内的IPv6/IPv4计算机通过常规域名服务器查询域名，根据查询结果决定发送IPv6分组或IPv4分组；步骤(3)：园区网内的IPv6/IPv4计算机发送分组；步骤(4)：家庭网关接收IPv4/IPv6分组；步骤(4.1)：判断分组版本，如为IPv4，执行步骤(4.2)，如为IPv6，执行步骤(4.5)；步骤(4.2)：目标地址按第二类编码格式转换为IPv6地址，目标端口不变，步骤(4.3)：源地址按第一类编码格式转换为IPv6地址，源端口作PCA映射，步骤(4.4)：按RFC2765执行除地址转换之外的其它处理程序；步骤(4.5)：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RFC2765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；步骤(7)：全球互联网上的该IPv4计算机对IPv6/IPv4计算机发送分组；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RFC2765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)：家庭网关接收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(9.6)；步骤(9.2)：目标地址按第一类编码格式转换为IPv4地址，目标端口作PCA映射，步骤(9.3)：源地址按第二类编码格式转换为IPv4地址，源端口不变，步骤(9.4)：按RFC2765执行除地址转换之外的其它处理程序；步骤(9.5)：发送IPv4分组；执行步骤(10)；步骤(9.6)：发送IPv6分组，执行步骤(10)；步骤(10)：IPv6/IPv4计算机接收分组；步骤(11)：返回步骤(3)。