CN1578296A - 双栈过渡的实现方法 - Google Patents
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Abstract
一种双栈过渡的实现方法，利用任播技术提供双栈过渡机制(DSTM)服务，IPV6网络中的双栈节点利用任播地址为目的地址发出分配临时IPv4地址请求；路由器将该请求任播路由定位到合适的DSTM服务器，该DSTM服务器给所述的双栈节点分配临时IPv4地址，并指定DSTM边缘路由器的IPV6地址；双栈节点将IPv4报文封装在IPv6报文内，发送到所指定的DSTM边缘路由器，DSTM边缘路由器解封装后进行转发，实现与IPv4主机的通讯。本发明提供了一种利用任播技术的双栈过渡的实现方法，可适用于Internet，不但提高网络可靠性，而且使得网络能平滑升级扩展。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种IPV6网络节点访问IPV4网络的双栈过渡的实现方法。
背景技术
IPv6(互联网协议第六版)的部署是一个逐步扩大的过程，IPv6网络中的孤岛节点需要访问原有IPv4(互联网协议第四版)网络中的服务，一般是通过IPv4-over-IPv6(IPv4封装在IPv6内)隧道技术连接到原有的IPv4网络。IPv4-over-IPv6隧道技术主要采用DSTM(Dual StackTransition Mechanism，即双栈过渡机制)技术。
DSTM机制用于实现支持双协议栈但没有分配全球唯一IPv4地址的IPv6域中节点与纯IPv4节点的相互通信。其基本思想是当支持双协议栈的节点需要IPv4地址时，可以通过与DSTM服务器进行基于IPv6的通信(可采用扩展的IPV6动态主机配置协议DHCPv6)临时得到一个IPv4地址并反映到DNS(域名服务器)中。对于没有IPv4内部路由体系的情况，支持双协议栈的节点使用IPv6路由体系，IPv4的数据报将会被封装到IPv6数据报中在节点内传输。
如图1所示为IPv4-Over-IPv6隧道封装格式示意图，在封装节点为Ipv4的数据包加上Ipv6的数据包头。
DSTM的出发点是提供IPv6节点一个获得IPv4地址的方式，从而使之能够与纯IPv4节点或者IPv4应用程序通信。基于IPv4-over-IPv6隧道，通过DSTM实现了纯IPv6网上传输IPv4流量；同时DSTM提供一个分配临时IPv4地址给IPv6/IPv4双栈节点的方法。DSTM机制无需采用NAT(网络地址转换)技术即可实现IPv6节点与IPv4节点的互通。
DSTM的体系结构中包括：一个DSTM服务器，一个网关或者隧道端点，以及若干个DSTM节点。DSTM服务器负责为客户端节点分配IPv4地址，DSTM服务器只需要保证在一定的时间内IPv4地址的唯一性；网关或隧道端点可以被看作纯IPv6域与外部的IPv4 Internet(因特网)或Intranet(内部网)的边界路由器；节点执行封装/解封装数据包，完成收发过程。最后为了保证IPv4的连通性，在纯IPv6域中的节点必须能动态配置它们的IPv4栈(通过向服务器请求临时地址)而且必须能建立4over 6隧道到隧道端点(TEP)。
如图2所示为现有的DSTM过渡模型示意图，IPV6网络(DSTM域)在Intranet而不是Internet中，IPV6双栈主机(DSTM节点)平时不维护IPv4地址，除非是与纯IPv4节点通信或使用IPv4应用时才临时分配地址，临时IPv4地址由DSTM服务器分配，DSTM服务器将IPV4地址池中的地址分配给双栈主机，分配的协议有多种选择，如IPV6动态主机配置协议(DHCPv6)，由于服务器和客户端间的通信是纯IPv6的方式，故地址分配协议要考虑这个限制。
一旦IPv6节点获得IPv4地址，IPV4 over IPV6动态隧道将被用来把封装了IPv4数据的IPv6数据包转发到另一端的TEP(隧道端点)，即DSTM边缘路由器。此TEP将其再解封装成IPv4数据包并使用IPv4转发。在分配IPv4地址的同时，DSTM服务器应同时提供边缘路由器的IPv6地址，DSTM服务器将双栈主机IPV6地址与IPV4地址的对应关系发送到DSTM边缘路由器，边缘路由器根据双栈主机IPV6地址与IPV4地址的对应关系进行报文的转发。只要边缘路由器能够到达的IPv4目的地址，DSTM节点就可以与该IPv4节点通信。对于参与DSTM的IPv6节点必须是双栈节点，纯IPv6的节点不能使用DSTM。
现有的DSTM技术的局限性在于：客户端双栈节点只能与指定的DSTM服务器联系，可靠性较差，影响过渡系统的部署，因而DSTM目前限制在Intranet内过渡，不适用于Internet，无法扩展到ISP(网络服务提供商)一级。
目前，IPv6定义了一种新的特征：任播(anycast)，任播是指向提供同一服务的所有服务器都能识别的通用地址(任播地址)发送IP分组，路由控制系统将该分组送至最近的服务器。任播地址(Anycast address)用来标识一组网络接口(通常属于不同的节点)，目标地址是任播地址的数据包将发送给其中路由意义上最近的一个网络接口。任播地址不是由节点的位置决定，而是由节点所提供的服务决定的，客户节点通过任播请求特定服务，不需要知道服务节点位置就能自动获取路由意义的最近服务节点。单播地址(Unicast Address)用来标识单一网络接口，目标地址是单播地址的数据包将发送给以这个地址标识的网络接口。
如图3所示为任播通讯示意图，当任播发起者AI发送一个任播地址为AA的分组时，AR1、AR2和AR3作为任播接收者，具有相同的任播地址AA，以及不同的单播地址UA1、UA2和UA3，任播分组到达任播路由器后，经过路由选择，将最近的任播接收者AR2作为真正的接收者与AI进行通讯。
具体的通讯过程如下：
请求：AI(UA)--＞任播服务器(AA)
应答：AR2(UA2)--＞AI(UA)
由于路由的变换或其他原因，下次发送任播分组时可能到达不同的服务器：
请求：AI(UA)--＞任播服务器(AA)
应答：AR1(UA1)--＞AI(UA)
任播功能对于一些服务很有意义，如利用任播可以访问离用户最近的DNS服务器和文件服务器等，目前任播技术的应用主要是考虑DNS服务器等有限公共服务，没有与DSTM技术结合使用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有的客户端双栈节点只能与指定的DSTM服务器联系，可靠性差，只适用于Intranet的不足，提供一种利用任播技术的双栈过渡的实现方法，可适用于Internet，不但提高网络可靠性，而且使得网络能平滑升级扩展。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：
这种双栈过渡的实现方法，利用任播技术提供双栈过渡机制(DSTM)服务，包括以下步骤：
IPV6网络中的双栈节点利用任播地址为目的地址发出分配临时IPv4地址请求；
路由器将该请求任播路由定位到合适的DSTM服务器，该DSTM服务器给所述的双栈节点分配临时IPv4地址，并指定DSTM边缘路由器的IPV6地址；
双栈节点将IPv4报文封装在IPv6报文内，发送到所指定的DSTM边缘路由器，DSTM边缘路由器解封装后进行转发，实现与IPv4主机的通讯。
所述的DSTM服务器将双栈主机IPV6地址与所分配的临时IPV4地址的对应关系发送到所述的DSTM边缘路由器，对于从IPV4网络返回的报文，边缘路由器根据双栈主机IPV6地址与IPV4地址的对应关系，利用IPv4封装在IPv6内的隧道将报文发送到双栈主机。
本发明的有益效果为：本发明利用任播技术提供DSTM服务，不必指定DSTM服务器，因而使得DSTM可在Internet中布署，不但提高了网络可靠性，而且DSTM服务器的部署或新增都不影响客户端的双栈主机，使得网络能顺利平滑升级或扩展，能较大地节约运营商的部署成本。
本发明利用任播技术为IPv6网络的逐步扩大提供了一种方便可靠的过渡技术，有效解决了IPv6网络中的节点访问原有IPv4网络服务的问题，在IPv6部署初期，对于仍是孤岛的IPv6网络或分布在ISP中的多个IPv6孤岛，能实现有效的过渡。
附图说明
图1为IPv4-Over-IPv6隧道封装格式示意图；
图2为现有的DSTM过渡模型示意图；
图3为任播通讯示意图；
图4为本发明利用任播实现DSTM原理示意图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：
本发明的基本原理是利用任播技术提供DSTM服务功能，解决IPv6网络中双栈主机访问IPv4服务的问题。双栈主机利用任播地址为目的地址发出分配临时IPv4地址请求，路由器任播路由自动定位到最近的DSTM服务器，将请求送交最近的DSTM服务器处理，DSTM服务器根据当前资源情况给双栈主机(DSTM节点)分配临时IPv4地址，并指定DSTM边缘路由器IPV6地址。双栈客户端节点根据指定的DSTM边缘路由器IPV6地址建立到DSTM边缘路由器的IPv4-over-IPv6隧道，实现与IPv4主机的通讯。
如图4所示为本发明利用任播技术实现DSTM的原理示意图，IPV6网络(DSTM域)中可部署多个DSTM服务器和多个DSTM边缘路由器，IPV6双栈主机(DSTM节点)平时不维护IPv4地址，与纯IPv4节点通信或使用IPv4应用时才临时分配地址，DSTM服务器管理IPv4地址池并负责将IPv4地址分配给DSTM节点。本发明中双栈主机利用任播地址为目的地址发出分配临时IPv4地址请求，路由器任播路由自动定位到最近的DSTM服务器，将请求送交最近的DSTM服务器处理，DSTM服务器根据当前资源情况给双栈主机(DSTM节点)分配临时IPv4地址，确保IPV4地址不重复，并指定DSTM边缘路由器的IPV6地址。DSTM服务器将双栈主机IPV6地址与IPV4地址的对应关系发送到该DSTM边缘路由器。
一旦IPv6节点获得IPv4地址，IPV4 over IPV6动态隧道将被用来把封装了IPv4数据的IPv6数据包转发到另一端的TEP(隧道端点)，即DSTM边缘路由器，此DSTM边缘路由器将其再解封装成IPv4数据包并使用IPv4转发。
对从IPV4网络返回的报文，边缘路由器根据双栈主机IPV6地址与IPV4地址的对应关系，利用IPV4 over IPV6隧道将报文返回双栈主机。
由于本发明是利用任播技术提供DSTM服务，而任播技术没有限制在Intranet，因而只要给DSTM服务器合理分配IPv4地址池和任播地址就能在Internet中部署。任播DSTM服务器的重新部署或新增均不影响客户端的双栈主机，使网络能顺利平滑升级或扩展(如减少任播DSTM服务器等)。
本发明解决了DSTM需要指定DSTM服务器地址的问题，由任播路由自动定位新的服务器，解决了DSTM只能应用于Intranet的限制，可将DSTM的应用扩展到Internet。而且由于可以部署多个DSTM服务器，提高了网络的可靠性。本发明在IPv6部署初期，对于仍是孤岛的IPv6网络或分布在ISP中多个IPv6孤岛，能实现有效的过渡。
Claims (3)
1、一种双栈过渡的实现方法，其特征在于：利用任播技术提供双栈过渡机制(DSTM)服务，包括以下步骤：
IPV6网络中的双栈节点利用任播地址为目的地址发出分配临时IPv4地址请求；
路由器将该请求任播路由定位到合适的DSTM服务器，该DSTM服务器给所述的双栈节点分配临时IPv4地址，并指定DSTM边缘路由器的IPV6地址；
双栈节点将IPv4报文封装在IPv6报文内，发送到所指定的DSTM边缘路由器，DSTM边缘路由器解封装后进行转发，实现与IPv4主机的通讯。
2、根据权利要求1所述的双栈过渡的实现方法，其特征在于：所述的DSTM服务器将双栈主机IPV6地址与所分配的临时IPV4地址的对应关系发送到所述的DSTM边缘路由器，对于从IPV4网络返回的报文，边缘路由器根据双栈主机IPV6地址与IPV4地址的对应关系，利用IPv4封装在IPv6内的隧道将报文发送到双栈主机。
3、根据权利要求1所述的双栈过渡的实现方法，其特征在于：所述的合适的DSTM服务器指路由最近的DSTM服务器。
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