专利名称：IPv6网络和IPv4网络之间互通的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种IPv6网络和IPv4网络之间互通的方法和装置。
背景技术：
IPv6是互联网工程任务组(IETF)设计的用于替代现行IPv4的下一代IP协议，解决了 IPv4地址枯竭的问题。由于IPv6的应用是一个循序渐近的过程，在很长时间内IPv4 网络和IPv6网络会同时存在且需要相互通信。骨干网和城域网对IPv4地址消耗比较少， 消耗IPv4地址最多的就是接入网下面的用户终端，为了解决IPv4地址枯竭这一迫在眉睫的问题，在接入网提供IPv6接入服务，即在接入网仅采用IPv6协议，给用户终端分配的地址也是IPv6地址。当IPv6网络的用户终端需要访问IPv4网络的站点时，如图1所示，运营商需要提供中转服务，现有的实现方式是在IPv4网络和IPv6网络的边缘设备(即图1中的NPE)上完成附带协议转换的网络地址转换(NAT-PT)功能，能够按照IPv4地址和IPv6地址之间的映射关系，将来自IPv6网络的IPv6报文转换成IPv4报文，并将来自IPv4网络的IPv4报文转换成IPv6报文，从而实现IPv6网络的用户终端访问IPv4网络的站点，其中IPv4地址和IPv6地址之间的映射关系可以采用静态映射或者动态映射的方式创建。然而，当用户侧存在仅支持IPv4的用户终端时，则其发送的IPv4报文无法在IPv6 接入网中传输，就造成仅支持IPv4的用户终端无法访问IPv4网络的站点。
发明内容
本发明提供了一种IPv6网络和IPv4网络之间互通的方法和装置，使得处于IPv6 网络的IPv6用户终端和IPv4用户终端都能够对IPv4网络进行访问。一种IPv6网络和IPv4网络之间互通的方法，应用于包含用户侧边缘设备CPE和网络侧边缘设备NPE的系统，该方法包括A、所述CPE接收到来自用户侧的IP报文后，将该IP报文的源地址信息转换为外网地址信息，并保存转换前后的地址信息之间的映射关系；其中，所述外网地址信息是为所述CPE分配的多个IPv4外网地址信息中的一个地址信息；B、将转换后的IP报文进行IPv6封装后，通过与所述NPE之间的IPv6隧道发送给所述NPE ；C、通过所述IPv6隧道接收到来自所述NPE的IP回应报文后，将接收到的IP回应报文解IPv6封装；D、将解IPv6封装后的IP回应报文的目的地址信息转换为所述映射关系中所对应的地址信息后，按照转换后的目的地址信息向用户侧发送该IP回应报文。一种用户侧边缘设备CPE，应用于包含该CPE和NPE的系统，该CPE包括用户侧收发单元、地址转换单元和网络侧收发单元；
所述用户侧收发单元，用于接收到来自用户侧的IP报文后，将该IP报文发送给所述地址转换单元；将所述地址转换单元发送来的IP回应报文按照目的地址信息发送给用户侧；所述地址转换单元，用于将所述IP报文的源地址信息转换为外网地址信息后，将转换后的IP报文发送给所述网络侧收发单元，并保存转换前后的地址信息之间的映射关系；将所述网络侧收发单元发送来的IP回应报文的目的地址信息转换为所述映射关系中所对应的地址信息，将转换后的IP回应报文发送给所述用户侧收发单元；其中，所述外网地址信息是为所述CPE分配的多个IPv4外网地址信息中的一个地址信息；所述网络侧收发单元，用于将所述地址转换单元发送来的IP报文进行IPv6封装后，通过该CPE与所述NPE之间的IPv6隧道发送给所述NPE ；通过所述IPv6隧道接收到来自所述NPE的IP回应报文后，将接收到的IP回应报文解IPv6封装，并将解IPv6封装后的 IP回应报文发送给所述地址转换单元。一种IPv6网络和IPv4网络之间互通的方法，应用于包含CPE和NPE的系统，该方法包括A、所述NPE监听并记录为所述CPE分配的IPv4外网地址信息和IPv6地址，利用为所述CPE分配的IPv6地址与所述CPE建立IPv6隧道；B、通过与所述CPE之间的IPv6隧道接收到IP报文后，将所述IP报文进行解IPv6 封装后发送至所述IPv4网络；C、从所述IPv4网络接收到IP回应报文后，按照记录的为各CPE分配的IPv4外网地址信息，确定所述IP回应报文的目的地址信息对应的CPE，将所述IP回应报文进行IPv6 封装后通过确定的所述CPE对应的IPv6隧道转发。一种NPE，应用于包含CPE和NPE的系统，所述NPE包括地址监听单元、路由处理单元、隧道建立单元和报文处理单元；所述地址监听单元，用于监听为所述CPE分配的IPv4外网地址信息和IPv6地址；所述路由处理单元，用于记录为所述CPE分配的IPv4外网地址信息和IPv6地址；所述隧道建立单元，用于利用为所述CPE分配的IPv6地址与所述CPE建立IPv6 隧道；所述报文处理单元，用于通过与所述CPE之间的IPv6隧道接收到IP报文后，将所述IP报文进行解IPv6封装后发送至所述IPv4网络；从所述IPv4网络接收到IP回应报文后，查找所述路由处理单元的记录，确定所述IP回应报文的目的地址信息对应的CPEJfK 述IP回应报文进行IPv6封装后通过确定的所述CPE对应的IPv6隧道转发。由以上技术方案可以看出，本发明通过在CPE上实现将来自用户侧的IP报文的源地址信息转换为CPE的IPv4外网地址区段中的一个外网地址信息，记录转换前后的映射关系，然后进行IPv6封装后经由NPE传输至IPv4网络；对于来自IPv4网络的IP回应报文， 则CPE进行解IPv6封装后，按照记录的映射关系将IP回应报文的目的地址信息转换为对应的私网地址信息后，发送至用户侧。也就是说，本发明提供了一种方法在CPE上实现地址转换，使得位于IPv6接入网络中无论支持IPv4的用户终端还是支持IPv6的用户终端都能够实现对IPv4网络的访问。
图1为IPv6网络与IPv4网络互通的一个组网示意图；图2为本发明提供的主要方法流程图；图3为本发明实施例提供的详细方法流程图；图4为本发明实施例提供的一个组网结构示意图；图5为本发明提供的CPE的具体结构示意6为本发明提供的NPE的具体结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。本发明提供的方法可以如图2所示，主要包括以下步骤步骤201 用户侧边缘设备(CPE)接收到来自用户侧的IP报文后，将该IP报文的源地址信息转换为外网地址信息，并保存该源地址信息和外网地址信息之间的映射关系， 其中，该外网地址信息是为该CPE分配的IPv4外网地址区段中的一个地址信息。步骤202 =CPE将转换后的IP报文进行IPv6封装后，通过与NPE之间的IPv6隧道发送给NPE。步骤203 通过IPv6隧道接收到来自NPE的IP回应报文后，解IPv6封装。步骤204 将解IPv6封装后的IP回应报文的目的地址信息转换为上述映射关系中所对应的地址信息后，按照转换后的目的地址信息向用户侧发送该IP回应报文。下面通过具体实施例对上述方法进行详细描述。仍以图1所示架构为例，假设用户终端1为主机A，仅支持IPv4，要访问IPv4网络的站点。图3为该实施例提供的详细方法流程图，如图3所示，该方法具体包括以下步骤步骤301 预先为CPE分配IPv4外网地址区段和IPv6地址，NPE记录为该CPE分配的IPv4外网地址区段和IPv6地址。其中，为CPE分配的IPv4外网地址区段有两个作用其一是用于在NPE上形成指向CPE的策略路由，其二是用于供CPE对用户侧的各主机进行私网地址信息到外网地址信息转换时使用。具体将在后续描述中涉及。为CPE分配的IPv6地址用于CPE与NPE之间建立IPv6隧道时使用。为CPE分配IPv4外网地址区段和IPv6地址的方式可以采用静态配置，即手工在 CPE和NPE上配置CPE的IPv4外网地址区段和IPv6地址。也可以采用DHCP或邻居发现 ND或Radius等动态配置方式，下面以DHCP动态配置的方式为例进行描述。采用DHCP的动态配置方式时，可以将DHCPv6服务器和DHCPv4服务器内嵌在NPE 中，也可以将DHCPv6服务器和DHCPv4服务器旁挂在NPE上，当然，DHCPv6服务器和DHCPv4 服务器也可以由一个服务器统一完成其功能。下面以一种普通的状况，即DHCPv6服务器和 DHCPv4服务器分别设置且旁挂在NPE。CPE经由BARS发送DHCP请求给DHCPv4服务器和 DCHPv6服务器，NPE对CPE的IPv4外网地址区段和IPv6地址的分配过程进行监听。DHCPv4服务器接收到DCHP请求后，为该CPE分配IPv4外网地址区段，通过DHCP 响应回复给CPE。DHCPv6服务器接收到DHCP请求后，为该CPE分配IPv6地址，通过DHCP响应回复给CPE。其中，上述IPv4外网地址区段可以由“IPv4地址+端口号区段”的方式构成，这样就可以实现多个CPE共享一个IPv4地址，此时各CPE可以通过不同的端口号区段进行地址上的区分。例如，当NPE对应多个CPE时，可以为该多个CPE分配同一个IPv4地址，假设为各CPE分配的IPv4地址同为2. 2. 2. 2，则可以为各CPE分配不同的端口号区段，例如，可以为本发明涉及的CPE分配端口号为0至1023，为另一 CPE分配的端口号为IOM至2047。然而，由于CPE处于IPv6网络，因此发送和接收的报文需要IPv6协议承载，因此， 在上述方式中就需要额外定义协议供DHCPv4服务器为CPE分配IPv4外网地址区间。为了不额外定义协议而与现有协议兼容，本发明可以将IPv6地址和IPv4外网地址区段统一由 DHCPv6服务器分配，如图4所示，该DHCPv6服务器可以旁挂在NPE上，或者内嵌在NPE中。在这种情况下，DHCPv6为CPE分配的IPv6地址中可以内嵌IPv4外网地址区段，具体地，IPv6地址可以由为CPE分配的IPv4外网地址区段信息和预设的前缀信息构成。例如分配给CPE的IPv6地址可以由“预设的前缀信息+IPv4地址+端口号区段。其中，预设的前缀信息可以采用48位至96位之间的长度，其中，IPv4地址采用32位，端口号区段采用0至16位。在此举一个端口号区段的指示例子，可以采用16位的字段指示端口号区段， 例如采用0000000100000000指示从256开始的8位区间为分配给CPE的端口号区段，采用 0000001000000000指示从512开始的8位区间为分配给CPE的端口号区段。当然，也可以采用其它IPv4外网地址区段的内嵌方式，在此不再一一穷举。另外，为CPE分配的IPv6地址可以是具体的IPv6地址信息，也可以是IPv6地址前缀，CPE可以根据IPv6地址前缀形成具体的IPv6地址信息。NPE对DHCPv6为CPE分配的IPv6地址和IPv4外网地址区段进行监听，从DHCPv6 响应中获取为CPE分配的IPv6地址，并从中解析出IPv4外网地址区段，并记录为CPE分配的IPv6地址和IPv4外网地址区段。CPE接收到DHCPv6响应后，从DHCPv6响应中获取IPv6 地址，并从IPv6地址中解析出IPv4外网地址区段。NPE将获取到的为CPE分配的IPv6地址作为与CPE之间隧道的隧道入口，利用解析出的IPv4外网地址区段形成指向CPE的策略路由，以指导IP回应报文的转发。步骤302 =CPE和NPE利用为CPE分配的IPv6地址建立IPv6隧道。其中，该IPv6隧道采用IPv6协议承载IPv4报文。该隧道的两端地址分别为CPE 的IPv6地址和NPE的IPv6地址。上述步骤301和步骤302是在网络构建时预先完成的，当IPv6网络中仅支持IPv4 的主机A(如图2所示)要访问IPv4网络中的站点时，执行以下步骤。步骤303 主机A向CPE发送IPv4报文，该IPv4报文的源IP地址是主机A的IPv4 地址，表示为IPv4HostA，源端口号为PortA，目的IP地址是IPv4网络中的站点地址，表示为 IPv4SiteA0步骤304 =CPE接收到该IPv4报文后，从为该CPE分配的IPv4外网地址区段中为该主机A分配一个未使用的IPv4外网地址信息，将该IPv4报文的源地址信息转换为分配的该IPv4外网地址信息，并保存该转换前后的地址信息之间的映射关系。为主机A分配的IPv4外网地址信息由IPv4地址和端口号构成，假设为其分配的 IPv4外网地址信息为2. 2. 2. 2+10 ，将该IPv4报文的源IP地址转换为2. 2. 2. 2，源端口号转换为10M。步骤305 =CPE将转换后的IPv4报文进行IPv6封装后，通过与NPE之间的IPv6隧道进行发送。在对IPv4报文进行IPv6封装时，封装的IPv6报文头中源IP地址为CPE的IPv6 地址，目的IP地址为NPE的IPv6地址。步骤306 =NPE将通过IPv6隧道接收到的报文进行解封装后得到IPv4报文，按照该IPv4报文的目的IP地址通过IPv4网络发送给相应的站点。至此实现了主机A的IPv4报文穿越IPv6网络和IPv4网络发送至相应站点的过程。对于站点回应的IPv4报文，该IPv4报文目的地址为主机A分配的外网地址信息，即 2. 2. 2. 2+1024，继续按照以下步骤执行。步骤307 =NPE接收到来自IPv4网络的站点回复的IPv4报文后，查询该IPv4报文的目的地址信息对应的CPE，将该IPv4报文进行IPv6封装后，通过与查询到的CPE对应的 IPv6隧道进行发送。NPE接收到来自IPv4网络的站点回复的IPv4报文后，可以通过查询策略路由，匹配IPv4报文的目的地址信息从而确定对应的CPE。由于在步骤301中，NPE记录有为各CPE分配的IPv4外网地址区段，通过该记录可以确定接收到的IPv4报文的目的地址信息所在区段对应的CPE。例如，接收到的IPv4报文的目的地址信息为2. 2. 2. 2+1024，其所在区段为2. 2. 2. 2+1024-2047，据此可以找到对应的CPE。在步骤301中，NPE还记录有为各CPE分配的IPv6地址，在找到对应的CPE后，利用该CPE的IPv6地址对IPv4报文进行IPv6封装，封装的IPv6报文头中，源地址为NPE的 IPv6地址，目的地址为CPE的IPv6地址。步骤308 =CPE通过IPv6隧道接收到报文后，进行解IPv6封装得到内嵌的IPv4报文。步骤309 =CPE根据步骤304中保存的映射关系，确定得到的IPv4报文的目的地址信息所对应的地址信息，将IPv4报文的目的地址信息转换为确定的地址信息后发送给对应的用户终端。由于在步骤304中保存了进行私网地址信息和外网地址信息之间的映射关系， CPE接收到的下行的IPv4报文的目的地址信息为外网地址信息，在本步骤中，CPE按照上述映射关系对IPv4报文的目的地址信息进行转换，从而得到对应用户终端的私网地址信息。 例如，本实施例中，IPv4的目的地址信息为2. 2. 2. 2+1024，查找映射关系后，确定对应的私网地址信息为IPv4H0StA+P0rtA，按照该私网地址信息将该IPv4报文发送给主机A。另外，需要说明的是，由于本发明中记录和转换时用到的地址信息都是“IP地址+ 端口号”的形式，因此，即便在不同CPE的私网中存在配置了相同IP地址的主机，由于其映射的“IPv4公网地址+端口号”不同，也可以互不干扰地对外网进行访问。例如，假设CPEl 的私网中存在主机A、CPE2的私网中存在主机B，主机B配置的IPv4地址与主机A相同，但由于进行公网地址转换后，会为主机A和主机B分配外网地址区段中的不同外网地址信息， 即分配不同的端口号，从而建立不同的映射关系，对主机A和主机B进行区分。主机B的报文传输过程与主机A相同，在此不再赘述。
通过上述实施例实现了在IPv6网络中支持IPv4的用户终端对IPv4网络的访问。 当然，通过本发明也需要保证IPv6网络中支持IPv6的用户终端对IPv4网络的访问，当支持IPv6的用户终端对IPv4网络进行访问的过程中，具体过程与图3所示的流程相同，不同的仅仅是由于支持IPv6的用户终端发送的报文为IPv6报文，其源地址信息是“IPv6地址+端口号”，因此，CPE在步骤304中进行源地址信息的转换时，为该用户终端分配一个未使用的IPv4外网地址信息后，将该IPv6报文的源地址信息转换为分配的IPv4外网地址信息，此时保存的映射关系实际上是“ IPv6地址+端口号”与“ IPv4地址+端口号”之间的对应关系。相应地，对于回程的报文，在步骤309中，CPE将解封装后得到的报文的目的地址信息进行转换后，得到的是“IPv6地址+端口号”。如果NPE是双栈设备，即NPE的网络侧可以连接IPv4网络或IPv6网络，则处于 IPv6接入网的用户终端可以选择访问IPv6网络。此时可以分为以下两种情况第一种情况支持IPv4的用户终端访问IPv6网络中的站点。在这种情况下，CPE被分配多个IPv6公网地址信息，可以是IPv6公网地址区段的形式，也可以是IPv6公网地址池的形式。支持IPv4的用户终端发送的IP报文是IPv4报文，CPE接收到该IPv4报文后，将该IPv4报文的源IP地址信息转换为IPv6公网地址信息， 并记录转换前后的地址信息。该IPv6公网地址信息是上述为CPE分配的多个IPv6公网地址信息中的一个。在CPE完成上述地址转换后，由于接入网和外网都是IPv6网络，因此，转换后的IP 报文可以直接发送给NPE并通过NPE转发至外网。对于收到的IP回应报文，CPE按照记录的转换前后的地址信息，对IP回应报文的目的地址进行转换后，得到的目的IP地址为IPv4 地址，按照该IPv4地址发送给对应的用户终端便实现了整个报文互通过程。上述源地址信息可以是IPv4地址，也可以是“IPv4地址+端口号”；对应的IPv6公网地址信息也可以是 IPv6地址或“IPv6+端口号”。第二种情况支持IPv6的用户终端访问IPv6网络中的站点。在这种情况下，由于支持IPv6的用户终端发送的IP报文和站点回复的IP回应报文都是IPv6报文，途径的网络也都是IPv6网络，因此，在CPE上可以直接实现报文转发。以上是对本发明所提供的方法进行的详细描述。下面对本发明所提供的系统和装置进行详细描述。本发明所提供的系统可以如图4中所示，主要包括CPE和NPE。其中，CPE，用于接收到来自用户侧的IP报文后，将该IP报文的源地址信息转换为外网地址信息，并保存转换前后的地址信息之间的映射关系，其中，外网地址信息是为CPE 分配的IPv4外网地址区段中的一个；将转换后的IP报文进行IPv6封装后，通过与NPE之间的IPv6隧道发送给NPE ；通过IPv6隧道接收到来自NPE的IP回应报文后，将接收到的 IP回应报文解IPv6封装；将解IPv6封装后的IP回应报文的目的地址信息转换为映射关系中所对应的地址信息后，按照转换后的目的地址信息向用户侧发送该IP回应报文。NPE，用于通过与CPE之间的IPv6隧道接收到IP报文后，将该IP报文进行解IPv6 封装后发送至IPv4网络；从IPv4网络接收到IP回应报文后，按照记录的为各CPE分配的 IPv4外网地址区段，确定所述IP回应报文的目的地址信息对应的CPE，将所述IP回应报文进行IPv6封装后通过确定的CPE对应的IPv6隧道转发。另外，上述为CPE分配的IPv4外网地址区段和IPv6地址可以是手工静态配置的，也可以是动态配置的。如果是动态配置的，则该系统还可以包括IPv6地址分配单元，用于接收到CPE经由NPE发送来的IPv6地址分配请求后，为该CPE分配IPv6地址，并将该IPv6 地址经由NPE发送给该CPE ；其中，该IPv6地址由为该CPE分配的IPv4外网地址区段信息和预设的前缀信息构成。此时，NPE，还可以用于监听并记录所述IPv6地址分配单元为所述CPE分配的IPv6 地址和IPv4外网地址区段。其中，上述IPv6地址分配单元可以为DHCPv6服务器或者其它具备IPv6地址分配功能的网络设备。图5为本发明提供的CPE的具体结构示意图，如图5所示，该CPE可以包括用户侧收发单元501、地址转换单元502和网络侧收发单元503。用户侧收发单元501，用于接收到来自用户侧的IP报文后，将该IP报文发送给地址转换单元502 ；将地址转换单元502发送来的IP回应报文按照目的地址信息发送给用户侧。地址转换单元502，用于将IP报文的源地址信息转换为外网地址信息后，将转换后的IP报文发送给网络侧收发单元503，并保存转换前后的地址信息之间的映射关系；将网络侧收发单元503发送来的IP回应报文的目的地址信息转换为映射关系中所对应的地址信息，将转换后的IP回应报文发送给用户侧收发单元；其中，外网地址信息是为CPE分配的IPv4外网地址区段中的一个。网络侧收发单元503，用于将地址转换单元502发送来的IP报文进行IPv6封装后，通过该CPE与NPE之间的IPv6隧道发送给NPE ；通过IPv6隧道接收到来自NPE的IP回应报文后，将接收到的IP回应报文解IPv6封装，并将解IPv6封装后的IP回应报文发送给地址转换单元502。另外，CPE还可以包括地址获取单元504和隧道建立单元505。地址获取单元504，可以用于获取为CPE分配的IPv4外网地址区段和IPv6地址。隧道建立单元505，用于利用为CPE分配的IPv6地址与NPE建立IPv6隧道。如果上述地址配置采用动态配置的方式，则地址获取单元504可以具体包括请求收发子单元5041和解析子单元5042。请求收发子单元5041，用于通过NPE请求分配IPv6地址；经由NPE接收到为CPE 分配的IPv6地址后，将该IPv6地址发送给解析子单元5042。解析子单元5042，用于从IPv6地址中解析出为CPE分配的IPv4外网地址区段； 其中，IPv6地址由为CPE分配的IPv4外网地址区段信息和预设的前缀信息构成。其中，上述的源地址信息可以由IPv4地址和端口号构成，或者由IPv6地址和端口号构成。外网地址区段由IPv4地址和端口号区段构成。其中，属于同一 NPE的CPE可以被分配相同的IPv4地址和不同的端口号区段。外网地址信息由IPv4地址和端口号构成。图6为本发明提供的NPE的结构示意图，如图6所示，该NPE可以包括地址监听单元601、路由处理单元602、隧道建立单元603和报文处理单元604。地址监听单元601，用于监听为CPE分配的IPv4外网地址信息和IPv6地址。路由处理单元602，用于记录为CPE分配的IPv4外网地址信息和IPv6地址。隧道建立单元603，用于利用为CPE分配的IPv6地址与CPE建立IPv6隧道。
报文处理单元604，用于通过与CPE之间的IPv6隧道接收到IP报文后，将IP报文进行解IPv6封装后发送至IPv4网络；从IPv4网络接收到IP回应报文后，查找路由处理单元的记录，确定IP回应报文的目的地址信息对应的CPEJf IP回应报文进行IPv6封装后通过确定的CPE对应的IPv6隧道转发。实际上，路由处理单元602利用为CPE分配的IPv4外网地址信息形成策略路由， 该策略路由的出接口为IPv6隧道的入接口。这样，报文处理单元604通过查找策略路由就能够将IP回应报文发送给对应的CPE。其中，上述地址监听单元具体包括转发处理子单元6011和解析处理子单元 6012。转发处理子单元6011，用于转发CPE发送的分配IPv6地址的请求；接收并转发为 CPE分配的IPv6地址。解析处理子单元6012，用于从转发处理子单元6011接收到的为CPE分配的IPv6 地址中，解析出为CPE分配的IPv4外网地址信息。其中IPv6地址由为CPE分配的IPv4外网地址信息和预设的前缀信息构成。由以上描述可以看出，本发明提供的方法、系统和装置具备以下优点1)本发明通过在CPE上实现将来自用户侧的IP报文的源地址信息转换为CPE的 IPv4外网地址区段中的一个外网地址信息，记录转换前后的映射关系，然后进行IPv6封装后经由NPE传输至IPv4网络；对于来自IPv4的IP回应报文，则CPE进行解IPv6封装后， 按照存储的映射关系将IP回应报文的目的地址信息转换为对应的私网地址信息后，发送至用户侧。也就是说，本发明提供了一种方法在CPE上实现地址转换，使得位于IPv6网络中无论支持IPv4的用户终端还是支持IPv6的用户终端都能够实现对IPv4网络的访问，在从IPv4网络到IPv6网络的迁移过程中，更好地兼容原有IPv4主机，节省迁移成本。2)本发明通过“IPv4地址+端口号区段”的方式为各CPE分配IPv4外网地址区段，使得属于同一 NPE的各CPE能够共享同一个IPv4地址，仅通过端口号区段进行区分，从而节省了大量的IPV4地址资源。3)本发明中记录和转换时采用的地址信息均是“IP地址+端口号”的形式，即便属于不同CPE的用户终端配置了相同的IP地址，也能够对这些用户终端进行区分，从而保证各用户终端均能够正常的访问IPv4网络。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
权利要求
1.一种IPv6网络和IPv4网络之间互通的方法，应用于包含用户侧边缘设备CPE和网络侧边缘设备NPE的系统，其特征在于，该方法包括A、所述CPE接收到来自用户侧的IP报文后，将该IP报文的源地址信息转换为外网地址信息，并保存转换前后的地址信息之间的映射关系；其中，所述外网地址信息是为所述 CPE分配的多个IPv4外网地址信息中的一个地址信息；B、将转换后的IP报文进行IPv6封装后，通过与所述NPE之间的IPv6隧道发送给所述NPE ；C、通过所述IPv6隧道接收到来自所述NPE的IP回应报文后，将接收到的IP回应报文解IPv6封装；D、将解IPv6封装后的IP回应报文的目的地址信息转换为所述映射关系中所对应的地址信息后，按照转换后的目的地址信息向用户侧发送该IP回应报文。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤A之前还包括预先为所述 CPE分配IPv4外网地址信息和IPv6地址；所述CPE利用为所述CPE分配的IPv6地址与所述NPE之间建立所述IPv6隧道。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，预先为所述CPE分配IPv4外网地址信息和IPv6地址具体包括所述CPE通过所述NPE请求分配IPv6地址；所述CPE通过所述NPE接收为所述CPE分配的IPv6地址，并从所述IPv6地址中解析出为所述CPE分配的IPv4外网地址信息；其中，所述IPv6地址由为所述CPE分配的IPv4 外网地址信息和预设的前缀信息构成。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述源地址信息由IPv4地址和端口号构成，或者由IPv6地址和端口号构成；所述多个IPv4外网地址信息由IPv4地址和端口号区段构成；所述外网地址信息由IPv4地址和端口号构成。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，不同CPE被分配相同的IPv4地址和不同的端口号区段。
6.一种用户侧边缘设备CPE，应用于包含该CPE和NPE的系统，其特征在于，该CPE包括用户侧收发单元、地址转换单元和网络侧收发单元；所述用户侧收发单元，用于接收到来自用户侧的IP报文后，将该IP报文发送给所述地址转换单元；将所述地址转换单元发送来的IP回应报文按照目的地址信息发送给用户侧；所述地址转换单元，用于将所述IP报文的源地址信息转换为外网地址信息后，将转换后的IP报文发送给所述网络侧收发单元，并保存转换前后的地址信息之间的映射关系；将所述网络侧收发单元发送来的IP回应报文的目的地址信息转换为所述映射关系中所对应的地址信息，将转换后的IP回应报文发送给所述用户侧收发单元；其中，所述外网地址信息是为所述CPE分配的多个IPv4外网地址信息中的一个地址信息；所述网络侧收发单元，用于将所述地址转换单元发送来的IP报文进行IPv6封装后，通过该CPE与所述NPE之间的IPv6隧道发送给所述NPE ；通过所述IPv6隧道接收到来自所述NPE的IP回应报文后，将接收到的IP回应报文解IPv6封装，并将解IPv6封装后的IP 回应报文发送给所述地址转换单元。
7.根据权利要求6所述的CPE，其特征在于，所述CPE还包括地址获取单元和隧道建立单元；所述地址获取单元，用于获取为所述CPE分配的IPv4外网地址信息和IPv6地址； 所述隧道建立单元，用于利用为所述CPE分配的IPv6地址与所述NPE建立所述IPv6隧道。
8.根据权利要求7所述的CPE，其特征在于，所述地址获取单元具体包括请求收发子单元和解析子单元；所述请求收发子单元，用于通过所述NPE请求分配IPv6地址；经由所述NPE接收到为所述CPE分配的IPv6地址后，将该IPv6地址发送给解析子单元；所述解析子单元，用于从所述IPv6地址中解析出为所述CPE分配的IPv4外网地址信息；其中，所述IPv6地址由为所述CPE分配的IPv4外网地址信息和预设的前缀信息构成。
9.根据权利要求6、7或8所述的CPE，其特征在于，所述源地址信息由IPv4地址和端口号构成，或者由IPv6地址和端口号构成；所述多个IPv4外网地址信息由IPv4地址和端口号区段构成； 所述外网地址信息由IPv4地址和端口号构成。
10.一种IPv6网络和IPv4网络之间互通的方法，应用于包含CPE和NPE的系统，其特征在于，该方法包括A、所述NPE监听并记录为所述CPE分配的IPv4外网地址信息和IPv6地址，利用为所述CPE分配的IPv6地址与所述CPE建立IPv6隧道；B、通过与所述CPE之间的IPv6隧道接收到IP报文后，将所述IP报文进行解IPv6封装后发送至所述IPv4网络；C、从所述IPv4网络接收到IP回应报文后，按照记录的为各CPE分配的IPv4外网地址信息，确定所述IP回应报文的目的地址信息对应的CPE，将所述IP回应报文进行IPv6封装后通过确定的所述CPE对应的IPv6隧道转发。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括 Al、所述NPE转发所述CPE发送的分配IPv6地址的请求；A2、接收到为所述CPE分配的IPv6地址后，从所述IPv6地址中解析出为所述CPE分配的IPv4外网地址信息，记录为所述CPE分配的IPv6地址和IPv4外网地址信息；其中所述 IPv6地址由为所述CPE分配的IPv4外网地址信息和预设的前缀信息构成。
12.—种NPE，应用于包含CPE和NPE的系统，其特征在于，所述NPE包括地址监听单元、路由处理单元、隧道建立单元和报文处理单元；所述地址监听单元，用于监听为所述CPE分配的IPv4外网地址信息和IPv6地址； 所述路由处理单元，用于记录为所述CPE分配的IPv4外网地址信息和IPv6地址； 所述隧道建立单元，用于利用为所述CPE分配的IPv6地址与所述CPE建立IPv6隧道； 所述报文处理单元，用于通过与所述CPE之间的IPv6隧道接收到IP报文后，将所述IP 报文进行解IPv6封装后发送至所述IPv4网络；从所述IPv4网络接收到IP回应报文后，查找所述路由处理单元的记录，确定所述IP回应报文的目的地址信息对应的CPE，将所述IP 回应报文进行IPv6封装后通过确定的所述CPE对应的IPv6隧道转发。
13.根据权利要求12所述的NPE，其特征在于，所述地址监听单元具体包括转发处理子单元和解析处理子单元；所述转发处理子单元，用于转发所述CPE发送的分配IPv6地址的请求；接收并转发为所述CPE分配的IPv6地址；所述解析处理子单元，用于从所述转发处理子单元接收到的为所述CPE分配的IPv6地址中，解析出为所述CPE分配的IPv4外网地址信息；其中所述IPv6地址由为所述CPE分配的IPv4外网地址信息和预设的前缀信息构成。
全文摘要
本发明提供了一种IPv6网络和IPv4网络之间互通的方法和装置。用户侧边缘设备(CPE)将来自用户侧的IP报文的源地址转换为CPE分配的多个IPv4外网地址信息中的一个，记录转换前后的映射关系，进行IPv6封装后通过IPv6接入网络中的网络侧边缘设备(NPE)解IPv6封装后转发至IPv4网络。NPE对来自IPv4网络的IP回应报文进行IPv6封装后传输至CPE，CPE进行解IPv6封装后，按照记录的映射关系将IP回应报文的目的地址信息转换为对应的私网地址信息后，发送至用户侧。本发明使得位于IPv6网络中无论支持IPv4的用户终端还是支持IPv6的用户终端都能实现对IPv4网络的访问。
文档编号H04L29/12GK102209121SQ201010136590
公开日2011年10月5日 申请日期2010年3月29日 优先权日2010年3月29日
发明者刘建锋, 林涛 申请人:杭州华三通信技术有限公司