专利名称：实现6to4中继路由的方法和设备以及报文转发方法
技术领域：
本发明涉及IP网络数据通信领域，特别涉及用于IPv4网络与IPv6网络互通的 6to4中继路由实现技术。
背景技术：
目前，现有的因特网正经历由IPv4向IPv6过渡的时期。但是，现有的多数网络设施，包括运营商的骨干网、企业网以及校园网中的网络设备，并不支持IPv6协议，因此，在该过渡期间，需要一些技术来实现IPv6设备在现有的IPv4网络中运行。IPv6 over IPv4 隧道便是满足这一需求的技术之一。IPv6 over IPv4隧道定义了隧道的起点和终点，用于连接隧道两侧的IPv6网络， 而隧道本身运行于IPv4网络上。IPv6报文到达该隧道时，在隧道起点向IPv6报文添加 IPv4头部，称之为隧道头；在带有隧道头的IPv6报文到达隧道终点时，去除隧道头，这样， 原始的IPv6报文就可以在隧道终点侧的IPv6网络中转发。IPv6 over IPv4隧道一般分为配置隧道和自动隧道，配置隧道一般需要手工配置隧道起点IPv4地址和终点IPv4地址，而自动隧道的IPv4地址嵌入在报文的IPv6地址中。在现有技术中，如图1所示，6to4隧道就是一种IPv6 over IPv4的点到多点自动隧道，通过在源站点与目的站点(例如6to4网络A中的源计算机和6to4网络B中的目的计算机)之间的边界路由器上建立隧道来实现网络通信。6to4隧道通过在源站点、目的站点的IPv6地址前缀中包含6to4隧道端点的IPv4地址，在该隧道两侧的6to4边界路由器的IPv4地址与源站点、目的站点的IPv6地址之间建立了映射关系。具体而言，6to4隧道采用特殊的6to4地址，其格式为“2002:abcd:efgh:子网号接口 ID/64”，其中“2002”为固定的IPv6地址前缀，“abcchefgh”表示内嵌在IPv6地址中的隧道端点的IPv4地址，用 16 进制表示(如 IPv4 地址 “1. 1. 1. 1” 可以表示为 “0101:0101”)。“2002abed: efgh” 之后的部分唯一标识了一个站点在6to4网络内的位置。因此，6to4地址具有64位网络前缀， 其中前48位由路由器上的IPv4地址决定，用户不能改变，后16位由用户自己定义。但是，6to4隧道只能传递发往隧道终点的数据包，所以只能连通多个6to4网络，而为了进一步到达其他IPv6网络(如2001: :/16网络)，就需要6to4中继路由器的支持。6to4中继路由器连接IPv4和IPv6网络(包括非6to4网络)，因此，为了通过 6to4中继路由器到达其他IPv6网络，6to4网络的边界路由器上需要配置静态路由，例如 2001 /162002 abed efgh ，该静态路由也称为6to4中继路由。在该6to4中继路由中，目的地为该IPv6网络的网络前缀2001: :/16，下一跳地址指向对端6to4中继路由器的6to4 地址2002:abcd:efgh:，这样，所有去往该IPv6网络的报文都会被转发到6to4中继路由器，之后再由该6to4中继路由器转发到IPv6网络中，从而实现6to4网络(地址前缀以2002 开始)与IPv6网络的互通。但由于现有边界路由器中交换芯片的限制，该交换芯片本身并不能直接识别上层配置的6to4中继路由，因此无法根据该6to4中继路由中指出的对端 6to4中继路由器的6to4地址，对接收到的IPv6报文封装隧道头和二层信息头并将其正确转发。
发明内容
为解决6to4网络利用IPv4网络与IPv6网互通的问题，实现6to4中继路由，本发明提出了一种实现6to4中继路由的方法和设备以及报文转发方法，以克服现有技术中路由交换设备的交换芯片无法支持6to4中继路由的缺陷。本发明提供的技术方案如下一种实现6to4中继路由的方法，包括创建用于IPv6报文经由6to4中继路由器向目的IPv6网络转发的6to4中继路由；创建配置隧道，该配置隧道的目的IPv4地址为所述6to4中继路由器的6to4地址中内嵌的IPv4地址，且该配置隧道存储到交换芯片的隧道表中；创建配置隧道路由，该配置隧道路由的目的地址与所述6to4中继路由的目的地址一致，且该配置隧道路由的出接口指向所述配置隧道；以及将所述配置隧道路由下发到交换芯片的转发表中。本发明还提供一种实现6to4中继路由的路由交换设备，用于连接IPv6网络和 IPv4网络，包括用于创建6to4中继路由的装置，该6to4中继路由用于将IPv6报文经由 6to4中继路由器向目的IPv6网络转发；用于创建配置隧道的装置，该配置隧道的目的IPv4 地址为所述6to4中继路由器的6to4地址中内嵌的IPv4地址，且该配置隧道存储到该路由交换设备的交换芯片的隧道表中；以及用于创建配置隧道路由的装置，该配置隧道路由的目的地址与所述6to4中继路由的目的地址一致，该配置隧道路由的出接口指向该配置隧道，且该配置隧道路由被下发到所述交换芯片的转发表中。特别地，所述转发表中还包括用于带有隧道头的IPv6报文转发的下一跳的二层信息，所述转发表为第3层交换表。特别地，根据6to4中继路由器的6to4地址中内嵌的IPv4地址查询IPv4路由表而获得所述下一跳的二层信息。特别地，所述下一跳的二层信息可包括下一跳的目的MAC地址、出端口号、和/或虚拟局域网标记。特别地，所述6to4中继路由的目的前缀为所述目的IPv6网络的网络前缀，6to4中继路由的下一跳地址为所述6to4中继路由器的6to4地址。本发明还提供一种利用所述路由交换设备实现报文转发的方法，包括接收IPv6 报文，基于该IPv6报文中的目的地址，在所述路由交换设备的转发表中进行查找，获得与所述IPv6报文中的目的地址对应的配置隧道；根据所述配置隧道的源地址和目的地址对该IPv6报文封装IPv4隧道头；根据到达配置隧道目的地址的下一跳的二层信息对带有 IPv4隧道头的IPv6报文进行封装然后转发。利用本发明的技术方案，允许IPv6报文经过IPv4网络发到6to4中继路由器，进而到达其他IPv6网络。本发明将6to4中继路由的实现分为两部分创建到达6to4中继路由器的配置隧道，以及对应的配置隧道路由。收到IPv6报文后，匹配配置隧道路由，将IPv6 报文封装为隧道报文转发至6to4中继路由器。这种方法有效的解决了硬件无法自动支持 6to4中继路由的缺陷，能够在对现有路由交换设备的硬件进行很少改动或者不改动的情况下，实现6to4网络与IPv6网络的互通。
下面根据实施例和附图对本发明进行详细说明。图1中示出现有技术中实现6to4网络互联的示意图；图2示出根据本发明实施例的实现6to4中继路由的方法的流程图；图3示出根据本发明实施例的实现6to4中继路由的方法和设备的网络应用环境示意图。
具体实施例方式为了使本发明的技术手段、各特征、技术效果更易于理解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。如图2所示，为根据本发明实施例的实现6to4中继路由的方法的流程图，图3示出根据本发明实施例的实现6to4中继路由的方法和设备的网络应用环境示意图。如图2所示，根据本发明实施例的实现6to4中继路由的方法包括以下步骤(1)创建用于IPv6报文经由6to4中继路由器向目的IPv6网络转发的6to4中继路由。该6to4中继路由的目的前缀为目的IPv6网络的网络前缀，且6to4中继路由的下一跳地址为6to4中继路由器的6to4地址。例如，如图3所示，IPv6网络的网络前缀可以为 2001 :/16，6to4中继路由器的6to4地址可例如为2002: IPv4_Addr:，则该6to4中继路由可例如为2001 /162002:IPv4_Addr:，其中IPv4_Addr为6to4中继路由器与IPv4因特网连接的端口的IPv4地址。(2)创建配置隧道，该配置隧道的目的IPv4地址为所述6to4中继路由器的6to4 地址中内嵌的IPv4地址(例如上述IPv4_Addr)，且该配置隧道存储到交换芯片的隧道表中。该配置隧道的创建可由6to4中继路由的创建触发。配置隧道的源IPv4地址可以是 6to4边界路由器上与IPv4网络连接的端口的IPv4地址。(3)创建配置隧道路由，该配置隧道路由的目的地址与所述6to4中继路由的目的地址一致，例如也可以是2001: :/16，且该配置隧道路由的出接口指向所述配置隧道。(4)将所述配置隧道路由下发到交换芯片的转发表中。在这里，可以根据6to4中继路由器6to4地址内嵌的IPv4地址查询IPv4路由表，为配置隧道路由下发一条路由到交换芯片的转发表(例如L3表，即第3层表)，所下发的路由的出接口为配置隧道，且下一跳的二层信息和出端口与匹配的IPv4路由下一跳一致。利用上述方法，当6to4边界路由器上与6to4网络连接的端口收到IPv6报文时， 查询交换芯片的L3表，匹配配置隧道路由，得知出接口为配置隧道，进而查询隧道表，为报文添加IPv4隧道头，然后根据下一跳的二层信息添加二层头，并从出端口转发出去。根据本发明的另一实施例，还提供了一种实现6to4中继路由的路由交换设备，用于连接IPv6网络和IPv4网络，改路由交换设备包括用于创建6to4中继路由的装置，该 6to4中继路由用于将IPv6报文经由6to4中继路由器向目的IPv6网络转发；用于创建配置隧道的装置，该配置隧道的目的IPv4地址为所述6to4中继路由器的6to4地址中内嵌的 IPv4地址，且该配置隧道存储到该路由交换设备的交换芯片的隧道表中；以及用于创建配置隧道路由的装置，该配置隧道路由的目的地址与所述6to4中继路由的目的地址一致，该配置隧道路由的出接口指向该配置隧道，且该配置隧道路由被下发到所述交换芯片的转发表中。在以上6to4中继路由实现方法和设备中，所述转发表中还可包括用于带有隧道头的IPv6报文转发的下一跳的二层信息，所述转发表为第3层交换表。所述下一跳的二层信息可根据6to4中继路由器的6to4地址中内嵌的IPv4地址查询IPv4路由表而获得。所述下一跳的二层信息可包括下一跳的目的MAC地址、出端口号、和/或虚拟局域网标记。所述6to4中继路由的目的前缀为所述目的IPv6网络的网络前缀，6to4中继路由的下一跳地址为所述6to4中继路由器的6to4地址。本发明还提供一种利用所述路由交换设备实现报文转发的方法，包括接收IPv6 报文，基于该IPv6报文中的目的地址，在所述路由交换设备的转发表中进行查找，获得与所述IPv6报文中的目的地址对应的配置隧道；根据所述配置隧道的源地址和目的地址对该IPv6报文封装IPv4隧道头；根据到达配置隧道目的地址的下一跳的二层信息对带有 IPv4隧道头的IPv6报文进行封装然后转发。当然，本发明中实现6to4中继路由的方案也可与6to4隧道结合使用，如图3所示，在6to4边界路由器与6to4中继路由器之间可配置6to4隧道、6to4隧道路由。该6to4 隧道的源IPv4地址为6to4边界路由器上与IPv4因特网连接的端口的IPv4地址，6to4隧道的目的IPv4地址为6to4中继路由器上与IPv4因特网连接的端口的IPv4地址；该6to4 隧道路由的目的前缀为2002 IPv4_Addr /ζ，出接口为该6to4隧道，其中ζ表示该6to4隧道路由的目的前缀的长度。如此，对于从6to4网络经由6to4边界路由器去往对端6to4网络的IPv6报文，会经由6to4隧道到达对端6to4中继路由器，进而到达对端6to4网络；而对于从6to4网络经由6to4边界路由器去往对端IPv6网络的IPv6报文，会经由配置隧道到达对端6to4中继路由器，进而被转发到对端IPv6网络。通过以上实施例描述，对本发明进行了详细描述，但是上述内容仅仅是对本发明的示例性描述，而本发明的保护范围由权利要求限定，而并非限于上述内容。本领域技术人员能够在不背离本发明范围的情况下对本发明进行诸多修改，例如，本领域技术人员能够根据实际的应用需要，采用，但是，这些修改也落入本发明的范围内。
权利要求
1.一种实现6to4中继路由的方法，其特征在于包括创建用于IPv6报文经由6to4中继路由器向目的IPv6网络转发的6to4中继路由； 创建配置隧道，该配置隧道的目的IPv4地址为所述6to4中继路由器的6to4地址中内嵌的IPv4地址，且该配置隧道存储到交换芯片的隧道表中；创建配置隧道路由，该配置隧道路由的目的地址与所述6to4中继路由的目的地址一致，且该配置隧道路由的出接口指向所述配置隧道；以及将所述配置隧道路由下发到交换芯片的转发表中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转发表中还包括用于带有隧道头的 IPv6报文转发的下一跳的二层信息，所述转发表为第3层交换表。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据6to4中继路由器的6to4地址中内嵌的IPv4地址查询IPv4路由表而获得所述下一跳的二层信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述下一跳的二层信息包括下一跳的目的MAC地址、出端口号、和/或虚拟局域网标记。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述6to4中继路由的目的前缀为所述目的IPv6网络的网络前缀，6to4中继路由的下一跳地址为所述6to4中继路由器的6to4地址。
6.一种实现6to4中继路由的路由交换设备，用于连接IPv6网络和IPv4网络，包括 用于创建6to4中继路由的装置，该6to4中继路由用于将IPv6报文经由6to4中继路由器向目的IPv6网络转发；用于创建配置隧道的装置，该配置隧道的目的IPv4地址为所述6to4中继路由器的 6to4地址中内嵌的IPv4地址，且该配置隧道存储到该路由交换设备的交换芯片的隧道表中；以及用于创建配置隧道路由的装置，该配置隧道路由的目的地址与所述6to4中继路由的目的地址一致，该配置隧道路由的出接口指向该配置隧道，且该配置隧道路由被下发到所述交换芯片的转发表中。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述转发表中还包括用于带有隧道头的 IPv6报文转发的下一跳的二层信息，所述转发表为第3层交换表。
8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，根据6to4中继路由器的6to4地址中内嵌的IPv4地址查询IPv4路由表而获得所述下一跳的二层信息。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的设备，其特征在于，所述6to4中继路由的目的前缀为所述目的IPv6网络的网络前缀，6to4中继路由的下一跳地址为所述6to4中继路由器的6to4地址。
10.一种利用如权利要求6所述的路由交换设备实现报文转发的方法，其特征在于，包括接收IPv6报文，基于该IPv6报文中的目的地址，在所述路由交换设备的转发表中进行查找，获得与所述IPv6报文中的目的地址对应的配置隧道；根据所述配置隧道的源地址和目的地址对该IPv6报文封装IPv4隧道头； 根据到达配置隧道目的地址的下一跳的二层信息对带有IPv4隧道头的IPv6报文进行封装然后转发。
全文摘要
本发明提供一种实现6to4中继路由的方法，包括创建用于IPv6报文经由6to4中继路由器向目的IPv6网络转发的6to4中继路由；创建配置隧道，该配置隧道的目的IPv4地址为所述6to4中继路由器的6to4地址中内嵌的IPv4地址，且该配置隧道存储到交换芯片的隧道表中；创建配置隧道路由，该配置隧道路由的目的地址与所述6to4中继路由的目的地址一致，而该配置隧道路由的出接口指向所述配置隧道；以及将所述配置隧道路由下发到交换芯片的转发表中。本发明还相应提供一种实现6to4中继路由的设备，以及利用该设备实现报文转发的方法。利用本发明的技术方案，能够在对现有路由交换设备的硬件进行很少改动或者不改动的情况下，实现6to4网络与IPv6网络的互通。
文档编号H04L12/56GK102291305SQ20111023530
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月16日 优先权日2011年8月16日
发明者梁小冰 申请人:神州数码网络(北京)有限公司