一种内置cgn的宽带接入网关及其实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信网络技术领域，尤其是涉及一种内置CGN的宽带接入网关及其实现方法。
【背景技术】
[0002]IPv4地址日趋耗竭，需往IPv6地址方向迁移。互联网上承载了海量的IPv4业务，运营商不可能在短时间内彻底丢弃IPv4。IPv4与IPv6存在一个过渡期，如何在尽量不影响现有IPv4业务的前提下逐步地引入IPv6是运营商重点考虑的问题。运营商级地址转换技术(CGN, Carrier Grade Network Address Translat1n)是 IPv6 关键过渡技术，是在双栈条件下IPv4私有地址转换成IPv4公有地址的解决方案。
[0003]在运营商网络中，宽带接入网关处在网络接入控制层，主要负责业务接入控制，实现拨号和专线接入互联网网关、组播网关、IPTV网关、MPLS VPN PE功能。宽带接入网关负责ΡΡΡ0Ε/ΙΡ0Ε用户管理，包括接入认证、地址分配、业务策略调度等。
[0004]宽带接入网关内置CGN是现阶段主流CGN设备形态，基本上采用CGN功能卡方式实现。用户接入与CGN紧耦合，具备部署简单、用户溯源容易等优点。
[0005]图1为现有技术宽带接入网关的结构示意图。包括:主控板卡11、交换板卡12、接口板卡13、以及CGN板卡14，其中，主控板卡11包括用户会话管理单元111。其中，用户会话管理单元111用于用户的会话管理，例如，接入用户请求，分配私网地址等。
[0006]图2为现有技术宽带接入网关内置CGN的实现方法示意图。
[0007]用户发起PPPoE/IPoE接入请求，主控板卡完成用户AAA，分配用户私网地址，并触发分配用户公网地址及端口号；
[0008]用户发起流量访问请求，CGN板卡生成用户NAT会话，进行NAT流量转换，通过接口板卡转发流量。
[0009]其中，主CGN板卡将用户NAT会话同步至备CGN板卡上，由于需预留备份资源，那么每块CGN资源最大只能使用50 %，包括NAT会话数与流量转换处理容量。当CGN板卡故障，备CGN板卡升为主CGN板卡，激活用户会话，进行NAT流量转换，通过接口板卡转发流量。
[0010]现有技术实现CGN过程中，各CGN板卡独立工作，负责各自NAT实例处理，包括NAT会话管理与NAT流量处理，使得会话管理与流量处理紧耦合。
[0011]另外，宽带接入网关不具备CGN资源统一调度，CGN资源无法跨板卡调度，存在资源浪费的问题。
【发明内容】
[0012]本发明的发明人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。
[0013]根据本发明一方面，提出一种内置CGN的宽带接入网关，包括主控板卡、CGN板卡、交换板卡以及接口板卡，所述主控板卡包括NAT处理单元和用户会话管理单元，其中:
[0014]所述用户会话管理单元，配置于根据用户的接入请求分配私网地址，并触发分配公网地址和端口号；
[0015]所述NAT处理单元，配置于接收CGN板卡上报的资源信息，根据用户的流量访问请求，分配承载所述流量的CGN板卡，并将流量引向已分配的所述CGN板卡；
[0016]所述CGN板卡，配置于向所述NAT处理单元上报CGN板卡的资源信息；接收所述NAT处理单元弓丨入的流量，创建NAT会话，添加到NAT会话表中，将所述流量进行地址转换并通过所述接口板卡进行发送。
[0017]进一步，所述CGN板卡将所述NAT会话表同步给所述NAT处理单元。
[0018]进一步，所述NAT处理单元为所述CGN板卡分配其备用CGN板卡，并标记其与所述备用CGN板卡之间的备份关系。
[0019]进一步，所述NAT处理单元还更新CGN板卡的资源信息，并根据更新后的CGN板卡的资源信息分配CGN板卡。
[0020]进一步，所述NAT处理单元根据CGN板卡的NAT会话数和/或吞吐量分配承载流量的CGN板卡。
[0021]根据本发明另一方面，还提出一种内置CGN的宽带接入网关的实现方法，包括:
[0022]CGN板卡向主控板卡上报CGN板卡资源信息；
[0023]所述主控板卡接收用户的接入请求，分配私网地址，并触发分配公网地址和端口号;
[0024]所述主控板卡接收用户的流量访问请求，分配承载所述流量的CGN板卡，并将流量弓I向已分配的所述CGN板卡；
[0025]所述CGN板卡创建NAT会话，添加到NAT会话表中，将所述流量进行地址转换并通过接口板卡进行发送。
[0026]进一步，所述CGN板卡将所述NAT会话表同步给所述主控板卡。
[0027]进一步，所述主控板卡为所述CGN板卡分配其备用CGN板卡，并标记其与所述备用CGN板卡之间的备份关系。
[0028]进一步，所述主控板卡还更新CGN板卡的资源信息，并根据更新后的CGN板卡的资源信息分配CGN板卡。
[0029]进一步，所述主控板卡根据CGN板卡的NAT会话数和/或吞吐量分配承载流量的CGN板卡。
[0030]本发明中，通过主控板卡调度所有NAT会话，可灵活指配任何NAT会话至宽带接入网关上任一 CGN板卡上，实现NAT会话与NAT流量分离机制。
[0031]通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
【附图说明】
[0032]构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。
[0033]参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中:
[0034]图1为现有技术宽带接入网关的结构示意图。
[0035]图2为现有技术宽带接入网关内置CGN的实现方法示意图。
[0036]图3为本发明实施例中的一种内置CGN的宽带接入网关的结构示意图。
[0037]图4为本发明实施例中的一种内置CGN的宽带接入网关的实现方法流程图。
[0038]图5为本发明另一实施例中的一种内置CGN的宽带接入网关的实现方法流程图。
【具体实施方式】
[0039]现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
[0040]同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
[0041]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
[0042]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
[0043]在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0044]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0045]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
[0046]图3为本发明实施例中的一种内置CGN的宽带接入网关的结构示意图。包括:主控板卡31、交换板卡32、接口板卡33、以及CGN板卡34，其中，主控板卡31包括用户会话管理单元311和NAT处理单元312。这里的NAT处理单元312为新增单元，用于保存CNG板卡资源信息、分配CGN板卡34、将流量引向已分配的CGN板卡34，还可以进行主备冗余备份等。在下面将详细说明其结构。
[0047]交换板卡32在主控板卡31与接口板卡33、主控板卡31与CGN板卡34、以及接口板卡33与CGN板卡34之间传送数据，实现系统中数据报文的高速交换。例如,交换板卡32具备单槽400Gbps以上的无阻塞交换能力。
[0048]接口板卡33负责用户接入请求的相关处理，以及流量转发。完成用户接入控制，对宽带用户进行接入认证、授权与计费，以及流量转发。例如，接口板卡33至少具备10Gbps以上接口能力。
[0049]CGN板卡34进行用户会话NAT处理以及地址转换，地址转换包括IPv4私有地址与IPv4私有地址之间的转换，IPv4私有地址与IPv4公有地址之间的转换，IPv4地址与IPv6地址之间的转换等。在用户