专利名称：IPv4网络与IPv6网络互相通信的方法及通信网元系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络通信领域，具体为IPv4网络与IPv6网络互相通信的方法 及通信网元系统。
背景技术：
由于地址空间的限制，IPv4 (互联网协议版本4)技术逐渐会被下一代互 联网协议IPv6 (互联网协议版本6)技术所取代。IPv6在网络可扩展性、移动 性、安全性、自动地址配置以及端到端的服务质量和承载业务能力等方面较 IPv4有相当大的改进，最终将在3G(第三代)移动通信领域获得全面的应用。 另 一方面，由于目前IPv4网络的广泛应用，IPv6短期内不可能彻底取代IPv4， 两种网络技术将长时间共存，直到完全过渡到IPv6阶段。如何实现IPv4网络 与IPv6网络的互联互通和平滑过渡，是过渡期内需要解决的一个重要问题。 IETF (因特网任务工作组)提出了网络设备和终端从IPv4到IPv6的三种主要 过渡方式双协议栈技术、隧道技术和协议翻译技术。
NAT-PT (Network Address Translation-Protocol Translation,网络地址转换 协议转换)是一种协议翻译技术，涉及到IPv4和IPv6地址转换及协议转换， 以适应对端的协议类型，从而实现IPv6单协议网络域内节点与IPv4单协议网 络域内节点之间的互通。
在IPv4到IPv6过渡期间，考虑可能的组网应用，为实现IPv4单协议网络 域内终端与IPv6单协议网络域内主机、服务器的通信，或者IPv6单协议网络 域内终端与IPv4单协议网络域内主机、服务器的通信，需要在通信网元内安 置NAT-PT网关，将往来的IPv4和IPv6报文相互转换。现有技术主要从协议 转换或安全的层面改进NAT-PT技术，没有涉及到NAT-PT在通信网元中分布
式环境下的实现和具体工作流程，而这正是NAT-PT技术中亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供IPv4网络与IPv6网络互相通信的方法及通信网元系统，用以 保证报文协议转换的处理能力，提高组网的灵活性。
为了解决上述问题，本发明提供了一种IPv4网络到IPv6网络的通信方法， 包括以下步骤
A、 互联网协议版本IPv4节点发起IPv6节点的名字查询请求到本地IPv4 域名服务器DNS，所述名字查询请求中携带所述IPv6节点的标识信息；
B、 所述IPv4 DNS服务器将携带所述IPv6节点的标识信息的IPv4 DNS 查询报文发送到网络地址转换协议转换NAT-PT专用线卡；
C、 所述NAT-PT专用线卡将所述IPv4 DNS查询才艮文转换成IPv6 DNS查 询报文并发送到对应的IPv6 DNS力艮务器；
D、 所述IPv6 DNS服务器根据所述IPv6节点的标识信息查询所述IPv6节 点的地址信息，并将所述IPv6节点的地址信息携带在IPv6 DNS响应报文中发 送给所述NAT-PT专用线卡；
应报文并发送给所述IPv4 DNS服务器，所述IPv4 DNS服务器将所述IPv4 DNS 响应返回给所述IPv4节点。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述方法还包括以下步骤
F、 所述IPv4节点根据所述IPv4 DNS响应中携带的IPv6节点的地址信息 发起到所述IPv6节点的IPv4通信报文；
G、 所述NAT-PT专用线卡接收经业务处理后的所述IPv4通信报文，并将 所述IPv4通信报文转换为IPv6通信报文发送给所述IPv6节点；
H、 所述IPv6节点向所述NAT-PT专用线卡返回IPv6响应通信报文，所 述NAT-PT专用线卡将所述IPv6响应通信报文转换为IPv4响应通信报文，所
述IPv4响应通信才艮文在经业务处理后返回所述IPv4节点。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤B中，所述IPv4 DNS 服务器将所述IPv4 DNS查询4艮文发送到接口线卡，所述接口线卡根据设定的 负荷分担策略确定4妾收所述IPv4 DNS查询4艮文的NAT-PT专用线卡。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤C中，所述NAT-PT专 用线卡将所述IPv4 DNS查询才艮文转换成IPv6 DNS查询才艮文的具体方法为添 加NAT-PT专用线卡上配置的96位普通前缀，将所述IPv4 DNS查询报文中的 IPv4源地址转换成IPv6源地址；根据预先配置的静态映射条目，将IPv4目的 地址转换成IPv6目的地址；改变DNS的查询类型。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤D中，所述IPv6DNS 服务器将所述响应报文发送给所述NAT-PT专用线卡的具体方法为将所述响 应报文发送给所述接口线卡，所述接口线卡根据配置的目的IPv6地址96位普 通前缀与NAT-PT专用线卡的绑定关系，将报文送到对应的NAT-PT专用线卡。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤E中，所述NAT-PT专 用线卡将所述IPv6 DNS响应报文转换成IPv4 DNS响应报文的具体方法为根 据所述静态映射条目，将IPv6源地址转换成IPv4源地址；去除96位普通前缀， 将IPv6目的地址转换成IPv4目的地址；改变DNS响应类型；从IPv4地址池 中取出 一个地址，得到IPv6节点对应的IPv4地址，并生成动态映射条目。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤G中，所述NAT-PT专 用线卡将所述IPv4通信报文转换为IPv6通信报文的具体方法为将IPv4源地 址添加96位普通前缀，构成IPv6源地址；根据所述步骤E中生成的动态映射 条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地址。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤H中，所述NAT-PT专 用线卡将所述IPv6响应通信报文转换为IPv4响应通信报文的具体方法为根 据所述步骤E中生成的动态映射条目，将IPv6源地址转换成IPv4源地址；通 过去除96位前缀，将IPv6目的地址转换成IPv4目的地址。
本发明还提供了一种IPv4网络到IPv6网络的通信方法，包括以下步骤
A、 互联网协议版本IPv6节点发起IPv4节点的名字查询请求到本地IPv6 DNS服务器，所述名字查询请求中携带所述IPv6节点的标识信息；
B、 所述IPv6域名服务器DNS将携带所述IPv6节点的标识信息的DNS 查询报文发送到网络地址转换协议转换NAT-PT专用线卡;
C、 所述NAT-PT专用线卡将IPv6 DNS查询报文转换成IPv4 DNS查询报 文并发送到IPv4 DNS服务器；
D、 所述IPv4 DNS服务器根据所述IPv4节点的标识信息查询所述IPv4节 点的地址信息，并将所述IPv4节点的地址信息携带在IPv4 DNS响应报文中发 送给所述NAT-PT专用线卡；
E、 所述NAT-PT专用线卡将所述IPv4 DNS响应报文转换成IPv6 DNS响 应报文并发送给所述IPv6 DNS服务器，所述IPv6 DNS服务器将所述IPv6 DNS 响应返回给所述IPv6节点。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述方法还包括以下步骤
F、 所述IPv6节点根据所述IPv6 DNS响应中携带的IPv4节点的地址信息 发起到所述IPv4节点的IPv6通信报文；
G、 所述NAT-PT专用线卡接收经业务处理后的所述IPv6通信报文，并将 所述IPv6通信报文转换为IPv4通信报文发送给所述IPv4节点；
H、 所述IPv4节点向所述NAT-PT专用线卡返回IPv4响应通信报文，所 述NAT-PT专用线卡将所述IPv4响应通信报文转换为IPv6响应通信报文，所 述IPv6响应通信报文在经业务处理后返回所述IPv6节点。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤B中，所述IPv6 DNS 服务器将所述IPv6 DNS查询报文发送到接口线卡，所述接口线卡根据设定的 负荷分担策略确定接收所述IPv6 DNS查询报文的NAT-PT专用线卡。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤C中，所述NAT-PT专 用线卡将IPv6 DNS查询报文转换成IPv4 DNS查询报文的具体方法为根据配
置的IPv6 DNS服务器的静态规则生成的静态映射条目或从IPv4地址池中取出 一个地址动态生成映射条目，将IPv6源地址转换成IPv4源地址；通过去除96 位前缀，将IPv6目的地址转换成IPv4目的地址；改变DNS查询类型。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤D中，所述IPv4DNS 服务器将所述响应报文发送给所述NAT-PT专用线卡的具体方法为将所述响 应报文发送给所述接口线卡，所述接口线卡根据目的IPv4地址与NAT-PT专用 线卡的绑定关系，将报文送到对应的NAT-PT专用线卡。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤E中，所述NAT-PT专 用线卡将所述IPv4 DNS响应才艮文转换成IPv6 DNS响应才艮文的具体方法为添 加96位普通前缀，将IPv4源地址转换成IPv6源地址；#>据配置生成的静态映 射条目或步骤C中生成的动态映射条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地 址；改变DNS响应类型。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤G中，所述NAT-PT专 用线卡将所述IPv6通信报文转换为IPv4通信报文的具体方法为从IPv4地址 池中取一个地址，将IPv6源地址转换成IPv4源地址，并生成动态映射条目； 去除IPv6目的地址96位前缀，得到IPv4目的地址。
进一步地，上述方法还可具有以下特点所述步骤H中，所述NAT-PT专 用线卡将所述IPv4响应通信报文转换为IPv6响应通信报文的具体方法为通 过添加96位前缀，将IPv4源地址转换成IPv6源地址；才艮据步骤G中生成的 动态映射条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地址。
本发明还提供了一种通信网元系统，包括接口线卡和业务处理线卡，所述 通信网元还包括网络地址转换协议转换NAT-PT专用线卡，其中
所述NAT-PT专用线卡，用于生成并维护标识NAT-PT互联网协议版本IPv4 地址或端口与IPv6地址或端口转换关系的映射表，转换所述接口线卡或业务 处理线卡输出的IPv4和IPv6报文并输出给所述接口线卡；
所述接口线卡和业务处理线卡保存所述NAT-PT专用线卡与IPv4地址池、
96位普通前缀的绑定关系，并根据所述绑定关系将报文发送到相应的NAT-PT 专用线卡。
进一步地，上述通信网元系统还可具有以下特点所述通信网元系统还包 括集中控制线卡，用于生成和维护所述NAT-PT专用线卡的相关配置信息、路 由表和接口表，并将所述NAT-PT专用线卡与IPv4地址池、96位普通前缀的 绑定关系配置到所述接口线卡和业务处理线卡。
采用本发明提供的技术方案，通过使用NAT-PT专用线卡，利用DNS-ALG 来实现IPv4节点发起的到IPv6节点或者IPv6节点发起的到IPv4节点的访问。 并且，由于在本发明中可以使用多个NAT-PT专用线卡，将待转换报文分担到 不同的NAT-PT专用线卡上进行处理，实现负荷分担，从而提高报文协议转换 处理能力，节省业务处理线卡和接口线卡上的硬件资源以便于业务扩展，提高 组网灵活性。
图1为本发明一个实施例中的NAT-PT通信网元系统；
图2为本发明实施例一中IPv4节点发起到IPv6节点访问的工作流程示意
图3为本发明实施例一中NAT-PT专用线卡将IPv4 DNS (域名服务器)查 询报文转换成IPv6 DNS查询报文的过程示意图4为本发明实施例一中NAT-PT专用线卡将IPv6 DNS响应报文转换成 IPv4 DNS响应报文的过程示意图5为本发明实施例一中NAT-PT专用线卡将IPv4通信报文转换成IPv6 通信报文的过程示意图6为本发明实施例一中NAT-PT专用线卡将IPv6响应通信报文换成IPv4 响应通信报文的过程示意图7为本发明实施例二中IPv6节点发起到IPv4节点访问的工作流程示意 图；图8为本发明实施例二中NAT-PT专用线卡将IPv6 DNS查询报文转换成 IPv4 DNS查询报文的过程示意图；图9为本发明实施例二中NAT-PT专用线卡将IPv4 DNS响应报文转换成 IPv6 DNS响应4艮文的过程示意图；图10为本发明实施例二中NAT-PT专用线卡将IPv6通信报文转换成IPv4 通信报文的过程示意图；图11为本发明实施例二中NAT-PT专用线卡将IPv4响应通信报文转换成 IPv6响应通信报文的过程示意图。
具体实施方式
本发明中，通过使用NAT-PT专用线卡，利用DNS-ALG (域名服务应用 网关)来实现IPv4节点发起的到IPv6节点或者IPv6节点发起的到IPv4节点 的访问。并且，由于在本发明中可以使用多个NAT-PT专用线卡，将待转换报 文分担到不同的NAT-PT专用线卡上进行处理，实现负荷分担，达到提高报文 协议转换处理能力，节省业务处理线卡和接口线卡上的硬件资源以便于业务扩 展，以及提高组网灵活性的目的。下面结合附图和实施例对本发明做进一步地描述。图1示出了根据本发明一个实施例中的NAT-PT通信网元系统。如图l所 示，该系统由NAT-PT专用线卡(一块或多块)、集中控制线卡、接口线卡和 业务处理线卡组成，各线卡之间通过内部总线进行通信。其中，NAT-PT专用 线卡用来生成和维护IPv4地址(端口 )和IPv6地址(端口 )间的映射关系， 转换接口线卡或业务处理线卡输出的IPv4和IPv6报文并输出给接口线卡。多块NAT-PT专用线卡的使用能将待转换报文分担到不同的NAT-PT专用线卡上 进行处理，实现负荷分担。集中控制线卡用于生成和维护NAT-PT配置信息 (IPv4地址池、规则、前缀等等)、路由表和接口表，并向接口线卡和业务处
理线卡同步相关信息，在具体实现时，该NAT-PT通信网元系统中可以不包括 该集中控制线卡，其功能也可以由人为配置实现。接口线卡连接IPv4和IPv6 网络，发送和接收数据。业务处理线卡在上层业务模块工作的情况下，实现业 务逻辑，负责业务报文的发送和接收。接口线卡和业务处理线卡保存有IPv4 地址池、96位普通前缀与NAT-PT专用线卡的对应关系，并#4居该绑定关系将 报文发送到相应的NAT-PT专用线卡。 实施例一在实施例 一 中，由IPv4节点发起到IPv6节点的访问，且NAT-PT通信网 元系统如图l所示，其中，集中控制线卡进行以下NAT-PT相关配置配置l:为各NAT-PT专用线卡配置不同的IPv4地址池和动态规则，以使 IPv4到IPv6方向的报文能送到不同的NAT-PT专用线卡上做转换，从而实现 负荷分担；配置2:为各NAT-PT专用线卡分别配置一个各不相同的96位普通前缀；配置3:为各NAT-PT专用线卡需配置一条关于IPv6 DNS服务器IPv6地 址和IPv4地址转换关系的静态规则；配置4:配置本地IPv4 DNS服务器指向IPv6 DNS服务器对应的IPv4地 址(配置3静态规则中指定)。配置5:配置网元内所有接口线卡和业务处理线卡上保存IPv4地址池、96 位普通前缀与NAT-PT专用线卡的绑定关系，使接口线卡和业务处理线卡能将 需做NAT-PT处理的报文送到对应的NAT-PT专用线卡上转换。在实施例一中，IPv4节点发起到IPv6节点的访问的完整工作流程如图2 所示，包括以下步骤S101， IPv4节点M发送IPv6节点N的名字查找请求到接口线卡，该名字 查询请求中携带IPv6节点N的标识信息。S102，接口线卡将该名字查找请求送到本地IPv4 DNS服务器A。S103， IPv4DNS服务器A发出IPv4 DNS查询报文到接口线卡，报文源地
址为，IPv4 DNS服务器A的IPv4地址，目的地址为IPv6 DNS服务器B对应 的IPv4地址。在本步骤中，由于配置4中根据配置3中的静态规则得到IPv4 DNS服务 器A指向IPv6 DNS服务器B的IPv4地址，因此，IPv4 DNS服务器A可以在 IPv4 DNS查询报文中将目的地址设为IPv6 DNS服务器B对应的IPv4地址。5104, 按照一定的负荷分担策略，接口线卡将该IPv4 DNS查询报文送到 相应的NAT-PT专用线卡上。该负荷分担策略可以预先设置，例如将IPv4 DNS查询才艮文分配到当前负 荷最低的NAT-PT专用线卡上。5105, NAT-PT专用线卡将IPv4 DNS查询净艮文转换成IPv6 DNS查询才艮文， 再发送给接口线卡。在本步骤中，NAT-PT专用线卡将IPv4 DNS查询报文转换成IPv6 DNS查 询报文的过程如图3所示，NAT-PT专用线卡将IPv4 DNS服务器发出的DNS 查询报文做如下转换通过添加NAT-PT专用线卡上配置的96位普通前缀， 将IPv4源地址转换成IPv6源地址；根据配置3生成的静态映射条目，将IPv4 目的地址转换成IPv6目的地址；将DNS查询类型由A改成AAAA。5106, 接口线卡将IPv6 DNS查询报文送到IPv6 DNS服务器B。S107，IPv6 DNS服务器B查询到IPv6节点N的IPv6地址，发送IPv6 DNS 响应报文到接口线卡。S108， IPv6 DNS响应才艮文目的地址96位前缀为某块NAT-PT专用线卡上 配置的96位普通前缀，接口线卡根据该前缀与NAT-PT专用线卡的绑定关系， 将报文送到对应的NAT-PT专用线卡上。由于接口线卡能够根据96位普通前缀与NAT-PT专用线卡的绑定关系进 行转发，因此，该NAT-PT专用线卡必为转换IPv4 DNS查询报文的线卡。S109，NAT-PT专用线卡将IPv6 DNS响应报文转换成IPv4 DNS响应报文) 再发送给接口线卡。
在本步骤中，如图4所示，NAT-PT专用线卡将IPv6 DNS响应报文做如下 转换根据配置生成的静态映射条目，将IPv6源地址转换成IPv4源地址；去 除96位前缀，将IPv6目的地址转换成IPv4目的地址；将DNS响应类型由AAAA 改成A;从IPv4地址池中取出一个地址，得到IPv6节点对应的IPv4地址，并 生成动态映射条目。S110,接口线卡将IPv4 DNS响应报文送给IPv4 DNS服务器A。 Slll， IPv4 DNS服务器A将IPv6节点N的名字解析结果(即N对应的 IPv4地址)发送给接口线卡。5112, 接口线卡将该结果返回给IPv4节点M。到本步骤，IPv4节点M已经获得了 IPv6节点N对应的IPv4地址。5113, IPv4节点M发起到IPv6节点N的IPv4通信报文，送至接口线卡。 S114，接口线卡将报文交给业务处理线卡，进行上层业务的相关处理。5115, 业务处理线卡才艮据IPv4通信报文目的地址与NAT-PT专用线卡的绑 定关系，将该IPv4通信^^艮文送到对应的NAT-PT专用线卡。5116, NAT-PT专用线卡将IPv4通信报文转换成IPv6通信报文，再交给 接口线卡。在本步骤中，如图5所示，NAT-PT专用线卡对IPv4通信报文做如下转换 将IPv4源地址添加96位普通前缀，构成IPv6源地址；才艮据步骤S109 (图4 ) 中生成的动态映射条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地址。5117, 接口线卡将该IPv6通信报文发到IPv6节点N。 S118， IPv6节点N返回IPv6响应通信报文到接口线卡。S119，根据IPv6响应通信报文目的地址96位前缀与NAT-PT专用线卡的 绑定关系，接口线卡将该IPv6响应通信报文送到对应的NAT-PT专用线卡。由于接口线卡能够根据96位普通前缀与NAT-PT专用线卡的绑定关系进 行转发，因此，该NAT-PT专用线卡必为转换IPv4通信才艮文的线卡。S120, NAT-PT专用线卡将IPv6响应通信才艮文转换成IPv4响应通信报文，
再交给业务处理线卡。在本步骤中，如图6所示，NAT-PT专用线卡将IPv6响应通信报文做如下 转换由步骤S109 (图4 )中生成的动态映射条目，将IPv6源地址转换成IPv4 源地址；通过去除96位前缀，将IPv6目的地址转换成IPv4目的地址。S121，业务处理线卡完成相关业务逻辑后，再将该IPv4响应通信报文送 给接口线卡。S122，接口线卡将该IPv4响应通信报文返回给IPv4节点M。 可见，通过NAT-PT专用线卡的转换，能够保证报文协议转换的处理能力， 同时，由于可以采用多块NAT-PT专用线卡来分担处理负荷，因此提搞了组网 的灵活性，节省业务处理线卡或接口线卡上的硬件资源以便于业务扩展。另夕卜， 在具体实现时，也可以仅配置一块NAT-PT专用线卡。 实施例二在实施例二中，由IPv6节点发起到IPv4节点的访问，且NAT-PT通信网 元系统如图l所示，其中，集中控制线卡进行以下NAT-PT相关配置配置6:为各NAT-PT线卡配置一个相同的96位DNS前缀(区别于配置 2中的为各NAT-PT线卡配置的各不相同的96位普通前缀)，用于将DNS查询 报文分担到不同的NAT-PT专用线卡上处理，以支持多块NAT-PT专用线卡实 现负荷分担。配置7:配置本地IPv6 DNS服务器指向96位DNS前缀加上IPv4 DNS服 务器IPv4地址构成的IPv6地址。在实施例二中，IPv6节点发起到IPv4节点的访问的完整工作流程如图7 所示，包括以下步骤S201， IPv6节点M发送IPv4节点N的名字查找请求到接口线卡，该名字 查询请求中携带IPv4节点N的标识信息。S202，接口线卡将该名字查找请求送到本地IPv6 DNS服务器A。S203， IPv6 DNS服务器A发出IPv6 DNS查询报文到接口线卡，报文源地址为IPv6 DNS服务器A的IPv6地址，目的地址为96位DNS前缀加上IPv4 DNS 服务器B的地址。本步骤根据配置7实现。S204，按照一定的负荷分担策略，接口线卡将该DNS查询报文送到相应 的NAT-PT专用线卡上。S205， NAT-PT专用线卡将IPv6 DNS查询报文转换成IPv4 DNS查询报文， 再发送给接口线卡。在本步骤中，如图8所示，NAT-PT专用线卡将IPv6DNS查询报文做如下 转换若配置了关于IPv6 DNS服务器的静态规则，由生成的静态映射条目将 IPv6源地址转换成IPv4源地址；否则，从IPv4地址池中取出一个地址，作为 转换后的IPv4源地址，同时生成动态映射条目；通过去除96位前缀，将IPv6 目的地址转换成IPv4目的地址；将DNS查询类型由AAAA改成A。S206，接口线卡将IPv4 DNS查询报文送到IPv4 DNS服务器B。S207, IPv4 DNS服务器B查询到IPv4节点N的IPv4地址，发送IPv4 DNS 响应报文到接口线卡。S208， IPv4 DNS响应报文目的地址已由配置的静态规则或IPv4地址池绑 定在某块NAT-PT专用线卡上，接口线卡将报文送到对应的NAT-PT专用线卡 上。该NAT-PT专用线卡必为转换IPv6 DNS查询寺艮文的线卡。S209，NAT-PT专用线卡将IPv4 DNS响应报文转换成IPv6 DNS响应报文， 再发送给接口线卡。在本步骤中，如图9所示，NAT-PT专用线卡将IPv4 DNS响应报文做如下 转换添加96位普通前缀，将IPv4源地址转换成IPv6源地址；根据配置生成 的静态映射条目(或步骤S205中生成的动态映射条目)，将IPv4目的地址转 换成IPv6目的地址；将DNS响应类型由A改成AAAA;添加96位普通前缀， 得到IPv4节点对应的IPv6地址。S210，接口线卡将IPv6 DNS响应报文送给IPv6 DNS服务器A。S211， IPv6 DNS服务器A将IPv4节点N的名字解析结果(即N对应的IPv6地址)发送给"接口线卡。S212, ^^口线卡将该结果返回给IPv6节点M。 到本步骤，IPv6节点M已经获得了 IPv4节点N对应的IPv4地址。 S213， IPv6节点M发起到IPv4节点N的IPv6通信才艮文，送至接口线卡。 S214，接口线卡将该IPv6通信报文交给业务处理线卡，进行相关的上层业务处理。5215, IPv6报文目的地址96位前缀为某块NAT-PT专用线卡上配置的96 位普通前缀，业务处理线卡根据该前缀与NAT-PT专用线卡的绑定关系，将报 文送到对应的NAT-PT专用线卡。5216, NAT-PT专用线卡将IPv6通信报文转换成IPv4通信报文，再交给 接口线卡；在本步骤中，如图IO所示，NAT-PT专用线卡对IPv6节点发出的IPv6通 信报文做如下转换从IPv4地址池中取一个地址，将IPv6源地址转换成IPv4 源地址，并生成动态映射条目；去除IPv6目的地址96位前缀，得到IPv4目的 地址。5217, 接口线卡将该IPv4通信报文送到IPv4节点N。5218, IPv4节点N返回IPv4响应通信报文到接口线卡。5219, 根据IPv4响应通信报文目的地址与NAT-PT专用线卡的绑定关系， 接口线卡将报文送到对应的NAT-PT专用线卡。该NAT-PT专用线卡必为转换 IPv6通信报文的线卡。S220， NAT-PT专用线卡将IPv4响应通信报文转换成IPv6响应通信报文， 再交给业务处理线卡。在本步骤中，如图11所示，NAT-PT专用线卡将IPv4响应通信报文做如 下转换通过添加96位前缀，将IPv4源地址转换成IPv6源地址；根据步骤 S216(图10)中生成的动态映射条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地址。 S221，业务处理线卡完成业务逻辑后，将该IPv6响应通信报文送给接口线卡。S222,接口线卡将IPv6响应通信报文返回给IPv6节点M。 综上所述，本发明通过使用NAT-PT专用线卡，在DNS-ALG上做处理， 实现了 IPv4节点与IPv6节点的访问互访。NAT-PT专用线卡提高了报文转换 的处理能力，能节省业务处理线卡或接口线卡上的硬件资源便于业务扩展，还 提供了组网的灵活性。更进一步，使用多块NAT-PT专用线卡，在接口线卡和 业务处理线卡上实行一定的负荷分担策略，结合IPv4地址或96位IPv6普通前 缀与NAT-PT专用线卡的绑定关系，可以将报文分担到不同的NAT-PT专用线 卡上做转换，提高了转换处理的效率。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领 域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之 内。
权利要求
1、一种IPv4网络到IPv6网络的通信方法，其特征在于，包括以下步骤A、互联网协议版本IPv4节点发起IPv6节点的名字查询请求到本地IPv4域名服务器DNS，所述名字查询请求中携带所述IPv6节点的标识信息；B、所述IPv4 DNS服务器将携带所述IPv6节点的标识信息的IPv4 DNS查询报文发送到网络地址转换协议转换NAT-PT专用线卡；C、所述NAT-PT专用线卡将所述IPv4 DNS查询报文转换成IPv6 DNS查询报文并发送到对应的IPv6 DNS服务器；D、所述IPv6 DNS服务器根据所述IPv6节点的标识信息查询所述IPv6节点的地址信息，并将所述IPv6节点的地址信息携带在IPv6 DNS响应报文中发送给所述NAT-PT专用线卡；E、所述NAT-PT专用线卡将所述IPv6 DNS响应报文转换成IPv4 DNS响应报文并发送给所述IPv4 DNS服务器，所述IPv4 DNS服务器将所述IPv4 DNS响应返回给所述IPv4节点。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤F、 所述IPv4节点^4居所述IPv4 DNS响应中携带的IPv6节点的地址信息 发起到所述IPv6节点的IPv4通信报文；G、 所述NAT-PT专用线卡接收经业务处理后的所述IPv4通信报文，并将 所述IPv4通信报文转换为IPv6通信报文发送给所述IPv6节点；H、 所述IPv6节点向所述NAT-PT专用线卡返回IPv6响应通信l艮文，所 述NAT-PT专用线卡将所述IPv6响应通信"t艮文转换为IPv4响应通信才艮文，所 述IPv4响应通信l艮文在经业务处理后返回所述IPv4节点。
3、 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，所述IPv4 DNS服务器将所述IPv4 DNS查询报文发送到接口线卡，所述接口线卡根据设 定的负荷分担策略确定接收所述IPv4 DNS查询报文的NAT-PT专用线卡。
4、 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，所述NAT-PT 专用线卡将所述IPv4 DNS查询才艮文转换成IPv6 DNS查询才艮文的具体方法为 添加NAT-PT专用线卡上配置的96位普通前缀，将所述IPv4 DNS查询才艮文中 的IPv4源地址转换成IPv6源地址；根据预先配置的静态映射条目，将IPv4目 的地址转换成IPv6目的地址；改变DNS的查询类型。
5、 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤D中，所述IPv6 DNS应报文发送给所述接口线卡，所述接口线卡根据配置的目的IPv6地址96位普 通前缀与NAT-PT专用线卡的绑定关系，将^R文送到对应的NAT-PT专用线卡。
6、 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤E中，所述NAT-PT 专用线卡将所述IPv6 DNS响应报文转换成IPv4 DNS响应报文的具体方法为 根据所述静态映射条目，将IPv6源地址转换成IPv4源地址；去除96位普通前 缀，将IPv6目的地址转换成IPv4目的地址；改变DNS响应类型；从IPv4地 址池中取出一个地址，得到IPv6节点对应的IPv4地址，并生成动态映射条目。
7、 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤G中，所述NAT-PT 专用线卡将所述IPv4通信报文转换为IPv6通信报文的具体方法为将IPv4源 地址添加96位普通前缀，构成IPv6源地址；根据所述步骤E中生成的动态映 射条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地址。
8、 如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述步骤H中，所述NAT-PT 专用线卡将所述IPv6响应通信报文转换为IPv4响应通信报文的具体方法为 根据所述步骤E中生成的动态映射条目，将IPv6源地址转换成IPv4源地址； 通过去除96位前缀，将IPv6目的地址转换成IPv4目的地址。
9、 一种IPv6网络到IPv4网络的通信方法，其特征在于，包括以下步骤A、 互联网协议版本IPv6节点发起IPv4节点的名字查询请求到本地IPv6 DNS服务器，所述名字查询请求中携带所述IPv6节点的标识信息；B、 所述IPv6域名服务器DNS将携带所述IPv6节点的标识信息的DNS 查询报文发送到网络地址转换协议转换NAT-PT专用线卡； C、 所述NAT-PT专用线卡将IPv6 DNS查询报文转换成IPv4 DNS查询报 文并发送到IPv4 DNS服务器；D、 所述IPv4 DNS服务器根据所述IPv4节点的标识信息查询所述IPv4节 点的地址信息，并将所述IPv4节点的地址信息携带在IPv4 DNS响应报文中发 送给所述NAT-PT专用线卡；E、 所述NAT-PT专用线卡将所述IPv4 DNS响应才艮文转换成IPv6 DNS响 应报文并发送给所述IPv6 DNS服务器，所述IPv6 DNS服务器将所述IPv6 DNS 响应返回给所述IPv6节点。
10、 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤F、 所述IPv6节点根据所述IPv6 DNS响应中携带的IPv4节点的地址信息 发起到所述IPv4节点的IPv6通信报文；G、 所述NAT-PT专用线卡接收经业务处理后的所述IPv6通信报文，并将 所述IPv6通信报文转换为IPv4通信报文发送给所述IPv4节点；H、 所述IPv4节点向所述NAT-PT专用线卡返回IPv4响应通信报文，所 述NAT-PT专用线卡将所述IPv4响应通信才艮文转换为IPv6响应通信报文，所 述IPv6响应通信纟艮文在经业务处理后返回所述IPv6节点。
11、 如权利要求9或IO所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，所述 IPv6 DNS服务器将所述IPv6 DNS查询报文发送到接口线卡，所述接口线卡根 据设定的负荷分担策略确定接收所述IPv6 DNS查询报文的NAT-PT专用线卡。
12、 如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，所述NAT-PT 专用线卡将IPv6 DNS查询报文转换成IPv4 DNS查询"R文的具体方法为根据 配置的IPv6 DNS服务器的静态规则生成的静态映射条目或从IPv4地址池中取 出一个地址动态生成映射条目，将IPv6源地址转换成IPv4源地址；通过去除 96位前缀，将IPv6目的地址转换成IPv4目的地址；改变DNS查询类型。
13、 如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述步骤D中，所述IPv4 述响应报文发送给所述接口线卡，所述接口线卡根据目的IPv4地址与NAT-PT 专用线卡的绑定关系，将^^艮文送到对应的NAT-PT专用线卡。
14、 如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述步骤E中，所述NAT-PT 专用线卡将所述IPv4 DNS响应才艮文转换成IPv6 DNS响应才良文的具体方法为 添加96位普通前缀，将IPv4源地址转换成IPv6源地址；才艮据配置生成的静态 映射条目或步骤C中生成的动态映射条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的 地址；改变DNS响应类型。
15、 如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述步骤G中，所述NAT-PT 专用线卡将所述IPv6通信报文转换为IPv4通信报文的具体方法为从IPv4地 址池中取一个地址，将IPv6源地址转换成IPv4源地址，并生成动态映射条目； 去除IPv6目的地址96位前缀，得到IPv4目的地址。
16、 如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述步骤H中，所述NAT-PT 专用线卡将所述IPv4响应通信报文转换为IPv6响应通信报文的具体方法为 通过添加96位前缀，将IPv4源地址转换成IPv6源地址；根据步骤G中生成 的动态映射条目，将IPv4目的地址转换成IPv6目的地址。
17、 一种通信网元系统，包括接口线卡和业务处理线卡，其特征在于，所 述通信网元还包括网络地址转换协议转换NAT-PT专用线卡，其中所述NAT-PT专用线卡，用于生成并维护标识NAT-PT互联网协议版本IPv4 地址或端口与IPv6地址或端口转换关系的映射表，转换所述接口线卡或业务 处理线卡输出的IPv4和IPv6报文并输出给所述接口线卡；所述接口线卡和业务处理线卡保存所述NAT-PT专用线卡与IPv4地址池、 96位普通前缀的绑定关系，并根据所述绑定关系将报文发送到相应的NAT-PT 专用线卡。
18、 如权利要求17所述的通信网元系统，其特征在于，所述通信网元系 统还包括集中控制线卡，用于生成和维护所述NAT-PT专用线卡的相关配置信 息、路由表和接口表，并将所述NAT-PT专用线卡与IPv4地址池、96位普通前缀的绑定关系配置到所述接口线卡和业务处理线卡。
全文摘要
本发明涉及网络通信领域，具体为IPv4网络与IPv6网络互相通信的方法及通信网元系统，用以保证报文协议转换的处理能力，提高组网的灵活性。在本发明中，通过使用NAT-PT专用线卡，利用DNS-ALG来实现IPv4节点发起的到IPv6节点或者IPv6节点发起的到IPv4节点的访问。并且，由于在本发明中可以使用多个NAT-PT专用线卡，将待转换报文分担到不同的NAT-PT专用线卡上进行处理，实现负荷分担，达到提高报文协议转换处理能力，节省业务处理线卡和接口线卡上的硬件资源以便于业务扩展，以及提高组网灵活性的目的。
文档编号H04L12/56GK101119382SQ200710145770
公开日2008年2月6日 申请日期2007年9月6日 优先权日2007年9月6日
发明者刘巍巍 申请人:中兴通讯股份有限公司