专利名称：一种网络地址转换方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络技术领域，具体来说是关于一种网络地址转换方法及装置。
背景技术：
在现有技术中，由于地址规划等原因，IPv4(互联网协议第四版，hternet Protocol version 4)地址面临迅速耗尽的境地，为此IETF (互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force)在 IPv4 地址中定义了私有 IP 地址段，包括10. χ. χ. x，172. 16. χ. χ-172. 31. χ. χ, 192. 168. χ. χ。这些私有IP地址可以被用于构建私有网络(内部网络)， 例如公司、企业内部网络，从而大大减少了对公网地址的需求，一定程度上解决了公网IP 地址耗尽问题，但是这些私有IP地址无法在公网(Internet)上路由。为了使私网主机能够访问公网上的主机/服务器，在私网出口处要部署NAT(网络地址转换，Network Address Translation)设备，在私有IP地址和公网IP地址间进行转换。NAT的实现方式有三种，即静态转换(Static Nat)、动态转换(Dynamic Nat)和端口复用(Port Address Translation，PAT)，目前网络中应用最多的就是端口复用方式。端口复用将“私有IP地址+端口号”转换为“公网IP地址+新的端口号”的形式，在将内部网络的私有IP地址转换为公网IP地址时，可以将多个内部私有IP地址替换为同一个公网 IP地址，但是采用不同端口。采用端口复用方式，内部网络的所有主机均可共享一个合法公网IP地址实现对hternet的访问，从而可以最大限度地节约公网IP地址资源，同时又可隐藏网络内部的所有主机，有效避免来自internet的攻击。目前网络上的大部分流量是基于TCP (Transmission Control Protocol，传输控制协议)或UDP^ser Datagram Protocol，用户数据包协议)协议的，通过五元组，即源 IP地址+源端口号(TCP或UDP端口号)+目的IP地址+目的端口号+IP协议号可唯一确定一条流量。在网络数据传输中，即当报文的长度超过线路的MTU(Maximum Transmission Unit，最大传输单元)时，报文会被分片，使得每一个分片报文的长度不超过线路的MTU。 TCP或UDP报文在分片以后，只有第一片报文具有TCP或UDP头，后续分片报文只有IP头， 没有TCP或UDP头，即只有第一片报文具有源端口号和目的端口号，后续分片不具有源端口号和目的端口。目的设备，例如服务器，一般根据三元组源IP地址+目的IP地址+IP数据包的标识(IPID)来进行报文重组。由于源主机发出的IP数据包的标识一般是依次加一的，不同的源主机发出的IP 数据包的标识完全有可能相同。在进行NAT地址替换以后，多个不同的流(通过五元组确定的)可能具有相同的源IP地址和目的IP地址，同时这些数据包也具有相同的IPID，在这种情况下，目的设备在进行数据包重组时就会发生错误。
发明内容
为克服现有技术中存在的问题，本发明的实施例提供一种网络地址转换方法及装置，以便保证目的设备进行数据包重组时不发生错误。
本发明实施例提供一种网络地址转换方法，所述的方法包括网络地址转换NAT 设备接收内网主机发送的数据包；解析所述的数据包，获取数据包中包含的第一源互联网协议IP地址、第一源端口、第一目的IP地址和第一 IP数据包的标识IPID ；对数据包中的第一源IP地址和第一源端口进行处理，包括将第一源IP地址转换为第二源IP地址，将第一源端口转换为第二源端口 ；对数据包中的第一 IPID进行处理；根据第一目的IP地址，发送处理后的数据包。本发明实施例还提供一种网络地址转换装置，所述的装置包括接收单元(501)，用于接收内网主机发送的数据包；解析单元(502)，用于解析所述的数据包，获取数据包中包含的第一源互联网协议 IP地址、第一源端口、第一目的IP地址和第一 IP数据包的标识IPID ；地址转换单元(503)，用于将数据包中的第一源IP地址转换为第二源IP地址，将第一源端口转换为第二源端口；IPID处理单元(504)，用于对数据包中的第一 IPID进行处理；发送单元(505)，用于将处理后的数据包发送至目的IP地址。本发明提出的网络地址转换方法及装置，在NAT设备上进行地址替换时，同时处理数据包的IPID，可保证目的设备进行数据包重组时不发生错误。
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中图1是本发明实施例提供的应用场景示意图；图2是本发明一个实施例提供的一种网络地址转换方法流程图；图3是本发明又一实施例提供的一种网络地址转换方法流程图；图4是本发明另一实施例提供的一种网络地址转换方法流程图；图5是本发明一个实施例提供的一种网络地址转换装置框图；图6a、6b是本发明又一实施例提供的一种网络地址转换装置框图；图7a、7b是本发明另一实施例提供的一种网络地址转换装置框图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明的实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。图1是本发明实施例的一个应用场景示意图，如图1所示，现有技术中，内网主机 101和102通过NAT设备103访问公网服务器104，其中内网主机101的地址是10. 1. 1. 100， 内网主机102的地址是10. 1. 1. 200，公网服务器104的公网地址是211. 100. 7. ；34。NAT设备103为内网主机101和102分配了同样的公网IP地址162. 105. 178. 65，并分别为内网主机101和102分配了不同的端口号16384和16400，所以公网服务器104可以区分这两台主机的流量。当内网主机101和102发送至公网服务器104的报文的长度超过线路的MTU时，报文会被分成多个不超过MTU的分片报文。在现有技术中，内网主机101或102发送的报文在分片以后，只有第一片报文具有源端口号16384或16400，后续分片不包括源端口号。 公网服务器104只能根据三元组源IP地址162. 105. 178. 65、目的IP地址211. 100. 7. 34 和IPID来进行报文重组。当内网主机101和102发出的IP报文的ID相同时，公网服务器104接收到的内网主机101和102的后续分片报文均具有相同的源IP地址162. 105. 178. 65、相同的目的 IP地址211. 100. 7. 34和相同的IPID，因此公网服务器104在进行报文重组时就会发生错误，无法区分主机101和102的分片报文。图2是本发明实施例提供的一种网络地址转换方法流程图，如图2所示，网络地址转换方法包括S201, NAT设备接收内网主机发送的数据包。S202，解析所述的数据包，获取数据包中包含的第一源IP地址、第一源端口、第一目的IP地址和第一 IPID。S203，对数据包中的第一源IP地址和第一源端口进行处理，包括将数据包中的第一源IP地址转换为第二源IP地址，将第一源端口转换为第二源端口。在本发明实施例中，NAT设备为内网主机发送的数据包分配公网IP地址和新的端口，将内网主机发送的数据包中的私网IP地址和源端口转换为公网IP地址和新的端口。S204，对数据包中的第一 IPID进行处理。在本发明实施例中，NAT设备对数据包中的第一 IPID进行处理；，以使得当NAT设备发往目的设备的数据包具有相同的源IP地址和目的IP地址时，IPID不会出现重复，从而保证目的设备对接收到的数据包进行重组时，不会因为IPID重复而产生重组错误。S205，根据第一目的IP地址，发送处理后的数据包。本发明实施例提出的网络地址转换方法，在NAT设备上进行地址替换时，同时处理数据包的IPID，可保证目的设备进行数据包重组时不发生错误。图3是本发明另一实施例提供的一种网络地址转换方法流程图，如图3所示，网络地址转换方法包括S301, NAT设备接收内网主机发送的数据包。以图1所示的场景为例，NAT设备103可以接收内网主机101和102中的至少一个发往公网服务器104的数据包。为了简便，以下均以NAT设备103接收内网主机101和 102发往公网服务器104的数据包为例进行说明。S302，解析所述的数据包，获取数据包中包含的第一源IP地址、第一源端口、第一目的IP地址和第一 IPID。例如，NAT设备103解析接收到的内网主机101和102发送的发往公网服务器104 的数据包，获取数据包中包含的第一源IP地址、第一源端口、第一目的IP地址和第一 IPID， 其中内网主机101发送的数据包中，第一源IP地址为10. 1. 1. 100，第一源端口为1025，第一目的IP地址为211. 100. 7. 34，第一 IPID为9527。可选的，还可以获取数据包中包含的
第一目的端口 24。 S303，将数据包中的第一源IP地址转换为第二源IP地址，将第一源端口转换为第
二源端口。
例如，NAT设备103为内网主机101发送的数据包分配公网IP地址和新的端口， 将数据包中的第一源IP地址10. 1. 1. 100和第一源端口 1025分别转换为公网IP地址 162. 105. 178. 65 和新的端口 16384。S304，判断是否存在与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表，如果不存在对应的IPID存储表，则执行S305 ；如果存在对应的IPID存储表，则执行S306。例如，NAT设备103判断是否存在与公网IP地址162. 105. 178. 65和第一目的IP 地址211. 100. 7. 34对应的IPID存储表。S305,建立与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表。例如，NAT设备103经过判断，确定不存在与公网IP地址162. 105. 178. 65和第一目的IP地址211. 100. 7. 34对应的IPID存储表时，NAT设备103可以根据公网IP地址 162. 105. 178. 65和第一目的IP地址211. 100. 7. 34建立IPID存储表，该IPID存储表中包括第二源IP地址(即本例中的公网IP地址)、第一目的IP地址以及IPID (参见下表1)。可选的，在表1所示的IPID存储表中，IPID的初始值为0，后续NAT设备103每发送一个数据包，IPID的数值增加1 ；当然，也可以设定初始值后，每发送一个数据包，IPID的数据减1，本发明的实施例对此不做限定。进一步可选的，还可以设定IPID存储表中IPID 值的长度，例如，可以是16bit，溢出后重新回到初始值。
权利要求
1.一种网络地址转换方法，其特征在于，包括网络地址转换NAT设备接收内网主机发送的数据包；解析所述的数据包，获取数据包中包含的第一源互联网协议IP地址、第一源端口、第一目的IP地址和第一 IP数据包的标识IPID ；对数据包中的第一源IP地址和第一源端口进行处理，包括将第一源IP地址转换为第二源IP地址，将第一源端口转换为第二源端口 ；对数据包中的第一 IPID进行处理；根据第一目的IP地址，发送处理后的数据包。
2.如权利要求1所述的网络地址转换方法，其特征在于，在对数据包中的第一IPID进行处理之前，所述的方法还包括判断是否存在与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表。
3.如权利要求2所述的网络地址转换方法，其特征在于，若存在与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表，则对数据包中的第一 IPID进行处理，具体包括；根据与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表，将数据包中的第一 IPID 转换为第二 IPID，所述第二 IPID为所述与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID 存储表中包含的IPID。
4.如权利要求2所述的网络地址转换方法，其特征在于，若不存在与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表，则对数据包中的第一 IPID进行处理之前，所述方法还包括建立与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表；所述对数据包中的第一 IPID进行处理，具体包括将数据包中的第一 IPID转换为第二 IPID，所述第二 IPID为所述与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表中包含的IPID。
5.如权利要求2所述的网络地址转换方法，其特征在于，若存在与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表，则对数据包中的第一 IPID进行处理之前，所述方法还包括获取与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表中存储的IPID ；判断获取到的IPID中是否包含与所述第一 IPID相等的IPID。
6.如权利要求5所述的网络地址转换方法，其特征在于，如果获取到的IPID中包含与所述第一 IPID相等的IPID，则所述对数据包中的第一 IPID进行处理，具体包括根据与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表，将数据包中的第一 IPID 转换为第二 IPID，其中，第二 IPID与所述与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID 存储表中包含的IPID均不相同。
7.如权利要求6所述的网络地址转换方法，其特征在于，将所述数据包中的第一IPID 转换为第二 IPID后，所述方法还包括将数据包中的第二 IPID存储到上述与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID 存储表中。
8.如权利要求5所述的网络地址转换方法，其特征在于，如果获取到的IPID中不包含与所述第一 IPID相等的IPID，则所述对数据包中的第一 IPID进行处理，具体包括将数据包中的第一 IPID存储到所述与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表中。
9.如权利要求2所述的网络地址转换方法，其特征在于，若不存在与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表，则对数据包中的第一 IPID进行处理之前，所述方法还包括建立与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表； 所述对数据包中的第一 IPID进行处理，具体包括将数据包中的第一 IPID存储到所述与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表中。
10.一种网络地址转换装置，其特征在于，所述的装置包括 接收单元(501)，用于接收内网主机发送的数据包；解析单元(502)，用于解析所述的数据包，获取数据包中包含的第一源互联网协议IP 地址、第一源端口、第一目的IP地址和第一 IP数据包的标识IPID ；地址转换单元(503)，用于将数据包中的第一源IP地址转换为第二源IP地址，将第一源端口转换为第二源端口；IPID处理单元(504)，用于对数据包中的第一 IPID进行处理； 发送单元(505)，用于将处理后的数据包发送至目的IP地址。
11.如权利要求10所述的网络地址转换装置，其特征在于，所述的装置还包括第一 ID判断单元(604)，用于判断是否存在与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表，如果不存在与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表，触发第一建立单元(605)；如果存在与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表， 触发IPID处理单元(504)；所述第一建立单元(605)，用于建立与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID 存储表。
12.如权利要求11所述的网络地址转换装置，其特征在于，所述IPID处理单元(504) 包括第一获取模块(5041)，用于获取第二的IPID，其中，第二 IPID为与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表中包含的IPID ；第一转换模块(5042)，用于将数据包中的第一 IPID转换为第二 IPID。
13.如权利要求10所述的网络地址转换装置，其特征在于，所述的装置还包括第二 ID判断单元(704)，用于判断是否存在与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表，如果不存在与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表，触发第二建立单元(705)；如果存在与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表， 触发IPID处理单元(504)；所述第二建立单元(705)，用于建立与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID 存储表；存储表更新单元(706)，用于将数据包中的第一 IPID存储在与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表中。
14.如权利要求13所述的网络地址转换装置，其特征在于，所述IPID处理单元(504)包括第二获取模块(5043)，用于获取与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表中存储的IPID ；判断模块(5044)，用于判断获取到的IPID中，是否包含与上述数据包中的第一 IPID 相等的IPID，如果包含，触发第二转换模块(504 ；如果不包含，触发存储表更新单元 (706)；所述第二转换模块(5045)，用于将数据包中的第一 IPID转换为第二 IPID，其中，第二 IPID与所述与第二源IP地址和第一目的IP地址对应的IPID存储表中存储的IPID均不相同；更新模块(5046)，用于将数据包中的第二 IPID存储在与第二源IP地址和第一目的IP 地址对应的IPID存储表中。
全文摘要
本发明是关于一种网络地址转换方法及装置，所述的方法包括网络地址转换NAT设备接收内网主机发送的数据包；解析数据包，获取数据包中包含的第一源互联网协议IP地址、第一源端口、第一目的IP地址和第一IP数据包的标识IPID；对数据包中的第一源IP地址和第一源端口进行处理，包括将第一源IP地址转换为第二源IP地址，将第一源端口转换为第二源端口；对数据包中的第一IPID进行处理；根据第一目的IP地址，发送处理后的数据包。本发明提出的网络地址转换方法及装置，在NAT设备上进行地址替换时，同时修改报文的IP_ID，可保证目的设备进行报文重组时不发生错误。
文档编号H04L29/12GK102232288SQ201180000517
公开日2011年11月2日 申请日期2011年4月15日 优先权日2011年4月15日
发明者徐靖 申请人:华为技术有限公司