一種利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換的系統及方法
2023-12-04 13:03:31
專利名稱：一種利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換的系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種支持對等網絡地址轉換的系統及方法，尤其涉及一種利用IPv6 過渡協議支持對等網絡地址轉換的系統及方法。
背景技術：
Teredo是一項IPv6到IPv4轉換技術，在IPv6或IPv4主機位於一個或多個IPv4 網絡地址轉換(NAT)之後時，用來為單播IPv6連接提供地址分配和主機間自動隧道。來 自Teredo主機的IPv6數據流是以IPv4UDP數據格式發送的，當NAT支持UDP埠解析時， Tered數據流能夠通過NAT。 Teredo通過在站點內的主機之間實現IPv6數據包隧道來解決現今NAT設備缺乏 IPv6到IPv4功能以及多層NAT配置問題，而IPv6到IPv4使用邊緣設備之間的隧道。主機 之間隧道給NAT帶來了另外一個問題IPv4壓縮的IPv6數據包發送時協議域的IPv4報頭 設定為41，但是協議41的解析並不是NAT的通用功能，所以IPv4壓縮的IPv6通信傳輸不 能通過一般的NAT。為了使IPv6數據傳輸能夠通過單個或多層NAT, IPv6數據包必須壓縮 成IPv4UDP格式的數據，包含IPv4和UDP報頭各一個。UDP數據普遍能夠被NAT解析而且 能夠通過多層NAT。 網絡地址轉換(NAT)是指符合RFC 1631標準的IPv4路由器，它能夠在發送前解 析數據包IP位址以及TCP/UDP埠號。NAT的類型有 完全(Cone)NAT :是指在NAT轉換表中存儲了內部地址和埠號與外部地址和端 口號之間映射關係的一類NAT。 一 NAT轉換表開始工作，來自任何源地址和埠通往外部地 址和埠的入站數據包都將被轉換。 受限NAT :指在NAT轉換表中存儲了內部地址和埠號與外部地址和埠號之間 的映射，無論是特定的源地址或者特定源地址與埠號。如果從某個未知外部地址或者端 口到外部目標地址和埠的入站數據包與NAT轉換表吻合，那麼此數據流將被自動放棄。
對稱NAT :指根據外部目標地址(適用於出站數據包)將相同的內部地址和埠 號映射到不同的外部地址和埠號的NAT。 對於現有的IPv6過渡協議Teredo,只支持錐形NAT和限制NAT,不能支持對等 NAT，這限制了 Teredo技術在特定網絡環境中的部署。
發明內容
為了解決現有技術存在的不足，本發明的目的在於提供一種利用IPv6過渡協議 支持對等網絡地址轉換的系統及方法，採用無線區域網和移動通信網協同工作的方式，在 具有WLAN功能的移動通信終端中，可以基於Teredo協議訪問IPv6網絡時穿越對等NAT,通 過IPv4網絡訪問IPv6站點。 為實現上述目的，本發明提供一種利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換的系統，該系統包括移動終端設備，Teredo伺服器，Teredo中繼，移動通信網支持節點，對等 NAT, IPv6主機，IPv4網，IPv6網，移動通信網和無線區域網，其中， 所述移動終端設備，通過無線區域網與所述對等NAT連接，通過移動通信網與所 述移動通信網支持節點，用於訪問IPv6主機； 所述Teredo伺服器，其連接IPv4網和IPv6網，幫助所述移動終端設備的地址配 置，協助在所述移動終端設備之間或所述移動終端設備與IPv6主機之間建立通信連接，並 偵聽Teredo通信； 所述Teredo中繼，其分別連接IPv4網和IPv6網，使用Teredo隧道接口在IPv4 網上的所述移動終端設備之間、以及所述移動終端設備與IPv6主機之間建立連接，並傳送 數據； 所述移動通信網支持節點，是移動通信核心網絡中支持網絡應用的網絡節點，為 所述移動終端設備提供網關和服務支持； 所述對等NAT，通過無線區域網連接所述移動終端設備的IPv4路由器，其根據外 部目標地址(適用於出站數據包)將相同的內部地址和埠號映射到不同的外部地址和端 口號； 所述IPv6主機，連接IPv6網，用於接受所述移動終端設備的訪問。 為實現上述目的，本發明提供的一種利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換
的方法，該方法包括以下步驟 移動終端設備檢測NAT類型； 移動終端設備進行通信初始化設置； IPv6主機向移動終端設備傳送Teredo協議數據報文。 進一步地，移動終端設備進行通信初始化設置還包括以下步驟 移動終端設備通過移動通信網和Teredo中繼向Teredo伺服器發送攜帶來源的路
由器請求報文； Teredo伺服器接收移動終端設備發送的攜帶來源的路由器請求報文，並記錄移動 終端設備的移動通信網源地址； Teredo伺服器通過Teredo中繼和移動通信網向移動終端設備發送攜帶來源的路 由器通告報文；移動終端設備接收攜帶來源的路由器通告報文，並完成通信初始化設置。
更進一步地，IPv6主機向移動終端設備傳送Teredo協議數據報文還包括以下步 驟 Teredo中繼通過移動通信網發送"發送請求控制報文"到移動終端設備； 移動終端設備通過移動通信網接收Teredo中繼發送的"發送請求控制報文"，並
通過無線區域網、對等NAT發送"請求觸發控制報文"到Teredo中繼； Teredo中繼將Teredo協議數據報文通過對等NAT、無線區域網發送到移動終端設
備，完成數據報文的傳輸。 本發明具有顯著的優點和技術效果，本發明採用的無線區域網和移動通信網協同 工作的技術方案解決了具有WLAN功能的移動通信終端的基於Teredo協議訪問IPv6網絡 時穿越對等NAT的問題，增強了 Teredo協議部署時對不同網絡環境的支持，利用各自的網 絡特點和優勢，解決在單一網絡環境中寫有技術和協議的缺陷及問題。
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本發明的其它特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。
附圖用來提供對本發明的進一步理解，並且構成說明書的一部分，並與本發明的 實施例一起，用於解釋本發明，並不構成對本發明的限制。在附圖中 圖1為根據本發明的利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換的系統架構示意 圖； 圖2為根據本發明的利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換的方法流程圖； 圖3為根據本發明的攜帶來源的路由器請求報文構成示意圖； 圖4為根據本發明的攜帶來源的路由器通告報文構成示意圖； 圖5為根據本發明的輔助源地址信息構成示意圖； 圖6為根據本發明的發送請求控制報文構成示意圖； 圖7為根據本發明的請求觸發控制報文構成示意圖。
具體實施例方式
以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實 施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。 圖1為根據本發明的利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換的系統架構示意 圖，如圖1所示，本發明的利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換的系統包括移動終 端設備101， Teredo伺服器102， Teredo中繼103，移動通信網支持節點104，對等NAT105, IPv6主機106， IPv4網107， IPv6網108，移動通信網109和無線區域網(WLAN) 110，其中，
移動終端設備101，為具有WLAN功能的移動通信終端，通過無線區域網110與對等 NAT105連接，通過移動通信網109與移動通信網支持節點104，用於訪問IPv6主機106。
Teredo伺服器102，其分別連接IPv4網107、 IPv6網108，幫助移動終端設備101 的地址配置以及協助在移動終端設備101之間或者移動終端設備101與IPv6主機106之 間建立通信連接。Teredo伺服器使用UDP 3544埠偵聽Teredo通信。
Teredo中繼103，其分別連接IPv4網107、 IPv6網108， Teredo中繼是在IPv4網 107上的移動終端設備101之間(使用Teredo隧道接口 )以及與IPv6主機106之間傳送 數據包的IPv6/IPv4路由器。Teredo中繼103和Teredo伺服器102協同工作，幫助在移動 終端設備101之間以及與IPv6主機106之間建立連接。Teredor中繼使用UDP 3544埠 偵聽Teredo通信。 移動通信網支持節點104，是在移動通信核心網絡中支持網絡應用的網絡節點，其 通過移動通信網109連接移動終端設備101，並連接到IPv4網107，為移動終端設備提供網 關和服務支持。 對等NAT105，為符合RFC 1631標準的IPv4路由器，通過無線區域網110連接移動 終端設備101，並根據外部目標地址(適用於出站數據包)將相同的內部地址和埠號映射 到不同的外部地址和埠號。 IPv6主機106，連接IPv6網108網絡，接受移動終端設備101的訪問。
IPv4網107， IPv6網108，移動通信網109以及無線區域網(WLAN) IIO，是移動終端 設備101和IPv6主機106之間的信息傳輸通道，移動通信網109包括GPRS網或3G網絡。
圖2為根據本發明的利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換的方法流程圖，下 面將參考圖2，對本發明的自適應郵件配置的方法進行詳細描述 首先，在步驟201，檢測對等NAT105，移動終端設備101通過無線區域網(WLAN) 110 向Teredo伺服器102發送路由器請求報文，並根據接收的路由器通告報文確認網絡地址轉 換路由器是根據外部目標地址將相同的內部地址和埠號映射到不同的外部地址和埠 號的對等NAT ; 在步驟202，移動終端設備101通過移動通信網和Teredo中繼103向Teredo服務 器102發送攜帶來源的路由器請求報文。 圖3為根據本發明的攜帶來源的路由器請求報文構成示意圖，如圖3所示，攜帶來 源的路由器請求報文包括IPv4報頭、UDP報頭、驗證碼、來源以及路由器請求報文信息。
圖5為根據本發明的來源信息構成示意圖，如圖5所示，來源信息包括指示類型、 埠號以及IP位址，其擴展值為1 。 在步驟203， Teredo伺服器102接收移動終端設備101發送的攜帶來源的路由器 請求報文，並記錄移動終端設備101的移動通信網源地址，然後，通過Teredo中繼103和移 動通信網向移動終端設備101發送攜帶來源的路由器通告報文，移動終端設備101接收到 該攜帶來源的路由器通告報文完成通信初始化設置； 圖4為根據本發明的攜帶來源的路由器通告報文構成示意圖，如圖4所示，攜帶來
源的路由器通告報文包括IPv4報頭、UDP報頭、來源以及Teredo冒泡信息。 在步驟204，當IPv6主機106要發送Teredo數據到移動終端設備101時，Teredo
中繼103通過移動通信網109發送"發送請求控制報文"到移動終端設備101。該"發送請
求控制報文"格式如圖6所示； 圖6為根據本發明的發送請求控制報文構成示意圖，如圖6所示，該"發送請求控 制報文"包括IPv4報頭、UDP報頭、驗證碼、來源以及發送請求控制報文信息。
在步驟205，移動終端設備101通過移動通信網109接收Teredo中繼103發送 的"發送請求控制報文"，並通過無線區域網110、對等NAT105發送"請求觸發控制報文"到 Teredo中繼103。該"請求觸發控制報文"格式如圖7所示； 圖7為根據本發明的請求觸發控制報文構成示意圖，如圖7所示，該"請求觸發控 制報文"包括IPv4報頭、UDP報頭、來源以及請求觸發控制報文信息。
在步驟206， Teredo中繼103將Teredo數據經過對等NAT105、無線區域網110發 送到移動終端設備101，完成數據報文的傳輸。 本發明的技術方案利用支持WLAN移動通信終端，可以基於Teredo協議訪問IPv6 網絡時穿越對等NAT，增強了 Teredo協議部署時對不同網絡環境的支持。在本發明中，採用 無線區域網和移動通信網協同工作的方式，利用各自的網絡特點和優勢，解決在單一網絡 環境中寫有技術和協議的缺陷及問題。 本領域普通技術人員可以理解，以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用 於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員 來說，其依然可以對前述各實施例記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進
7行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換的系統，包括移動終端設備，Teredo伺服器，Teredo中繼，移動通信網支持節點，對等NAT，IPv6主機，其特徵在於，所述移動終端設備，通過無線區域網與所述對等NAT連接，通過移動通信網與所述移動通信網支持節點連接，用於訪問IPv6主機；所述Teredo伺服器，其通過IPv4網和IPv6網，幫助所述移動終端設備的地址配置，協助在所述移動終端設備之間或所述移動終端設備與IPv6主機之間建立通信連接，並偵聽Teredo通信；所述Teredo中繼，其分別連接IPv4網和IPv6網，使用Teredo隧道接口在IPv4網上的所述移動終端設備之間、以及所述移動終端設備與IPv6主機之間建立連接，並傳送數據；所述移動通信網支持節點，是移動通信核心網絡中支持網絡應用的網絡節點，為所述移動終端設備提供網關和服務支持；所述對等NAT，通過無線區域網連接所述移動終端設備的IPv4路由器，其根據外部目標地址將相同的內部地址和埠號映射到不同的外部地址和埠號；所述IPv6主機，連接IPv6網，用於接受所述移動終端設備的訪問。
2. 根據權利要求1所述的利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換的系統，其特徵在 於，所述移動終端設備為具有無線區域網功能的移動通信終端。
3. —種利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換的方法，該方法包括以下步驟 移動終端設備檢測NAT類型； 移動終端設備進行通信初始化設置；IPv6主機向移動終端設備傳送Teredo協議數據報文。
4. 根據權利要求3所述的利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換的方法，其特徵在 於，所述移動終端設備檢測NAT類型的步驟是移動終端設備通過無線區域網向Teredo服 務器發送路由器請求報文，並根據Teredo伺服器發送的路由器通告報文確認對等NAT。
5. 根據權利要求3所述的利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換的方法，其特徵在 於，所述移動終端設備進行通信初始化設置的步驟，進一步包括以下步驟移動終端設備通過移動通信網和Teredo中繼向Teredo伺服器發送攜帶來源的路由器 請求報文；Teredo伺服器接收移動終端設備發送的攜帶來源的路由器請求報文，並記錄移動終端 設備的移動通信網源地址；Teredo伺服器通過Teredo中繼和移動通信網向移動終端設備發送攜帶來源的路由器 通告報文；移動終端設備接收攜帶來源的路由器通告報文，並完成通信初始化設置。
6. 根據權利要求3或5所述的利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換的方法，其特 徵在於，所述攜帶來源的路由器請求報文包括IPv4報頭、UDP報頭、驗證碼、來源以及路由 器請求報文信息。
7. 根據權利要求3或5所述的利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換的方法，其特 徵在於，所述攜帶來源的路由器通告報文包括IPv4報頭、UDP報頭、來源以及Teredo冒泡 信息。
8. 根據權利要求3所述的利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換的方法，其特徵 在於，所述IPv6主機向移動終端設備傳送Teredo協議數據報文的步驟進一步包括以下步驟Teredo中繼通過移動通信網發送"發送請求控制報文"到移動終端設備； 移動終端設備通過移動通信網接收Teredo中繼發送的"發送請求控制報文"，並通過無線區域網、對等NAT發送"請求觸發控制報文"到Teredo中繼；Teredo中繼將Teredo協議數據報文通過對等NAT、無線區域網發送到移動終端設備，完成數據報文的傳輸。
9. 根據權利要求8所述的利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換的方法，其特徵在 於，所述發送請求控制報文包括IPv4報頭、UDP報頭、驗證碼、來源以及發送請求控制報文 信息；所述請求觸發控制報文包括IPv4報頭、UDP報頭、來源以及請求觸發控制報文信息。
10. 根據權利要求6、7或9任意一項所述的利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換 的方法，其特徵在於，所述來源包括指示類型、埠號以及IP位址，其擴展值為1。
全文摘要
一種利用IPv6過渡協議支持對等網絡地址轉換的系統及方法，移動終端設備確認對等NAT後，通過移動通信網和Teredo中繼向Teredo伺服器發送攜帶來源的路由器請求報文；Teredo伺服器記錄移動終端設備在移動通信網中的源地址，並發送攜帶來源的路由器通告報文給移動終端設備；Teredo中繼通過移動通信網發送「發送請求控制報文」到移動終端設備，移動終端設備發送「請求觸發控制報文」到Teredo中繼，Teredo中繼將Teredo協議數據報文發送到移動終端設備。本發明採用無線區域網和移動通信網協同工作，解決了具有WLAN功能的移動通信終端，在Teredo協議訪問IPv6網絡時穿越對等NAT的問題，增強了Teredo協議部署時對不同網絡環境的支持。
文檔編號H04L29/08GK101783819SQ20101011084
公開日2010年7月21日 申請日期2010年2月10日 優先權日2010年2月10日
發明者李輝, 洪名松 申請人:北京播思軟體技術有限公司