專利名稱：用于多個nat64環(huán)境的方法和主機節(jié)點的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的實施例涉及用于能夠實現(xiàn)通過帶有各個的網(wǎng)絡地址轉換64(NAT64)節(jié)點的多個網(wǎng)絡而連接的節(jié)點之間通信的方法和系統(tǒng)。具體而言，本發(fā)明的實施例涉及用于使得因特網(wǎng)協(xié)議版本6(IPv6)節(jié)點能夠通過多個網(wǎng)絡與因特網(wǎng)協(xié)議版本4通訊節(jié)點 (corresponding node)進行通信、從而使得當通信在帶有不同NAT64節(jié)點的網(wǎng)絡之間遷移時維護連接性的方法和系統(tǒng)。
背景技術：
移動因特網(wǎng)協(xié)議版本6 (MIPv6)允許移動裝置維護與支持因特網(wǎng)協(xié)議版本6的另一裝置的持續(xù)連接。通過MIPv6支持兩種單獨的通信模式雙向隧道化(BT)模式和路由優(yōu)化(RO)模式。RO模式動態(tài)更新移動裝置或“移動節(jié)點”(MN)與正在和移動節(jié)點通信或通訊的節(jié)點、即通訊節(jié)點(CN)之間業(yè)務的路由選擇。BT模式通過歸屬網(wǎng)絡上的歸屬代理(HA)裝置或歸屬代理節(jié)點在移動節(jié)點與通訊節(jié)點之間隧道化業(yè)務。在移動節(jié)點連接到新網(wǎng)絡時，為歸屬代理節(jié)點更新移動節(jié)點的位置。 歸屬代理節(jié)點在移動節(jié)點與通訊節(jié)點之間傳遞數(shù)據(jù)業(yè)務。移動節(jié)點連接到的歸屬和受訪或“外部”網(wǎng)絡均運行IPv6，并能夠配備有網(wǎng)絡地址轉換(NAT64)節(jié)點和域名系統(tǒng)64(DNS64)服務器以使得相應網(wǎng)絡上的IPv6節(jié)點能夠通過將外側IPv4節(jié)點視為虛擬IPv6啟用的節(jié)點而與IPv6網(wǎng)絡外的IPv4節(jié)點通信。在此方案下，歸屬或外部網(wǎng)絡中的節(jié)點將是IPV4節(jié)點的通訊節(jié)點視為IPv6節(jié)點，并且將發(fā)送數(shù)據(jù)分組到指派到每個通訊節(jié)點的虛擬IPv6目的地地址。然而，這些分組將由在每個相應網(wǎng)絡上的本地NAT64節(jié)點所捕獲，本地NAT64節(jié)點將向外的分組轉換成IPv4分組，然后轉發(fā)到通訊節(jié)點的IPv4目的地地址。相反，在與移動節(jié)點或其它IPv6節(jié)點通信時，通訊節(jié)點好像它連接到IPv4節(jié)點一樣操作。通訊節(jié)點將使用IPv4目的地地址發(fā)送數(shù)據(jù)分組到移動節(jié)點，該地址由歸屬網(wǎng)絡的 NAT64映射到移動節(jié)點。這些分組由位于移動節(jié)點的歸屬網(wǎng)絡中的NAT64節(jié)點來截取，并轉換成由歸屬代理節(jié)點轉發(fā)到移動節(jié)點的IPv6分組。類似地，多歸屬節(jié)點是連接到多個網(wǎng)絡并能夠通過多個網(wǎng)絡的任意網(wǎng)絡與通訊節(jié)點通信的節(jié)點。到通訊節(jié)點的連接能夠跨多個網(wǎng)絡的任何一個網(wǎng)絡而啟動，在該點，DNS64 和NAT64為IPv4通訊節(jié)點提供虛擬IPv6地址。然而，此虛擬IPv6地址只對DNS64位于其中的網(wǎng)絡有效。如果到該網(wǎng)絡的連接變得不可用或者不合需要，則即使多歸屬節(jié)點可連接到通訊節(jié)點，或者能夠通過另一網(wǎng)絡連接到通訊節(jié)點，與通訊節(jié)點的連接也將丟失。在NAT64/DNS64技術中，配備有DNS64技術的每個網(wǎng)絡將在本地合成用于特定IPv4地址的不同AAAA記錄(S卩，涉及IPv6地址的DNS記錄)。此類“虛假”或“虛擬”IPv6 地址攜帶只可由與發(fā)放它的DNS64節(jié)點有關系的NAT64節(jié)點所識別的前綴。此前綴將相關聯(lián)的數(shù)據(jù)業(yè)務識別為引導到要求轉換的IPv4節(jié)點。位于不同網(wǎng)絡中且附連到不同DNS64 的另一 NAT64不能轉換這些分組的IPv6地址，因為它不知道由另一網(wǎng)絡使用的前綴并因此不能區(qū)分帶有該前綴的虛擬IPV6地址和實際IPv6地址。在移動或多歸屬節(jié)點嘗試從網(wǎng)絡連接到IPv4通訊節(jié)點時，網(wǎng)絡的DNS64節(jié)點將合成AAAA記錄，該記錄將攜帶僅位于此網(wǎng)絡中的NAT64節(jié)點知道的虛擬IPV6地址。然而，在 MIPv6協(xié)議中，使用BT模式要求將數(shù)據(jù)分組用隧道傳送到歸屬網(wǎng)絡(即，歸屬代理(HA)節(jié)點，該節(jié)點又將數(shù)據(jù)業(yè)務轉發(fā)到其最終目的地)。在此類情況下，移動節(jié)點用隧道傳送到其歸屬代理節(jié)點的數(shù)據(jù)分組不能轉發(fā)到歸屬NAT64節(jié)點，因為用于生成用于通訊節(jié)點的IPv6 地址的前綴對歸屬代理節(jié)點和歸屬NAT64節(jié)點均是未知的。結果，通訊節(jié)點與移動節(jié)點之間的連接性丟失。類似地，如果多歸屬節(jié)點具有通過一個網(wǎng)絡與通訊節(jié)點的連接，則用于通訊節(jié)點的虛擬IPv6地址使用對該網(wǎng)絡特定的前綴。如果到網(wǎng)絡的連接失敗，則多歸屬節(jié)點不能利用其它網(wǎng)絡連接繼續(xù)與通訊節(jié)點的通信，因為多歸屬節(jié)點知道的虛擬IPv6地址使用其它網(wǎng)絡的NAT64未知的前綴，并且因此它們不能轉換和轉發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務到通訊節(jié)點。

發(fā)明內容
一種在主機節(jié)點中為與通訊節(jié)點通信而實現(xiàn)的方法，其中主機節(jié)點具有到多個網(wǎng)絡的連接，其中所述多個網(wǎng)絡的每個網(wǎng)絡包括網(wǎng)絡地址轉換64(NAT64)節(jié)點，其中每個 NAT64節(jié)點利用獨特的前綴來生成虛擬因特網(wǎng)協(xié)議版本6 (IPv6)地址，其中所述多個網(wǎng)絡的每個網(wǎng)絡是IPv6網(wǎng)絡，但通訊節(jié)點是因特網(wǎng)協(xié)議版本4(IPv4)節(jié)點，該方法包括以下步驟從主機節(jié)點上執(zhí)行的應用接收啟動與通訊節(jié)點的連接的請求；發(fā)送對通訊節(jié)點的地址的請求到域名系統(tǒng)64(DNS64)節(jié)點，其中DNS64節(jié)點在所述多個網(wǎng)絡之一中；從DNS64節(jié)點接收用于通訊節(jié)點的虛擬IPv6地址，其中該虛擬IPv6地址包括不特定于任何NAT64節(jié)點的前綴；從應用接收要發(fā)送到通訊節(jié)點的數(shù)據(jù)；選擇到所述多個網(wǎng)絡之一的連接，所述數(shù)據(jù)要通過所述連接被轉發(fā)到通訊節(jié)點；在主機節(jié)點所維護的轉換綁定表中查找由選定連接的網(wǎng)絡中NAT64節(jié)點使用的前綴；以及使用通過將從DNS 64收到的虛擬IPv6地址中的前綴替代為選定連接的網(wǎng)絡中NAT64節(jié)點的前綴而形成的用于通訊節(jié)點的虛擬IPv6地址， 將所述數(shù)據(jù)發(fā)送到通訊節(jié)點，由此盡管具有到所述多個網(wǎng)絡的連接而所述多個網(wǎng)絡各自具有利用用于虛擬IPv6地址的獨特前綴的NAT64節(jié)點，主機節(jié)點能夠維護與通訊節(jié)點的連接性。一種具有到多個網(wǎng)絡的連接的主機節(jié)點，其中所述多個網(wǎng)絡的每個網(wǎng)絡包括網(wǎng)絡地址轉換64(NAT64)節(jié)點，其中每個NAT64節(jié)點利用獨特的前綴來生成虛擬因特網(wǎng)協(xié)議版本6(IPv6)地址，其中所述多個網(wǎng)絡的至少一個包括域名系統(tǒng)64(DNS64)節(jié)點，其中所述多個網(wǎng)絡的每個網(wǎng)絡是IPv6網(wǎng)絡，但通訊節(jié)點是因特網(wǎng)協(xié)議版本4(IPv4)節(jié)點，主機節(jié)點包括多網(wǎng)絡管理模塊，配置成與通訊節(jié)點建立連接以便為主機節(jié)點的應用提供與通訊節(jié)點的通信，其中多網(wǎng)絡管理模塊還配置成從DNS64節(jié)點獲得用于通訊節(jié)點的虛擬IPV6地址， 其中從DNS64節(jié)點獲得的虛擬IPv6包括不特定于所述多個網(wǎng)絡上的任何NAT64的前綴，其中多網(wǎng)絡管理模塊還配置成使用帶有與通過其傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡的NAT64對應的前綴的 IPv6虛擬地址將所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵ㄓ嵐?jié)點；以及前綴選擇模塊，耦合到多網(wǎng)絡管理模塊， 其中前綴選擇模塊配置成查找用于多網(wǎng)絡管理模塊識別的網(wǎng)絡的NAT64的前綴，并且將所述前綴返回到多網(wǎng)絡管理模塊，其中前綴選擇模塊在轉換綁定表中執(zhí)行所述查找，由此盡管具有到多個網(wǎng)絡的連接而所述多個網(wǎng)絡各自具有利用用于虛擬IPv4地址的獨特前綴的 NAT64，主機節(jié)點能夠維護與通訊節(jié)點的連接性。


本發(fā)明在附圖的圖形中通過示例方式而不是限制方式而示出，附圖中，相似的引用標號指示類似的要素。應注意，此公開中對“一”或“一個”實施例的不同引用不一定指相同的實施例，并且此類引用表示至少一個。此外，連同某個實施例描述特定特征、結構或特性時，認為連同無論是否明確描述的其它實施例來實現(xiàn)此類特征、結構或特性是在本領域技術人員的認知之內。圖1是包括歸屬網(wǎng)絡、外部網(wǎng)絡和IPv4網(wǎng)絡的網(wǎng)絡環(huán)境的一個實施例的圖形。圖2是主機節(jié)點的一個實施例的圖形。圖3是用于啟動到網(wǎng)絡的連接或鏈路的過程的一個實施例的流程圖。圖4是用于啟動與通訊節(jié)點的連接的過程的一個實施例的流程圖。圖5是用于為通訊節(jié)點供應域名系統(tǒng)(DNS)查找的過程的一個實施例的流程圖。圖6是用于處理來自IPv4通訊節(jié)點的進入業(yè)務的過程的一個實施例的流程圖。
具體實施例方式在下面的描述中，陳述了許多特定細節(jié)。然而，要理解，實踐本發(fā)明的實施例可無需這些特定細節(jié)。在其它情況下，公知的電路、結構和技術未詳細顯示以免混淆對此描述的理解。然而，本領域的技術人員將領會到，可無需此類特定細節(jié)而實踐本發(fā)明。通過包括的描述，本領域的技術人員將能夠在不進行不當實驗的情況下實現(xiàn)適當?shù)墓δ苄浴，F(xiàn)在將參照圖1和2的示范實施例，描述流程圖的操作。然而，應理解，流程圖的操作能根據(jù)與參照圖1和2所述的那些實施例不同的本發(fā)明的其它實施例來執(zhí)行，并且參照圖1和2所述的實施例能執(zhí)行與參照圖3-6的流程圖所述的那些操作不同的操作。圖中所示技術能夠使用一個或多個電子裝置(例如，終端站、網(wǎng)絡元件等)上存儲和執(zhí)行的代碼和數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。此類電子裝置使用非暫時性機器可讀或計算機可讀媒體來存儲和傳遞(在內部和/或通過網(wǎng)絡與其它電子裝置)代碼和數(shù)據(jù)，例如非暫時性機器可讀或計算機可讀存儲媒體(例如，磁盤、光盤、隨機存取存儲器、只讀存儲器、閃速存儲器裝置及相變存儲器)。另外，此類電子裝置一般情況下包括耦合到諸如一個或多個存儲裝置、用戶輸入/輸出裝置(例如，鍵盤、觸摸屏和/或顯示器)和網(wǎng)絡連接等一個或多個其它組件的一個或多個處理器的集合。處理器的集合與其它組件的耦合一般情況下是通過一個或多個總線和橋接器(也稱為總線控制器)。存儲裝置表示一個或多個非暫時性機器可讀或計算機可讀存儲媒體和非暫時性機器可讀或計算機可讀通信媒體。因此，給定電子裝置的存儲裝置一般情況下存儲代碼和/或數(shù)據(jù)以便在該電子裝置的一個或多個處理器的集合上執(zhí)行。當然，本發(fā)明的實施例的一個或多個部分可使用軟件、固件和/或硬件的不同組合來實現(xiàn)。在本文中使用時，網(wǎng)絡元件(例如，路由器、交換器、橋接器等)是一件連網(wǎng)設備， 包括在通信上與網(wǎng)絡上的其它設備(例如，其它網(wǎng)絡元件、終端站等)互連的硬件和軟件。 一些網(wǎng)絡元件是“多服務網(wǎng)絡元件”，其為多個連網(wǎng)功能(例如，路由選擇、橋接、交換、第2 層聚合、會話邊界控制、多播和/或訂戶管理)提供支持和/或為多個應用服務(例如，數(shù)據(jù)、話音和視頻)提供支持。訂戶終端站(例如，服務器、工作站、膝上型計算機、掌上型計算機、移動電話、智能電話、多媒體電話、因特網(wǎng)協(xié)議話音(VOIP)電話、便攜式媒體播放器、 GPS單元、游戲系統(tǒng)、機頂盒(STB)等)訪問通過因特網(wǎng)提供的內容/服務和/或在因特網(wǎng)上重疊的虛擬專用網(wǎng)(VPN)上提供的內容/服務。這些內容和/或服務一般由屬于服務或內容提供商的一個或多個終端站(例如，服務器終端站)或參與對等服務的終端站來提供， 并且可包括公共網(wǎng)頁(免費內容、店面、搜索服務等)、私密網(wǎng)頁(例如，提供電子郵件服務的用戶名/密碼訪問的網(wǎng)頁等)、VPN上的企業(yè)網(wǎng)絡、IPTV等。一般情況下，訂戶終端站例如通過耦合到接入網(wǎng)絡的客戶場所設備而(有線地或無線地)耦合到邊緣網(wǎng)絡元件，邊緣網(wǎng)絡元件(例如通過到其它邊緣網(wǎng)絡元件的一個或多個核心網(wǎng)絡元件)耦合到其它終端站 (例如，服務器終端站)。本發(fā)明的實施例提供用于避免現(xiàn)有技術的缺點的系統(tǒng)、網(wǎng)絡和方法，這些缺點包括在移動節(jié)點轉移到外部網(wǎng)絡時，或在多歸屬節(jié)點更改它正在嘗試與通訊節(jié)點通信所通過的網(wǎng)絡時，丟失與因特網(wǎng)協(xié)議版本4節(jié)點的連接性。本發(fā)明的實施例通過修改主機節(jié)點的功能性(主機節(jié)點能夠是移動節(jié)點(MN)或多歸屬節(jié)點、網(wǎng)絡地址轉換64(NAT64)節(jié)點和域名系統(tǒng)64(DNS64)節(jié)點)以維護連接性而無需IPv4網(wǎng)絡或通訊節(jié)點(CN)的任何修改，克服了這些缺點。在主機節(jié)點連接到新網(wǎng)絡時，它從動態(tài)主機控制協(xié)議(DHCP)節(jié)點或接入路由器接收該網(wǎng)絡的NAT64所利用的前綴的通告以及用于該網(wǎng)絡的IPv6地址。主機節(jié)點在轉換綁定表中存儲前綴及與此網(wǎng)絡相關聯(lián)的IPv6地址。在數(shù)據(jù)發(fā)通過任何網(wǎng)絡發(fā)送時，轉換綁定表中網(wǎng)絡的查找能夠提供該網(wǎng)絡中主機節(jié)點的IPv6地址和網(wǎng)絡中NAT64利用的前綴。在與IPv4通訊節(jié)點的連接啟動時，主機節(jié)點將查詢將通過其進行通信的網(wǎng)絡的DNS64。DNS64將通過帶有“一般”或通用前綴的虛擬IPv6地址做出響應。此虛擬IPv6地址隨后能夠使用數(shù)據(jù)要通過其傳送到IPv4通訊節(jié)點的適當網(wǎng)絡的前綴來轉換。圖1是包括歸屬網(wǎng)絡117、外部網(wǎng)絡115、IPv4網(wǎng)絡121、連接這些網(wǎng)絡和類似通信網(wǎng)絡的任何組合的中間或骨干網(wǎng)絡111的網(wǎng)絡的一個實施例的圖形?！皻w屬”和“外部”描述與移動節(jié)點有關的這些網(wǎng)絡，其中，歸屬網(wǎng)絡包括用于移動節(jié)點的歸屬代理。本領域技術人員將理解，本文中所述的原理和結構能夠應用到任何兩個或更多IPv6網(wǎng)絡，尤其是關于主機節(jié)點在其中是多歸屬節(jié)點而不是移動節(jié)點的其它實施例。在一個實施例中，歸屬網(wǎng)絡 117是IPv6網(wǎng)絡，并且是用于移動節(jié)點107A的歸屬網(wǎng)絡。歸屬網(wǎng)絡117能夠是任何類型的網(wǎng)絡，包括局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)或類似網(wǎng)絡。歸屬網(wǎng)絡117通過中間網(wǎng)絡111與通訊節(jié)點(CN) 119的IPv4網(wǎng)絡121和外部網(wǎng)絡115通信。中間網(wǎng)絡111能夠是任何類型的網(wǎng)絡，包括局域網(wǎng)、諸如因特網(wǎng)等廣域網(wǎng)或類似網(wǎng)絡。在其它實施例中，歸屬網(wǎng)絡117與外部網(wǎng)絡117直接通信。歸屬網(wǎng)絡117能夠包括歸屬代理節(jié)點101、歸屬域名系統(tǒng)64 (DNS64) 103、歸屬網(wǎng)絡地址轉換64(NAT64)節(jié)點及任何數(shù)量的另外計算機或裝置。歸屬代理節(jié)點101能夠是任何類型的計算裝置或連網(wǎng)元件，包括臺式計算機、膝上型計算機、服務器、路由器、控制臺裝置或類似裝置。歸屬代理節(jié)點101負責促進來往于移動節(jié)點107的通信而不考慮其位置。歸屬DNS64節(jié)點103提供域名查找服務到歸屬網(wǎng)絡117內的每個計算裝置。歸屬 DNS64節(jié)點103還能夠為在IPv4網(wǎng)絡上且具有IPv4地址的節(jié)點合成AAAA記錄。在一個實施例中，歸屬NAT64節(jié)點105能夠在與歸屬DNS64節(jié)點103相同的計算裝置或網(wǎng)絡元件中實現(xiàn)。在一個實施例中，歸屬NAT64節(jié)點105能夠在與歸屬DNS64節(jié)點103分開的裝置上實現(xiàn)。歸屬DNS64節(jié)點103和歸屬NAT64節(jié)點105能夠在任何類型的計算裝置中實現(xiàn)，包括網(wǎng)絡元件、路由器、臺式工作站、服務器、控制臺裝置或類似的計算裝置。在歸屬網(wǎng)絡上的節(jié)點與IPv4網(wǎng)絡中的外面節(jié)點通信時，歸屬網(wǎng)絡NAT64節(jié)點負責轉換IPv4消息和地址，并將它們映射到虛擬IPv6地址。通訊節(jié)點在本文中使用時指諸如計算裝置等與諸如移動節(jié)點107A等屬于歸屬網(wǎng)絡117的主機節(jié)點或與連接到歸屬網(wǎng)絡117和外部網(wǎng)絡115的多歸屬節(jié)點107B通信的節(jié)點，包括臺式機、工作站、膝上型計算機、服務器、控制臺裝置或任何其它類型的計算裝置。 通訊節(jié)點119通過歸屬代理節(jié)點101與移動節(jié)點107A通信。通訊節(jié)點119是IPv4網(wǎng)絡 121的一部分。通訊節(jié)點119具有IPv4地址，并且在與包括移動節(jié)點107A的其它節(jié)點通信時利用IPv4地址。這必需使用歸屬網(wǎng)絡117上的NAT64節(jié)點105。外部網(wǎng)絡是IPv6網(wǎng)絡115。外部網(wǎng)絡的示例是諸如飯店或酒店等移動節(jié)點的用戶正在光臨的營業(yè)處所提供的網(wǎng)絡。在訪問外部網(wǎng)絡115時，移動節(jié)點107A能夠連續(xù)與通訊節(jié)點119通訊，而沒有由于必須使用外部DNS64109提供的新IPv6地址重新建立連接而造成的中斷。移動節(jié)點107A能夠利用外部DNS64及外部NAT64節(jié)點113的服務。外部 DNS64109為移動節(jié)點107A與通訊節(jié)點119之間的通信合成AAAA記錄。利用的虛擬地址和前綴只為移動節(jié)點107A、外部DNS64109和外部NAT64節(jié)點113所知。前綴在本文中使用時指為與IPv4節(jié)點的通信所創(chuàng)建的虛擬IPv6地址的部分，該部分將虛擬IPv6地址識別為虛擬和要求轉換。然而，由于通訊節(jié)點119將發(fā)送業(yè)務到歸屬網(wǎng)絡117，因此，為維護連接性，移動節(jié)點107A在切換到外部網(wǎng)絡時必須繼續(xù)使用它在歸屬網(wǎng)絡117上時與通訊節(jié)點119通信使用的虛擬IPv6地址。這要求移動節(jié)點107A使用歸屬網(wǎng)絡的前綴為通訊節(jié)點創(chuàng)建虛擬IPv6 地址。移動節(jié)點107A能夠使用其綁定轉換表來獲得用于歸屬網(wǎng)絡的適當前綴。如果到歸屬網(wǎng)絡的連接丟失，則移動節(jié)點107A也能夠使用外部網(wǎng)絡的前綴繼續(xù)與通訊節(jié)點通信。在另一實施例中，多歸屬節(jié)點107B以類似于移動節(jié)點的方式操作。多歸屬網(wǎng)絡沒有“外部”網(wǎng)絡，相反，它具有到多個“歸屬”網(wǎng)絡115、117的連接。多歸屬網(wǎng)絡能夠使用任一網(wǎng)絡接口與通訊節(jié)點119通信。網(wǎng)絡接口能夠基于可用性、帶寬、優(yōu)選項或用于在網(wǎng)絡之間切換通信的任何其它基礎來更改。多歸屬節(jié)點107B在轉換綁定表中執(zhí)行查找以獲得用于多歸屬節(jié)點的IPv6地址和用于要通過其發(fā)送數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡的前綴。前綴用于生成能夠由選定網(wǎng)絡處理的用于通訊節(jié)點的虛擬IPv6地址。通訊節(jié)點119、移動節(jié)點107A和多歸屬節(jié)點107B能夠是任何類型的計算裝置，包括臺式計算機、膝上型計算機、控制臺裝置、手持式裝置、工作站、服務器、網(wǎng)絡元件或類似的計算裝置。
圖2是主機節(jié)點107A/107B的一個實施例的圖形。主機節(jié)點107A/107B能夠包括入口模塊201、出口模塊205和處理器203。入口模塊201能夠處理由主機節(jié)點107A、107B 在物理鏈路和數(shù)據(jù)鏈路層收到的數(shù)據(jù)分組的處理。出口模塊205處理由網(wǎng)絡元件在物理鏈路和數(shù)據(jù)鏈路層傳送的數(shù)據(jù)分組的處理。處理器203處理數(shù)據(jù)業(yè)務的路由選擇、轉發(fā)和更高層處理。處理器203能夠執(zhí)行或包括IPv6多網(wǎng)絡管理模塊207、轉換綁定表209、轉換綁定管理模塊213及前綴選擇模塊215。處理器203能夠是諸如中央處理單元等通用處理器或專用網(wǎng)絡處理器。本領域技術人員將理解，主機節(jié)點107A、107B能夠是任何類型的計算裝置，并且將包括存儲器裝置、持續(xù)性存儲裝置、總線和類似的標準計算機架構。為了簡明的緣故，已省略了這些要素。多網(wǎng)絡管理模塊207管理在包括因特網(wǎng)協(xié)議層的更高層的入口和出口業(yè)務。多網(wǎng)絡管理模塊有利于業(yè)務向主機節(jié)點107A、107B內和主機節(jié)點107A/107B外的其目的地的轉發(fā)。檢查出口業(yè)務以確定要用于轉發(fā)的網(wǎng)絡接口。此外，檢查目的地地址以確定它是否是虛擬地址。虛擬地址將包括所有DNS64節(jié)點所利用的一般前綴。通過將一般前綴替代為用于對應于出口數(shù)據(jù)業(yè)務的網(wǎng)絡接口的網(wǎng)絡的前綴，轉換虛擬地址。多網(wǎng)絡管理模塊107調用前綴選擇模塊以確定用于出口業(yè)務的虛擬地址的適當前綴。對于入口數(shù)據(jù)業(yè)務，如果入口數(shù)據(jù)業(yè)務已達到其目的地，則通過與用于從其接收了數(shù)據(jù)業(yè)務的網(wǎng)絡接口的前綴進行比較，能夠進行檢查以確定源地址是否是虛擬地址。用于網(wǎng)絡接口的前綴能夠從前綴選擇模塊215獲得。如果入口業(yè)務確實包括虛擬IPv6源地址，則該源地址能夠被轉換為包括一般前綴，其對于入口數(shù)據(jù)業(yè)務的應用或類似接收方是已知的。前綴選擇模塊215解析哪些前綴用于主機節(jié)點107A、107B的每個網(wǎng)絡接口。前綴選擇模塊215能夠使用轉換綁定表209來執(zhí)行查找以為每個網(wǎng)絡接口標識符219C獲得用于主機節(jié)點的前綴219B和地址219A或網(wǎng)絡標識符。前綴選擇模塊215能夠接收網(wǎng)絡接口標識符219C或業(yè)務要轉發(fā)到其上或從其轉發(fā)的網(wǎng)絡的、它已從多網(wǎng)絡管理模塊217接收的類似指示符。地址219A是DHCP服務器在通訊網(wǎng)絡上指派的IPv6地址。前綴219B是NAT64 在通訊網(wǎng)絡上利用的前綴。轉換綁定表209能夠由轉換綁定管理模塊213來維護。轉換綁定管理模塊213在連接到該網(wǎng)絡時從相應DHCP服務器、接入路由器或類似源來接收用于每個網(wǎng)絡的前綴的通告。轉換綁定管理模塊213隨后在轉換綁定表209中創(chuàng)建轉換綁定條目219。轉換綁定條目219包括用于新網(wǎng)絡中主機節(jié)點的地址219A、用于新網(wǎng)絡的前綴219B和網(wǎng)絡接口標識符219C或主機節(jié)點107A、107B與通訊網(wǎng)絡之間通訊網(wǎng)絡接口的類似指示符。圖3是用于主機節(jié)點附連到新網(wǎng)絡的過程的一實施例的流程圖。在一個實施例中，在主機節(jié)點連接到新網(wǎng)絡時，啟動過程以便與該新網(wǎng)絡建立連接(框301)。連接類型能夠是任何類型的連接，包括無線連接或有線連接。另外，連接可以是虛擬連接，如虛擬專用網(wǎng)連接或到網(wǎng)絡的類似連接。響應連接到新網(wǎng)絡，將在網(wǎng)絡上接收或通告NAT64前綴(框303)。這是新網(wǎng)絡的 NAT64節(jié)點用于識別映射到IPv4通訊節(jié)點的虛擬IPv6地址的前綴。此NAT64前綴可由新網(wǎng)絡上的DHCP服務器、接入路由器、DNS64節(jié)點64或NAT64節(jié)點或類似服務來通告。在一個實施例中，用于新網(wǎng)絡上主機節(jié)點的IPv6地址能夠手動或自動來配置、從 DHCP服務器接收、或者從用于獲得新網(wǎng)絡上的地址的類似源來接收(框305)。在其它實施例中，IPv6地址能夠在NAT64前綴之前被接收、與NAT64前綴并行接收，或者類似地在與接收NAT64前綴的大致相同時間幀或過程中被接收。在其它實施例中，響應從DHCP服務器或類似源接收IPv6地址，可能必須請求NAT64前綴。在其它實施例中，不從DHCP服務器接收 IPv6地址。主機節(jié)點能夠手動或動態(tài)被配置。由DHCP服務器或接入路由器指派到主機節(jié)點的IPv6地址和NAT64前綴能夠用于創(chuàng)建轉換綁定表中的轉換綁定條目(框307)。如本文中下面進一步所述，這些轉換綁定能夠用于維護與通訊節(jié)點的連接性，而不考慮主機節(jié)點通過其轉發(fā)業(yè)務到通訊節(jié)點的網(wǎng)絡接口的更改。圖4是由主機節(jié)點用于啟動到IPv4通訊節(jié)點的連接的過程的一個實施例的流程圖。在一個實施例中，啟動此過程以代表主機節(jié)點或相關聯(lián)的計算機內的應用或類似程序來建立到IPv4通訊節(jié)點的連接(框401)。主機節(jié)點隨后將對于應用或類似源所指定的通訊節(jié)點的地址的請求發(fā)送到DNS64 節(jié)點(框403)。這包括使用統(tǒng)一資源定位符(URL)來識別通訊節(jié)點。建立到通訊節(jié)點的連接的應用或類似程序能夠提供任何類型的標識符或者使用到DNS64節(jié)點的任何類型的請求以獲得用于通訊節(jié)點的地址。DNS64節(jié)點是主機節(jié)點具有到其的已建立連接的網(wǎng)絡(例如歸屬網(wǎng)絡或外部網(wǎng)絡)中的節(jié)點。在其它實施例中，DNS64能夠在與主機節(jié)點通信的任何網(wǎng)絡上。響應發(fā)送對通訊節(jié)點的地址的請求到DNS64節(jié)點，DNS64節(jié)點返回用于通訊節(jié)點的虛擬IPv6地址，其中，該IPv6地址包括一般前綴(框405)。一般前綴增強了 DNS64節(jié)點參與NAT過程的能力，并且基本上用于通知主機節(jié)點與虛擬地址相關聯(lián)的數(shù)據(jù)實際上源于 IPv4裝置，并且要求仔細選擇響應前綴。一般前綴能夠具有任何值。在一個實施例中，一般前綴具有全部前導0或前導0和邏輯1的組合，如FFFF，其中，指示前導0和FFFF指示邏輯1。前綴的選擇能夠使得諸如XOR等簡單運算能夠用于將虛擬地址從帶有一般前綴的一個地址轉換為帶有網(wǎng)絡特定前綴的一個地址。在一般前綴已收到后的任何時間，接收目的地為通訊節(jié)點的數(shù)據(jù)，或將其發(fā)送到通訊節(jié)點(框407)。做出與哪個連接或網(wǎng)絡接口要用于轉發(fā)數(shù)據(jù)到通訊節(jié)點有關的確定 (框409)。網(wǎng)絡接口能夠由發(fā)送方或通過類似的方法來選擇。隨后，使用要用于將數(shù)據(jù)發(fā)送到通訊節(jié)點的連接或網(wǎng)絡接口的指定網(wǎng)絡標識符或類似指示符來執(zhí)行查找操作。隨后， 訪問或檢索用于連接或網(wǎng)絡接口的轉換綁定條目(框411)。轉換綁定條目包含主機節(jié)點的 IPv6地址和用于對應于轉換綁定條目的網(wǎng)絡的前綴。隨后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到使用用于連接或網(wǎng)絡接口的NAT64前綴所生成的目的地地址(框413)。用于數(shù)據(jù)業(yè)務的源地址是用于通訊網(wǎng)絡的主機節(jié)點的IPv6地址。圖5是用于由DNS64節(jié)點處理IPv6主機節(jié)點與IPv4通訊節(jié)點之間業(yè)務的過程的一個實施例的流程圖。在一個實施例中，通過DNS64接收對用于通訊節(jié)點的IPv6地址的請求來啟動該過程(框501)。執(zhí)行通訊節(jié)點的查找操作或地址確定操作(框503)。操作包括有關通訊節(jié)點是IPv6還是IPv4節(jié)點的確定(框505)。如果通訊節(jié)點是IPv6節(jié)點，則簡單地將適當?shù)腎Pv6地址返回到請求主機節(jié)點。然而，如果通訊節(jié)點是IPv4節(jié)點，則將虛擬IPv6地址返回到請求主機節(jié)點，其中，通過將一般前綴附加到IPv4地址而生成虛擬IPv6 地址。一般前綴能夠是已被定義或同意由所有DNS64用于識別已映射到IPv4地址的虛擬IPv6地址的前綴。任何前綴或前綴的范圍能夠用于此目的。圖6是用于由NAT64節(jié)點處理來自通訊節(jié)點的進入分組的過程的一個實施例的流程圖。在一個實施例中，通過通訊節(jié)點，或者更具體地說，通過通訊節(jié)點的程序或應用發(fā)送 IPv4數(shù)據(jù)分組到主機節(jié)點來啟動該過程。這些數(shù)據(jù)分組由對應于通訊節(jié)點利用的主機節(jié)點的目的地地址的網(wǎng)絡的NAT64截取或接收(框601)。NA64執(zhí)行查找操作以確定對于該進入消息的主機節(jié)點，并且確定用于主機節(jié)點的適當IPv6地址(框603)。進入數(shù)據(jù)分組中的目的地地址是屬于NAT64或者與NAT64相關聯(lián)的IPv4地址。通訊節(jié)點使用IPv4協(xié)議和使用用于主機節(jié)點的IPv4地址進行通信。IPv4分組隨后被轉換為IPv6格式化分組，包括使用一般前綴作為數(shù)據(jù)分組的源地址的通訊節(jié)點的虛擬IPv6地址(框605)。使用一般前綴的虛擬IPv6地址隨后從一般前綴轉換為帶有NAT64 特定前綴的IPv6虛擬地址(框607)。數(shù)據(jù)分組最初使用帶有一般前綴的虛擬IPv6地址來創(chuàng)建，以確保數(shù)據(jù)分組報頭和數(shù)據(jù)分組的類似方面對應于帶有一般前綴的虛擬IPv6地址， 因為在主機節(jié)點接收數(shù)據(jù)分組的應用或程序只知道用于通訊節(jié)點的此地址，并且源地址將在主機節(jié)點被轉換回此虛擬IPv6地址。隨后，轉換的數(shù)據(jù)分組被轉發(fā)到主機節(jié)點(框611)。因此，用于能夠實現(xiàn)與NAT64的多網(wǎng)絡通信的方法、系統(tǒng)和設備已被描述。要理解，上述描述旨在說明而不是限制。在閱讀和理解上述描述后，本領域的技術人員將明白許多其它實施例。因此，本發(fā)明的范圍應參照所附權利要求及此類權利要求被授權的等同的完全范圍來確定。
權利要求
1.一種在主機節(jié)點中為與通訊節(jié)點通信而實現(xiàn)的方法，其中所述主機節(jié)點具有到多個網(wǎng)絡的連接，其中所述多個網(wǎng)絡的每個網(wǎng)絡包括網(wǎng)絡地址轉換64(NAT64)節(jié)點，其中每個 NAT64節(jié)點利用獨特的前綴來生成虛擬因特網(wǎng)協(xié)議版本6 (IPv6)地址，其中所述多個網(wǎng)絡的每個網(wǎng)絡是IPv6網(wǎng)絡，但所述通訊節(jié)點是因特網(wǎng)協(xié)議版本4(IPv4)節(jié)點，所述方法包括以下步驟從所述主機節(jié)點上執(zhí)行的應用接收啟動與所述通訊節(jié)點的連接的請求；將對于所述通訊節(jié)點的地址的請求發(fā)送到域名系統(tǒng)64(DNS64)節(jié)點，其中所述DNS64 節(jié)點在所述多個網(wǎng)絡之一中；從所述DNS64節(jié)點接收用于所述通訊節(jié)點的虛擬IPv6地址，其中所述虛擬IPv6地址包括不特定于所述NAT64節(jié)點中任何節(jié)點的前綴；從所述應用接收要發(fā)送到所述通訊節(jié)點的數(shù)據(jù)；選擇到所述多個網(wǎng)絡之一的連接，所述數(shù)據(jù)要通過所述連接被轉發(fā)到所述通訊節(jié)點；在所述主機節(jié)點所維護的轉換綁定表中查找由所選擇的連接的網(wǎng)絡中的NAT64節(jié)點所使用的前綴；以及使用通過將從所述DNS 64接收的虛擬IPv6地址中的前綴替代為所選擇的連接的網(wǎng)絡中的NAT64節(jié)點的前綴而形成的用于所述通訊節(jié)點的虛擬IPv6地址，將所述數(shù)據(jù)發(fā)送到所述通訊節(jié)點，由此盡管具有到所述多個網(wǎng)絡的連接而所述多個網(wǎng)絡各自具有利用用于虛擬IPv6地址的獨特前綴的NAT64節(jié)點，所述主機節(jié)點能夠維護與所述通訊節(jié)點的連接性。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述主機節(jié)點是移動節(jié)點，并且所述多個網(wǎng)絡之一是用于所述移動節(jié)點的歸屬網(wǎng)絡，以及其中所述方法還包括以下步驟使用帶有所述歸屬網(wǎng)絡的NAT64節(jié)點的前綴的虛擬IPv6地址，將所述數(shù)據(jù)用隧道傳送到所述歸屬網(wǎng)絡中的歸屬代理節(jié)點。
3.如權利要求1所述的方法，還包括以下步驟將所選擇的連接更改為與所述多個網(wǎng)絡的另一網(wǎng)絡的連接；以及在所述轉換綁定表中查找用于新選擇的連接的網(wǎng)絡中NAT64節(jié)點的前綴；以及使用帶有新選擇的連接的網(wǎng)絡中NAT64節(jié)點的前綴的用于通訊節(jié)點的虛擬IPv6地址， 將所述數(shù)據(jù)發(fā)送到所述通訊節(jié)點。
4.如權利要求1所述的方法，還包括以下步驟在連接到相應網(wǎng)絡時，從動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)服務器或接入路由器服務器接收所述NAT64節(jié)點中每個節(jié)點所利用的前綴。
5.如權利要求5所述的方法，還包括以下步驟將所述NAT64節(jié)點利用的前綴存儲為所述轉換綁定表中的轉換綁定條目。
6.如權利要求1所述的方法，其中所述DNS64節(jié)點提供的虛擬IPv6地址的前綴通用于所有DNS64服務器。
7.如權利要求1所述的方法，其中所述主機節(jié)點是多歸屬節(jié)點。
8.一種具有到多個網(wǎng)絡的連接的主機節(jié)點，其中所述多個網(wǎng)絡的每個網(wǎng)絡包括網(wǎng)絡地址轉換64(NAT64)節(jié)點，其中每個NAT64節(jié)點利用獨特的前綴來生成虛擬因特網(wǎng)協(xié)議版本 6 (IPv6)地址，其中所述多個網(wǎng)絡的至少一個包括域名系統(tǒng)64 (DNS64)服務器，其中所述多個網(wǎng)絡的每個網(wǎng)絡是IPv6網(wǎng)絡，但所述通訊節(jié)點是因特網(wǎng)協(xié)議版本4(IPv4)節(jié)點，所述主機節(jié)點包括多網(wǎng)絡管理模塊，配置成與所述通訊節(jié)點建立連接以便為所述主機節(jié)點的應用提供與所述通訊節(jié)點的通信，其中所述多網(wǎng)絡管理模塊還配置成從所述DNS64服務器獲得用于所述通訊節(jié)點的虛擬IPV6地址，其中從所述DNS64節(jié)點獲得的虛擬IPv6包括不特定于所述多個網(wǎng)絡上的任何NAT64的前綴，其中所述多網(wǎng)絡管理模塊還配置成使用帶有與通過其傳輸數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡的NAT64對應的前綴的IPv6虛擬地址將所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鐾ㄓ嵐?jié)點；以及前綴選擇模塊，耦合到所述多網(wǎng)絡管理模塊，其中所述前綴選擇模塊配置成查找用于所述多網(wǎng)絡管理模塊所識別的網(wǎng)絡的NAT64的前綴，并且將所述前綴返回到所述多網(wǎng)絡管理模塊，其中所述前綴選擇模塊在轉換綁定表中執(zhí)行所述查找，由此盡管具有到多個網(wǎng)絡的連接而所述多個網(wǎng)絡各自具有利用用于虛擬IPv4地址的獨特前綴的NAT64，所述主機節(jié)點能夠維護與所述通訊節(jié)點的連接性。
9.如權利要求8所述的主機節(jié)點，還包括轉換綁定表，耦合到所述前綴選擇模塊，其中所述轉換綁定表配置成存儲包含用于所述多個網(wǎng)絡的每個NAT64的前綴的多個轉換綁定條目。
10.如權利要求9所述的主機節(jié)點，還包括綁定管理模塊，配置成在連接到相應網(wǎng)絡時，從動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)服務器或接入路由器接收每個NAT64的前綴。
11.如權利要求10所述的主機節(jié)點，其中所述綁定管理模塊還配置成將每個NAT64的前綴存儲為所述轉換綁定表中的轉換綁定條目。
12.如權利要求8所述的主機節(jié)點，其中所述多網(wǎng)絡管理模塊還配置成更改通過其將所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鐾ㄓ嵐?jié)點的網(wǎng)絡，并且利用通過其傳輸所述數(shù)據(jù)的新網(wǎng)絡的NAT64的前綴。
13.如權利要求8所述的主機節(jié)點，其中所述主機節(jié)點是具有歸屬網(wǎng)絡的移動節(jié)點，其中通過使用帶有所述歸屬網(wǎng)絡NAT64的前綴的虛擬IPv6地址將所述數(shù)據(jù)用隧道傳送到歸屬網(wǎng)絡上的歸屬代理節(jié)點，所述多網(wǎng)絡管理模塊將所述數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鐾ㄓ嵐?jié)點。
14.如權利要求13所述的主機節(jié)點，其中所述移動節(jié)點具有多個歸屬網(wǎng)絡。
全文摘要
一種在主機節(jié)點中為通過多個可用網(wǎng)絡之一與通訊節(jié)點通信而實現(xiàn)的方法包括從主機節(jié)點上執(zhí)行的應用接收啟動與通訊節(jié)點的連接的請求，發(fā)送對通訊節(jié)點的地址的請求到DNS64，接收用于通訊節(jié)點的帶有一般前綴的虛擬IPv6地址，選擇到所述多個網(wǎng)絡之一的連接，通過該連接數(shù)據(jù)要被轉發(fā)到通訊節(jié)點，以及使用帶有選定連接的網(wǎng)絡中NAT64節(jié)點的前綴的用于通訊節(jié)點的虛擬IPv6地址，將數(shù)據(jù)發(fā)送到通訊節(jié)點，由此盡管具有到所述多個網(wǎng)絡的連接而所述多個網(wǎng)絡各自具有NAT64節(jié)點，主機節(jié)點能夠維護與通訊節(jié)點的連接性。
文檔編號H04L29/06GK102484639SQ201080037029
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月13日 優(yōu)先權日2009年8月14日
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