在數(shù)據(jù)中心中使用的用于將IPv4分組在IPv6網(wǎng)絡(luò)上路由的方法和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一般涉及通信網(wǎng)絡(luò)，更確切地來說涉及在數(shù)據(jù)中心用于在因特網(wǎng)協(xié)議版本 6 (IPv6)網(wǎng)絡(luò)上路由因特網(wǎng)協(xié)議版本4 (IPv4)分組的方法和網(wǎng)絡(luò)。
【背景技術(shù)】
[0002] IPv4地址由32位組成，由此得到4294967296 (232)個地址的地址空間。隨著因 特網(wǎng)連接的設(shè)備普及率持續(xù)增加，可用的IPv4地址變得稀缺。IPv4地址耗盡的問題促動 了 IPv6協(xié)議的開發(fā)，IPv6協(xié)議提供128位地址空間。IPv6協(xié)議提供在地址容量、安全性、 網(wǎng)絡(luò)管理、移動性和服務(wù)質(zhì)量方面優(yōu)于IPv4協(xié)議的顯著改善。IPv6協(xié)議自2006年開始部 署。但是，IPv4協(xié)議仍被廣泛地被使用，因此，IPv4網(wǎng)絡(luò)和IPv6網(wǎng)絡(luò)的共存仍將持續(xù)一段 時間。
[0003] IPv4分組的基本結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域中熟知的。如圖1所示，IPv4分組100包含報頭 102和有效負載104。報頭102包含IPv4源地址106和IPv4目的地地址108,每個IPv4地 址由32位組成。報頭102還包括本領(lǐng)域中熟知的多個其他字段110,如版本字段、存活時間 (TTL)字段等。
[0004] 以相同的方式，IPv6分組也由報頭和有效負載組成。該報頭包含IPv6源地址和 Ipv6目的地地址，每個Ipv6地址由128位組成。該報頭也包含本領(lǐng)域中熟知的其他字段。
[0005] IPv4應(yīng)用無法在IPv6網(wǎng)絡(luò)上運行。例如，如果用于云計算的數(shù)據(jù)中心的構(gòu)架形 成IPv6網(wǎng)絡(luò)，則該數(shù)據(jù)中心內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和服務(wù)器將使用IPv6彼此通信。如果數(shù)據(jù)中心 中的服務(wù)器托管的虛擬機（VM)仍支持使用IPv4協(xié)議運行的應(yīng)用，則基于VM的應(yīng)用在沒有 某種形式的協(xié)議轉(zhuǎn)換的情況下通信將有困難。
[0006] 因此，需要一種解決方案允許并支持現(xiàn)有IPv4應(yīng)用在IPv6網(wǎng)絡(luò)上運行。
[0007] 已提出若干解決方案來解決上面的問題。例如，一種解決方案使用地址轉(zhuǎn)換機制， 如網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT)。在該地址轉(zhuǎn)換機制下，當IPv4節(jié)點期望達到IPv6節(jié)點時，IPv4分 組報頭中的地址被轉(zhuǎn)換成IPv6地址，并創(chuàng)建IPv6分組。該IPv6分組在IPv6網(wǎng)絡(luò)上傳送。 NAT提供IP地址的一對一轉(zhuǎn)換。但是，NAT為節(jié)點之間的每個狀態(tài)性通信會話維護狀態(tài)信 息。由此，這對通信會話增加了開銷。再有，常見的是，將通常由專用IP地址組成的整個IP 地址空間隱藏在公眾地址空間中的單個IP地址之后。在此情況中，使用一對多NAT，但是這 種轉(zhuǎn)換必須改變外發(fā)通信中的較高級信息，如TCP/UDP端口，并且必須維護一個表，以便能 夠?qū)⒎祷胤纸M正確地轉(zhuǎn)換回去。NAT存在如降低因特網(wǎng)連接性質(zhì)量和破壞IP端對端連接性 模型的缺點。
[0008] 另一個解決方案是使用輕量級雙棧（Dual Stack Lite) (DS-Lite)。DS-Lite通 過使用IPv6對雙棧節(jié)點賦予臨時IPv4地址來工作。DS-Lite節(jié)點或服務(wù)器作為不同網(wǎng)絡(luò) 之間的網(wǎng)關(guān)以允許IPv4業(yè)務(wù)使用基于IPv6隧道上的IPv4行進于IPv6網(wǎng)絡(luò)上。由此，基 于DS-Lite的系統(tǒng)需要建立隧道，這樣對通信會話產(chǎn)生開銷。隧道建立也需要為節(jié)點之間 的每個狀態(tài)性通信會話維護狀態(tài)信息。因此，DS-Lite的實現(xiàn)是復(fù)雜的且增加網(wǎng)絡(luò)中的附 加處理負荷。
[0009] 因此，需要一種用于在IPv6網(wǎng)絡(luò)上路由IPv4分組的改進方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于消除或減輕現(xiàn)有技術(shù)的至少一個缺點。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種在具有租戶的數(shù)據(jù)中心中使用的用于在因特網(wǎng) 協(xié)議版本6 (IPv6)網(wǎng)絡(luò)上作為具有有效負載和報頭的IPv6分組來路由因特網(wǎng)協(xié)議版本4 (IPv4)分組的方法，所述因特網(wǎng)協(xié)議版本4 (IPv4)分組具有有效負載和包含IPv4源和目 的地地址的報頭。該方法包括：接收來自與第一租戶關(guān)聯(lián)的第一虛擬機的IPv4分組，所述 IPv4分組尋址到與第二租戶關(guān)聯(lián)的第二虛擬機；生成IPv6分組的報頭，所述IPv6分組的 報頭要包含通過對如下項的其中之一應(yīng)用可逆轉(zhuǎn)換而確定的IPv6地址：第一租戶的IPv4 源地址和標識符的組合，以及第二租戶的IPv4目的地地址和標識符的組合；基于接收到的 IPv4分組的有效負載來生成IPv6分組的有效負載；通過將生成的IPv6分組有效負載與生 成的IPv6分組報頭組裝來生成IPv6分組；以及在IPv6網(wǎng)絡(luò)上將生成的IPv6分組傳送到 第二虛擬機。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種在具有租戶的數(shù)據(jù)中心中使用的將因特網(wǎng)協(xié)議 版本4 (IPv4)分組遞送到虛擬機的方法，所述IPv4分組作為IPv6分組被接收，所述IPv6 分組具有有效負載和包含IPv6目的地地址的報頭。該方法包括：基于IPv6目的地地址來確 定與租戶關(guān)聯(lián)的虛擬機；生成將包含基于IPv6目的地地址確定的IPv4目的地地址的IPv4 分組的報頭；基于IPv6分組的有效負載來生成IPv4分組的有效負載；通過將生成的報頭 與生成的有效負載組裝來生成IPv4分組；以及將生成的IPv4分組路由到與租戶關(guān)聯(lián)的確 定的虛擬機。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種具有租戶的數(shù)據(jù)中心中的用于在因特網(wǎng)協(xié)議版 本6 (IPv6)網(wǎng)絡(luò)上作為具有有效負載和報頭的IPv6分組來路由因特網(wǎng)協(xié)議版本4 (IPv4) 分組的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，所述因特網(wǎng)協(xié)議版本4 (IPv4)分組具有有效負載和包含IPv4源和目的 地地址的報頭。該通信節(jié)點包括：用于接收來自與第一租戶關(guān)聯(lián)的第一虛擬機的IPv4分組 的通信接口，所述IPv4分組尋址到與第二租戶關(guān)聯(lián)的第二虛擬機；以及在工作上連接到該 通信接口且配置成執(zhí)行如下操作的處理器：生成IPv6分組的報頭，所述IPv6分組的報頭要 包含通過對如下項的其中之一應(yīng)用可逆轉(zhuǎn)換而確定的IPv6地址：第一租戶的IPv4源地址 和標識符的組合，以及第二租戶的IPv4目的地地址和標識符的組合；基于接收到的IPv4分 組的有效負載來生成IPv6分組的有效負載；以及通過將生成的IPv6分組有效負載與生成 的IPv6分組報頭組裝來生成IPv6分組；其中該通信接口還在IPv6網(wǎng)絡(luò)上將生成的IPv6 分組傳送到第二虛擬機。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種具有租戶的數(shù)據(jù)中心中的用于將因特網(wǎng)協(xié)議版 本4( IPv4)分組遞送到虛擬機的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，所述IPv4分組作為IPv6分組被接收，所述IPv6 分組具有有效負載和包含IPv6目的地地址的報頭。該通信節(jié)點包括：處理器，其配置成：基 于IPv6目的地地址來確定與租戶關(guān)聯(lián)的虛擬機；生成IPv4分組的報頭，所述IPv4分組的 報頭要包含基于IPv6目的地地址確定的IPv4目的地地址；基于IPv6分組的有效負載來生 成IPv4分組的有效負載；以及通過將生成的報頭與生成的有效負載組裝來生成IPv4分組； 以及與該處理器連接的通信接口，其用于將生成的IPv4分組路由到與租戶關(guān)聯(lián)的虛擬機。
[0015] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀下文詳細描述以及參見附圖時將認識到附加的特征和 優(yōu)點。
【附圖說明】
[0016] 相似的引用數(shù)字表示對應(yīng)相似的部分?？梢詫D示的多種實施例的特征進行組 合，除非它們顯性地彼此排斥。附圖中說明示范實施例，并且在下文描述中予以詳細描述。
[0017] 圖1圖示現(xiàn)有技術(shù)中熟知的IPv4分組的結(jié)構(gòu)； 圖2圖示經(jīng)由多個交換機和路由器連接到因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心； 圖3圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的在圖2的數(shù)據(jù)中心中使用的用于作為IPv6分組在IPv6 網(wǎng)絡(luò)上路由IPv4分組的方法。
[0018] 圖4圖示根據(jù)本發(fā)明的實施例的IPv6分組； 圖5圖示根據(jù)本發(fā)明實施例的在圖2的數(shù)據(jù)中心中使用的用于將IPv4分組遞送到虛 擬機的方法