專利名稱：IPv6使用逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)矢量IPv4/6的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于IPv4/6過渡的組播技術(shù)領(lǐng)域，尤其是IPv6使用逆向路徑轉(zhuǎn)發(fā)矢 量IPv4/6的方法。
背景技術(shù)：
由于IPv4地址空間嚴重不足，基于IPv6的下一代互聯(lián)網(wǎng)將得到迅速發(fā)展。 然而，由于IPv4互聯(lián)網(wǎng)已具有相當規(guī)模和廣泛的應(yīng)用，因此IPv4網(wǎng)絡(luò)必然在今 后長期存在，形成與下一代IPv6網(wǎng)絡(luò)逐步融合的過程。隨著IPv6骨干網(wǎng)絡(luò)建立， 需要引入一種新技術(shù)將IPv4終端用戶通過快速高效的IPv6骨千網(wǎng)絡(luò)連接起來以 提高網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。此外，隨著IPv4網(wǎng)絡(luò)的逐步廢棄，將產(chǎn)生IPv4網(wǎng)絡(luò)不連 通的過渡階段，在此階段中IPv6網(wǎng)絡(luò)作為連通多個IPv4網(wǎng)絡(luò)的橋梁，需要基于 此實現(xiàn)不同IPv4網(wǎng)絡(luò)之間的通信。
組播可能是繼HTTP技術(shù)引起的Internet迅速增長之后下一個潛在的技術(shù)， 是未來網(wǎng)絡(luò)中的一個重要組成部分。IP組播技術(shù)有效地解決了點到多點、多點 到多點和多點到點的高效數(shù)據(jù)傳輸問題，能夠大量節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬、降低網(wǎng)絡(luò)負載。 更重要的是，可以利用網(wǎng)絡(luò)的組播特性從而方便地提供一些新的增值業(yè)務(wù)，包括 在線直播、網(wǎng)絡(luò)電視、視頻點播、遠程教育、遠程醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)電臺、實時視頻會 議等互聯(lián)網(wǎng)的增值信息服務(wù)。在IP網(wǎng)絡(luò)中多媒體業(yè)務(wù)日漸增多的情況下，尤其 是多網(wǎng)絡(luò)融合的背景情況下，組播技術(shù)有著巨大的市場潛力。
在IPv4/6過渡問題中，與單播過渡問題相比，對組播的過渡機制的研究和 方案很少?，F(xiàn)有的一些組播方案可以分為幾類基于雙協(xié)議棧、基于隧道、基于 應(yīng)用層組播以及基于NAT-PT。其中，基于雙協(xié)議棧、隧道和應(yīng)用層組播的方案 沒有充分利用核心網(wǎng)絡(luò)支持組播的功能，沒有實現(xiàn)組播的優(yōu)化。而基于NAT-PT 的方案則延續(xù)了與NAT-PT協(xié)議一樣的局限性。另外，還有其他一些別的組播方 案，主要是依賴手工配置組播映射關(guān)系導致客擴展性和可管理性差，根本無法支 持大量的組播組。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠通過IPv6高速骨干組播網(wǎng)絡(luò)來提高IPv4組 播的傳輸質(zhì)量，也能夠?qū)⒐铝⒌腎Pv4網(wǎng)絡(luò)組播樹映射到IPv6組播網(wǎng)絡(luò)中的在 IPv6網(wǎng)絡(luò)上使用RPF Vector的IPv4/6組播過渡方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是IPv6和IPv4網(wǎng)絡(luò)支持PIM協(xié)議，邊緣路由器PE是 IPv4/6雙協(xié)議棧，并對組播數(shù)據(jù)包和控制報文進行翻譯；IPv4邊緣網(wǎng)絡(luò)中的組播 樹和IPv6核心網(wǎng)絡(luò)的組播樹一一對應(yīng)；在組播樹建立階段，當邊緣路由器PE 收到Join/Prune報文，邊緣路由器PE會將Join/Prune報文中的源地址、組播地 址對(s， g)或者(*， g)轉(zhuǎn)換為IPv4-mappedlPv6地址(s，， g，)或(*， g')， 然后根據(jù)iBGP路由將出口 PE地址RPF Vector屬性放入新的Join報文中，以便 在核心網(wǎng)絡(luò)中路由；核心網(wǎng)絡(luò)的P路由器支持RPF Vector,通過Vector的地址路 由并建立或刪除(s'， g')和(*， g')的組播路由表；組播數(shù)據(jù)包到達PE時僅 需要對IP地址進行轉(zhuǎn)換即可。 具體包括下列歩驟
(1) 設(shè)定IPv6網(wǎng)絡(luò)路由匹配前綴PRFX和IPv6、 Ipv4網(wǎng)絡(luò)的地址；
(2) IPv6網(wǎng)絡(luò)路由器支持RPF Vector功能，邊緣路由器PE對IPv4地址和 IPv4 mapped IPv6地址進行互相轉(zhuǎn)化；
(3) 邊緣PE路由器處理網(wǎng)絡(luò)主機發(fā)出的Join/Pmne報文,判斷報文類別，并 根據(jù)報文類別執(zhí)行相應(yīng)的歩驟，如果是IPv6報文(判斷IPv6可以有兩種方法， 一種是從底層鏈路層的協(xié)議字段來判斷，還有就是IP包頭的協(xié)議字段來判斷， 一般路由器實現(xiàn)是根據(jù)鏈路層來直接判斷)則按照IPv6下PIM協(xié)議操作，如果 是IPv4報文則按照以下歩驟
① 當網(wǎng)絡(luò)主機發(fā)出的Join/Pmne報文到達邊緣路由器PE1時，邊緣路由器 PE]執(zhí)行以下歩驟
(I )將IP報文中的IPv4地址轉(zhuǎn)化為IPv6格式的地址；
(II) 將Join/Prune報文中的IPv4格式的s, g轉(zhuǎn)化為IPv6格式的s'， g，，掩 碼長度由64改為128;
(III) 邊緣路由器PE1根據(jù)數(shù)據(jù)包的目的地址即RP地址，得到出口邊緣路 由器PE2的地址；
(IV) 將邊緣路由器PE2的地址作為RPF Vector屬性值加入Join/Pmne報文 中，然后發(fā)給下一跳；
② 當Join/Prune報文到達核心網(wǎng)絡(luò)路由器P時，核心網(wǎng)絡(luò)路由器P執(zhí)行以下步驟
(I ) Join/Pmne報文到達核心網(wǎng)絡(luò)路由器P路由器時，核心網(wǎng)絡(luò)路由器P 根據(jù)RPF Vector中的值進行路由，并且按照Join/Prune中的(s',g')信息建立或者 刪除組播轉(zhuǎn)發(fā)表；
(II )當核心網(wǎng)絡(luò)路由器P中的所有(sr，gr)或者c^，gi')組播轉(zhuǎn)發(fā)表項被刪除，
核心網(wǎng)絡(luò)路由器P將產(chǎn)生新的Prune消息；
③當Join/Prune報文到達邊緣路由器PE2時，核心網(wǎng)絡(luò)路由器執(zhí)行以下步驟 (I )將IP報文中的IPv6地址轉(zhuǎn)化為IPv4格式的地址； (II )將Join/Prune報文中的IPv6格式的s', g'轉(zhuǎn)化為IPv4格式的s， g，掩 碼長度由128改為64;
(III)將RPF Vector屬性刪除，還原為未擴展的數(shù)據(jù)包； (4)判斷報文類別并根據(jù)報文類別處理組播數(shù)據(jù)包，如果是IPv6報文則按 照IPv6下PIM幼、議操作，如果是IPv4報文則按照以下歩驟
(I )當數(shù)據(jù)包由源到達邊緣路由器PE2，邊緣路由器PE2將IP報文中的IPv4 地址轉(zhuǎn)化為IPv6格式的地址，即g轉(zhuǎn)化為g';
(II)當數(shù)據(jù)包到達核心網(wǎng)絡(luò)路由器P時，邊緣路由器P根據(jù)g'組播路由尋
址；
當數(shù)據(jù)包到達邊緣路由器PE1時，邊緣路由器PE1將IP報文中的IPv6地 址轉(zhuǎn)化為IPv4格式的地址，即g'轉(zhuǎn)化為g。
本發(fā)明的效果是使用RPF Vector的IPv4/6組播過渡方法，具有自動配置、 適用性廣的特點，適用于4over6組播的情況。該技術(shù)充分利用了核心網(wǎng)的組播 功能，并且優(yōu)化組播功能，既能夠通過IPv6高速骨干組播網(wǎng)絡(luò)來提高IPv4組播 的傳輸質(zhì)量，也能夠?qū)⒐铝⒌腎Pv4網(wǎng)絡(luò)組播樹映射到IPv6組播網(wǎng)絡(luò)中，是IPv4/6 過渡的重要技術(shù)，是IPv4/6整體技術(shù)框架中的重要組成部分。


圖1為使用RPF Vector的IPv4/6組播過渡方法網(wǎng)絡(luò)拓撲示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一歩的說明。
在softwire中，最基本的組成是若干個E-IP網(wǎng)絡(luò)和一個I-IP核心網(wǎng)絡(luò)，本方案適用于IPv4 over IPv6的情況，即E-IP和I-IP可以分別取IPv4和IPv6，這 樣的網(wǎng)絡(luò)連接方式如圖1來描述。
從組播樹的建立來看，當某個E-IP網(wǎng)絡(luò)中的主機receiver想要加入以另一個 E-IP網(wǎng)絡(luò)中的主機為源的組播組的時候(RP地址為11丄1.2，組播組地址為 216.0.0.1)，該主機發(fā)出的Join報文Join(ll丄1.2; 216.0.0.1)首先到達I-IP網(wǎng)絡(luò) 的PE1路由器上，邊緣路由器PE1路由器先將報文進行IPv4/6地址轉(zhuǎn)換后再加 入RPF Vector, Vector屬性值為出口 PE2的地址EA::22，即Join(EF::ll丄1.2; FF:: 216.0.0.1)(EA::22)。之后翻譯過后的Join報文按照Vector進行路由發(fā)送給下一跳 核心網(wǎng)絡(luò)路由器P。邊緣路由器P別RPF Vector建立以FF:: 216.0.0.1為索引的 組播轉(zhuǎn)發(fā)表并且繼續(xù)按照RPF Vector路由轉(zhuǎn)發(fā)。當Join報文到達邊緣路由器PE2， 邊緣路由器PE2將Join(EF::l 1丄1.2; FF:: 216.0.0.1)(EA::22)轉(zhuǎn)化為Join(ll.1.1.2; 216.0.0.1)并建立對應(yīng)的組播轉(zhuǎn)發(fā)表。至此，在IPv6網(wǎng)絡(luò)中組播樹就建立成功了。
從組播數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕嵌葋砜?，當邊緣路由器PE2路由器收到E-IP網(wǎng)絡(luò)傳來 的組播數(shù)據(jù)報文的時候，先將其翻譯成I-IP組播報文，然后通過I-IP網(wǎng)絡(luò)中的 組播樹傳播出去，當該報文達到出口邊緣路由器PE1路由器的時候?qū)⒈唤馕觯?邊緣路由器PE路由器則將解封裝后的組播報文轉(zhuǎn)發(fā)至所連接的E-IP網(wǎng)絡(luò)中，完 成組播數(shù)據(jù)的傳送過程。
權(quán)利要求
1、在IPv6核心網(wǎng)絡(luò)中使用RPF Vector的IPv4/6組播過渡方法，其特征在于IPv6和IPv4網(wǎng)絡(luò)支持PIM協(xié)議，邊緣PE路由器是IPv4/6雙協(xié)議棧，并對組播數(shù)據(jù)包和控制報文進行翻譯，IPv4邊緣網(wǎng)絡(luò)中的組播樹和IPv6核心網(wǎng)絡(luò)的組播樹一一對應(yīng)，具體包括下列步驟(1)設(shè)定IPv6網(wǎng)絡(luò)路由匹配前綴PRFX和IPv6、Ipv4網(wǎng)絡(luò)的地址；(2)IPv6網(wǎng)絡(luò)路由器支持RPF Vector功能，邊緣PE路由器對IPv4地址和IPv4 mapped IPv6地址進行互相轉(zhuǎn)化；(3)邊緣PE路由器處理網(wǎng)絡(luò)主機發(fā)出的Join/Prune報文，判斷報文類別，并根據(jù)報文類別執(zhí)行相應(yīng)的步驟，如果是IPv6報文，則按照IPv6下PIM協(xié)議操作，如果是IPv4報文則按照以下步驟①當網(wǎng)絡(luò)主機發(fā)出的Join/Prune報文到達邊緣路由器PE1時，邊緣路由器PE1執(zhí)行以下步驟(I)將IP報文中的IPv4地址轉(zhuǎn)化為IPv6格式的地址；(II)將Join/Prune報文中的IPv4格式的s，g轉(zhuǎn)化為IPv6格式的s’，g’，掩碼長度由64改為128；(III)邊緣路由器PE1根據(jù)數(shù)據(jù)包的目的地址即RP地址，得到出口邊緣路由器PE2的地址；(IV)將邊緣路由器PE2的地址作為RPF Vector屬性值加入Join/Prune報文中，然后發(fā)給下一跳；②當Join/Prune報文到達核心網(wǎng)絡(luò)路由器P時，核心網(wǎng)絡(luò)路由器P執(zhí)行以下步驟(I)Join/Prune報文到達核心網(wǎng)絡(luò)路由器P路由器時，核心網(wǎng)絡(luò)路由器P根據(jù)RPF Vector中的值進行路由，并且按照Join/Prune中的(s’，g’)信息建立或者刪除組播轉(zhuǎn)發(fā)表；(II)當核心網(wǎng)絡(luò)路由器P中的所有(s1’，g1’)或者(*，g1’)組播轉(zhuǎn)發(fā)表項被刪除，核心網(wǎng)絡(luò)路由器P將產(chǎn)生新的Prune消息；③當Join/Prune報文到達邊緣路由器PE2時，核心網(wǎng)絡(luò)路由器執(zhí)行以下步驟(I)將IP報文中的IPv6地址轉(zhuǎn)化為IPv4格式的地址；(II)將Join/Prune報文中的IPv6格式的s’，g’轉(zhuǎn)化為IPv4格式的s，g，掩碼長度由128改為64；(III)將RPF Vector屬性刪除，還原為未擴展的數(shù)據(jù)包；(4)判斷報文類別并根據(jù)報文類別處理組播數(shù)據(jù)包，如果是IPv6報文則按照IPv6下PIM協(xié)議操作，如果是IPv4報文則按照以下步驟(I)當數(shù)據(jù)包由源到達邊緣路由器PE2，邊緣路由器PE2將IP報文中的IPv4地址轉(zhuǎn)化為IPv6格式的地址，即g轉(zhuǎn)化為g’；(II)當數(shù)據(jù)包到達核心網(wǎng)絡(luò)路由器P時，邊緣路由器P根據(jù)g’組播路由尋址當數(shù)據(jù)包到達邊緣路由器PE1時，邊緣路由器PE1將IP報文中的IPv6地址轉(zhuǎn)化為IPv4格式的地址，即g’轉(zhuǎn)化為g。
全文摘要
一種能夠通過IPv6高速骨干組播網(wǎng)絡(luò)來提高IPv4組播的傳輸質(zhì)量，也能夠?qū)⒐铝⒌腎Pv4網(wǎng)絡(luò)組播樹映射到IPv6組播網(wǎng)絡(luò)中的在IPv6網(wǎng)絡(luò)上使用RPF Vector的IPv4/6組播過渡方法。技術(shù)方案是IPv4邊緣網(wǎng)絡(luò)中的組播樹和IPv6核心網(wǎng)絡(luò)的組播樹一一對應(yīng)；當邊緣路由器PE收到Join報文，邊緣路由器PE會將Join/Prune報文中的源地址、組播地址對(s，g)或者(*，g)轉(zhuǎn)換為IPv4-mapped IPv6地址(s’，g’)或(*，g’)，然后根據(jù)iBGP路由將出口邊緣路由器PE地址通過RPF Vector放入新的Join報文中以便在核心網(wǎng)絡(luò)中路由；核心網(wǎng)絡(luò)的P路由器支持RPF Vector，通過Vector的地址路由并建立或刪除(s’，g’)和(*，g’)的組播路由表；組播數(shù)據(jù)包到達PE時僅需要對IP地址進行轉(zhuǎn)換即可。
文檔編號H04L12/56GK101296179SQ200710176448
公開日2008年10月29日 申請日期2007年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月29日
發(fā)明者吳建平, 宋林健, 勇 崔, 徐明偉 申請人:清華大學