IPV4网络与IPV6网络之间的端到端通信方法

摘要

本发明涉及一种IPV4网络与IPV6网络之间的端到端通信方法、设备及网络，端到端通信方法包括：主机生成满足目的IP网络协议的报文，所述目的IP网络与所述主机所在的IP网络不同，所述报文的IP选项或伪首部中添加有所述主机的IP地址，所述报文的源地址为用于标识所述报文为IPV4与IPV6混合报文的值；所述主机向所述目的IP网络中的主机发送所述报文。实现了IPV4网络与IPV6网络之间的端到端的直接通信互访，解决了现有技术增加转换装置导致的IPV4地址的浪费，实现了IPV4网络与IPV6网络的真正融合。

说明书

技术领域

本发明涉及IP网络技术，尤其涉及一种IPV4网络与IPV6网络之间的端到端通信方法、设备及网络。

背景技术

在IPV4网络向IPV6网络过渡的过程中，IPV4网络与IPV6网络共存。在IPV4网络中，IPV6网络处于孤岛相连的状态。

IPV6网络要由孤岛相连的状态向IPV4与IPV6互通的形态转变，就需要采用中间加转换装置实现IPV4网络与IPV6网络的互通。具体地，通过转换装置把报文先转换为目的网络格式后，再送达目的地。

如图1所示，现有技术通过在在IPV4网络和IPV6网络之间增加一个地址转换装置(NAT-PT)，来实现IPV6地址和IPV4地址的相互转换，以达到IPV4网络与IPV6网络互通的目的。

现有技术存在的缺陷在于：虽然在IPV4网络与IPV6网络之间增加转换装置实现了IPV4网络与IPV6网络的互通，但是实际上两个网络还是隔离的，没有做到真正意义上的两网融合。并且增加转换装置，使得组网的成本增加，做地址转换也需要使用一部分IPV4地址来供转换使用，导致部分IPV4地址被消耗。

发明内容

本发明实施例提出一种IPV4网络与IPV6网络之间的端到端通信方法、设备及网络，以解决现有技术通过转换导致的IPV4地址浪费及IPV4网络与IPV6网络无法实现真正融合的问题。

本发明实施例提供了一种IPV4网络与IPV6网络之间的端到端通信方法，包括：

主机生成满足目的IP网络协议的报文，所述目的IP网络与所述主机所在的IP网络不同，所述报文的IP选项或伪首部中添加有所述主机的IP地址，所述报文的源地址为用于标识所述报文为IPV4与IPV6混合报文的值；

所述主机向所述目的IP网络中的主机发送所述报文。

本发明实施例还提供了一种IPV4网络与IPV6网络之间的端到端通信方法，包括：

主机接收报文，所述报文包括源地址及IP选项或伪首部；

所述主机解析所述源地址；

在所述源地址为用于标识所述报文为IPV4与IPV6混合报文的值的情况下，所述主机从所述报文的IP选项或伪首部中获取所述报文发送端的IP地址；

所述主机生成响应报文，所述响应报文满足所述报文发送端所在IP网络的协议，所述响应报文的IP选项或伪首部中添加有所述主机的IP地址，所述响应报文的源地址为用于标识所述报文为IPV4与IPV6混合报文的值；

所述主机向所述报文发送端返回所述响应报文。

本发明实施例还提供了一种第一IP网络主机设备，包括：

报文生成单元，用于生成满足目的IP网络协议的报文，所述目的IP网络与所述主机所在的IP网络不同，所述报文的IP选项或伪首部中添加有所述主机的IP地址，所述报文的源地址为用于标识所述报文为IPV4与IPV6混合报文的值；

报文发送单元，用于向所述目的IP网络中的主机发送所述报文。

本发明实施例还提供了一种第二IP网络主机设备，包括：

报文接收单元，用于接收报文，所述报文包括源地址及IP选项或伪首部；

地址解析单元，用于解析所述源地址；

源地址获取单元，用于在所述源地址为用于标识所述报文为IPV4与IPV6混合报文的值的情况下，从所述报文的IP选项或伪首部中获取所述报文发送端的IP地址；

响应报文生成单元，用于生成响应报文，所述响应报文满足所述报文发送端所在IP网络的协议，所述响应报文的IP选项或伪首部中添加有所述主机的IP地址，所述响应报文的源地址为用于标识所述报文为IPV4与IPV6混合报文的值；

响应单元，用于向所述报文发送端返回所述响应报文。

本发明实施例还提供了一种IP网络，包括上述第一IP网络主机设备及上述第二IP网络主机设备。

本发明实施例提供的IPV4网络与IPV6网络之间的端到端通信方法、设备及网络，具有某一IP网络地址的主机通过向另一IP网络发送满足该另一IP网络协议的报文，实现了该IP网络的端点到该另一IP网络的端点的通信，相应地，该另一IP网络的主机向该IP网络发送满足该IP网络协议的报文，实现了该另一IP网络的端点到该IP网络的端点的通信，也即实现了IPV4网络与IPV6网络之间的端到端的直接通信互访，解决了现有技术增加转换装置导致的IPV4地址的浪费，实现了IPV4网络与IPV6网络的真正融合。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中IPV4网络与IPV6网络互通的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种IPV4网络与IPV6网络之间的端到端通信方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的IPV4网络与IPV6网络之间的端到端通信方法所应用的网络环境示意图；

图4A为本发明实施例提供的IPV4网络与IPV6网络之间的端到端通信方法中IPV4报文的报头格式示意图；

图4B为本发明实施例提供的IPV4网络与IPV6网络之间的端到端通信方法中IPV6报文的报头格式示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种IPV4网络与IPV6网络之间的端到端通信方法的流程图；

图6为本发明实施例提供的第一IP网络主机设备的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的第二IP网络主机设备的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的IP网络的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2为本发明实施例提供的一种IPV4网络与IPV6网络之间的端到端通信方法的流程图。本实施例中，主机所在的网络环境如图3所示，既有IPV4主机又有IPV6主机，同时支持IPV4报文和IPV6报文的转发。某一IP网络中的主机向另一IP网络中的主机发送报文的流程如图2所示，包括：

步骤21、主机生成满足目的IP网络协议的报文，所述目的IP网络与所述主机所在的IP网络不同，所述报文的IP选项或伪首部中添加有所述主机的IP地址，所述报文的源地址为用于标识所述报文为IPV4与IPV6混合报文的值。

假设IPV6主机要向IPV4主机发送报文，则IPV6主机生成IPV4报文。生成的IPV4报文的报头如图4A所示，源地址位置存放特殊的IP地址0.0.0.0即全0，IP选项处为IPV6主机的地址，用于标识该报文是IPV4与IPV6混合报文，即标识该报文携带的源地址为IPV6地址，使得接收该报文的IPV4主机解析出源地址为全0，获知该报文为IPV4与IPV6混合报文，从而从IP选项处获得真正的源地址--IPV6地址。

假设IPV4主机要向IPV6主机发送报文，则IPV4主机生成IPV6报文。生成的IPV6报文的报头如图4B所示，源地址位置存放特殊的IP地址0：：0即全0，IP选项处为IPV4主机的地址，用于标识该报文是IPV4与IPV6混合报文，即标识该报文携带的源地址为IPV4地址，使得接收该报文的IPV6主机解析出源地址为全0，获知该报文为IPV4与IPV6混合报文，从而从IP选项处获得真正的源地址--IPV4地址。

需要说明的是，IP报头的源地址位置处也可设置全FF来标识该报文是IPV4与IPV6混合报文。

步骤22、所述主机向所述目的IP网络中的主机发送所述报文。

如IPV4主机向IPV6主机发送生成的IPV6报文，IPV6主机向IPV4主机发送生成的IPV4报文。

本实施例中，具有某一IP网络地址的主机通过向另一IP网络发送满足该另一IP网络协议的报文，实现了该IP网络的端点到该另一IP网络的端点的通信，相应地，该另一IP网络的主机向该IP网络发送满足该IP网络协议的报文，实现了该另一IP网络的端点到该IP网络的端点的通信，也即实现了IPV4网络与IPV6网络之间的端到端的直接通信互访，解决了现有技术增加转换装置导致的IPV4地址的浪费，实现了IPV4网络与IPV6网络的真正融合。

图5为本发明实施例提供的另一种IPV4网络与IPV6网络之间的端到端通信方法的流程图。本实施例与图2所示实施例相对应，主机同样处于图3所示的网络环境中，只是与图2所示实施例中的主机属于不同的IP网络，用来接收并处理图2所示实施例发送的报文。具体包括：

步骤51、主机接收报文，所述报文包括源地址及IP选项或伪首部。

如IPV4主机接收IPV6主机发送的IPV4报文，IPV6主机接收IPV4主机发送的IPV6报文。

步骤52、所述主机解析所述源地址。

如IPV4主机解析IPV4报头中的源地址，IPV6主机解析IPV6报头中的源地址。

步骤53、在所述源地址为用于标识所述报文为IPV4与IPV6混合报文的值的情况下，所述主机从所述报文的IP选项或伪首部中获取所述报文发送端的IP地址。

步骤54、所述主机生成响应报文，所述响应报文满足所述报文发送端所在IP网络的协议，所述响应报文的IP选项或伪首部中添加有所述主机的IP地址，所述响应报文的源地址为用于标识所述报文为IPV4与IPV6混合报文的值；

步骤55、所述主机向所述报文发送端返回所述响应报文。

如具有IPV4地址的主机设备接收到IPV4报文后，解析报头中的源地址，若解析结果为全FF，则识别出该报文为IPV4与IPV6混合报文，从IP选项中取出真正的源地址(IPV6地址)，生成IPV6响应报文，返回给发送IPV4报文的IPV6主机。返回的IPV6响应报文中，源地址填全FF，标识该报文为IPV4与IPV6混合报文，IPV6报文的伪首部中填入真正的源地址(IPV4地址)。

再如具有IPV6地址的主机设备接收到IPV6报文后，解析报头中的源地址，若解析结果为全FF，则识别出该报文为IPV4与IPV6混合报文，从而从IPV6报文的IP伪首部中取出真正的源地址(IPV4地址)，生成IPV4响应报文，返回给发送IPV6报文的IPV4主机。返回的IPV4报文中，源地址填全FF，标识该报文为IPV4与IPV6混合报文，IP选项中填入真正的源地址(IPV6地址)。

上述方法实施例中，具有IPV4地址的主机设备接收IPV4报文，发送IPV6报文，利用IPV6首部中的IP伪首部携带IPV4源地址；具有IPV6地址的主机设备接收IPV6报文，发送IPV4报文，利用IPV4首部的IP选项携带IP

V6源地址；同时将IP报头中的源地址位置设置为特殊的IP地址例如全“0”或全“FF”，以标识该报文是IPV4与IPV6混合报文，使得接收报文的主机设备通过识别报文中的源地址解析出真正的源地址，实现IPV4网络与IPV6网络之间的端到端的直接通信互访，而无需增加任何转换装置，完全避免了IPV4地址的浪费，为IPV4网络与IPV6网络的真正融合提供了行之有效的方法。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

图6为本发明实施例提供的第一IP网络主机设备的结构示意图。本实施例中，第一IP网络主机设备与图2所示方法实施例相对应，用于实现图2所示实施例的方法。如图6所示，第一IP网络主机设备可为IPV4主机也可为IPV6主机，具体包括：报文生成单元61及报文发送单元62。

报文生成单元61用于生成满足目的IP网络协议的报文，所述目的IP网络与所述主机所在的IP网络不同，所述报文的IP选项或伪首部中添加有所述主机的IP地址，所述报文的源地址为用于标识所述报文为IPV4与IPV6混合报文的值。详见上述步骤21的说明。

报文发送单元62用于向所述目的IP网络中的主机发送所述报文。详见上述步骤22的说明。

本实施例中，第一IP网络主机设备通过报文生成单元及报文发送单元，生成满足另一IP网络协议的报文，并发送给该另一IP网络，实现了该第一IP网络的端点到该另一IP网络的端点的通信，相应地，该另一IP网络的主机通过报文生成单元及报文发送单元，生成满足该第一IP网络协议的报文，并发送给该第一IP网络，实现了该另一IP网络的端点到该第一IP网络的端点的通信，也即实现了IPV4网络与IPV6网络之间的端到端的直接通信互访，解决了现有技术增加转换装置导致的IPV4地址的浪费，实现了IPV4网络与IPV6网络的真正融合。

图7为本发明实施例提供的第二IP网络主机设备的结构示意图。本实施例中，第二IP网络主机设备与图5所示方法实施例相对应，用于实现图5所示实施例的方法。如图7所示，第二IP网络主机设备可为IPV4主机也可为IPV6主机，具体包括：报文接收单元71、地址解析单元72、源地址获取单元73、响应报文生成单元74及响应单元75。

报文接收单元71用于接收报文，所述报文包括源地址及IP选项或伪首部。地址解析单元72用于解析所述源地址。源地址获取单元73用于在所述源地址为用于标识所述报文为IPV4与IPV6混合报文的值的情况下，从所述报文的IP选项或伪首部中获取所述报文发送端的IP地址。所述源地址可为全0或全FF，详见上述步骤21的说明。

响应报文生成单元74用于生成响应报文，所述响应报文满足所述报文发送端所在IP网络的协议，所述响应报文的IP选项或伪首部中添加有所述主机的IP地址，所述响应报文的源地址为用于标识所述报文为IPV4与IPV6混合报文的值。响应单元75用于向所述报文发送端返回所述响应报文。

本实施例中，第二IP网络主机设备通过报文接收单元、地址解析单元、源地址获取单元、响应报文生成单元及响应单元，实现了对第一IP网络发送的报文的识别及响应，完成了不同IP网络之间的端到端通信，实现了IPV4网络与IPV6网络的真正融合。

需要说明的是，第一IP网络主机设备还可具有第二IP网络主机设备中报文接收单元、地址解析单元、源地址获取单元、响应报文生成单元及响应单元的功能，第二IP网络主机设备还可具有第一IP网络主机设备中报文生成单元及报文发送单元的功能，从而使得无论是IPV4主机还是IPV6主机，既可主动发送报文实现与另一IP网络的端到端互通，又可接收另一IP网络发送的报文并响应，完成与另一IP网络的端到端通信。

图8为本发明实施例提供的IP网络的结构示意图。如图8所示，IP网络包括第一IP网络主机设备81及第二IP网络主机设备82。第一IP网络主机设备81为上述设备实施例提供的任一种第一IP网络主机设备，第二IP网络主机设备82为上述设备实施例提供的任一种第二IP网络主机设备。第一IP网络主机设备81与第二IP网络主机设备82属于不同的IP网络，相互之间可直接进行通信，具体详见上述方法及设备实施例的说明。

上述方法、设备及网络实施例充分利用现有的IPV4与IPV6协议，在同时支持IPV4和IPV6转发的网络中，实现了IPV4网络与IPV6网络之间的端到端直接互通。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。