一种在IPV4网络中透传IPV6数据包的方法与流程

本发明涉及计算机网络技术领域，特别是涉及一种在IPV4网络中透传IPV6数据包的方法。

背景技术：

近年来互联网在各个领域内得到了空前的发展，人们对信息资源的开发和利用进入了一个全新的阶段。作为计算机网络的祖父ARPANET和其后继的Internet标准的网络层协议-IP的当前形式(IPV4)已越来越捉襟见肘：IP地址资源越来越紧张，路由表越来越庞大，路由速度越来越慢等。2015年9月26日，美国网络号码注册机构(ARIN)分配了最后一个32位IP地址段。这意味着，北美地区可使用的IPV4地址已耗尽。虽然各方面都在研究一些补救的方法，如用地址翻译(NAT)来缓解IP地址的紧张，用无类域间路由选择(CIDR)来改善路由性能等，但这些方法只能给IPV4一些喘息的余地，并不能完全解决其先天的不足，很明显IPV4己来日不多了，除了上述的技术问题外，还有其他重大问题隐藏在背后。起初因特网的使用者主要是大学、高技术工业以及政府部门，随着90年代中期对因特网的不断膨胀，它已被更多的人使用，尤其是有着不同需求的人们。首先，上千万拥有无线便携机的人可以用它来与其企业网保持联系；其次，随着计算机、通信、娱乐业的不断交叉融合，可能不久的将来世界上的每一台电视机都会成为因特网的一个节点，从而导致上亿台机器用于视频点播；还有，计算机将不断地微型化，计算机无处不在，如被安装在胸章、标签、选票、电灯开关高安全性恒温箱等内。在这些环境下，系统必须支持即插即用、实时通信、低功耗、容易管理等，很明显IP必须进一步发展且更具灵活性。

为了解决以上这些问题。1990年IETF开始着手开发IP的新版本。

它的主要目标有：

1.地址空间无限大，永不会用尽地址

2.减小路由表的长度。

3.简化协议，使路由器处理分组的速度更快。

4.提供更好的IP层安全。

5.增加对服务质量的支持，特别要支持实时通信。

6.通过定义范围来实现多点播送。

7.支持即插即用，主机可以不改变地址即可实现漫游。

8.协议具有良好的可扩展性。

9.允许新旧协议共同存在一些年。

为了找到符合所有这些需求的协议，IETF在RFC 1550中发表了一个寻求提议和讨论的声明。到1992年12月止，Internet为下一代IP提出了共7个重要提议。它们从对IP作较小的修改到完全舍弃旧IP而用新协议取而代之的都有。这其中有三个提议通过多次讨论和修改一起合并成为增强的简单因特网协议SIPP(Simple Internet Protocol Plus)。SIPP即采用64位的IP地址，在高性能网如ATM和低带宽网如无线网中皆运行良好。到1993年9月，增强的简单因特网协议SIPP被选中作为下一代IP-Ipng开发的基础并将之命名为IPV6。IETF组成一个特定的工作组IPNGWG来对其进行研究和标准化。到1994年11月，由IETF提出并由IESG审核通过了“对下一代IP协议的建议”。这个建议是IPV6开发的纲领，IPNGWG工作组及其它因特网团体就是遵循这个提议标准对IPV6进行研究和实现的。

IPV6协议的研究起源于20世纪90年代，该协议是IETF在比较多种Ipng方案的基础上，最后以“简单互联网协议增强(SIPP)”为基础加以改进而形成的。IPV6协议最初的草案是1995年由Cisco公司的Steve Deering和Nokia公司的Robert Hinden起草完成的(即RFC2460)。1998年，IETF对RFC2460进行了较大改进，形成了现有的RFC2460(1998版)。IPV6的其他标准也陆续由IETF的相关工作组制定出来。经过多年的努力，IETF已经制定出100多项有关IPV6协议的RFC。到1998年夏末为止，新的IPV6RFC获准发表。其中尤其值得注意的是，RFC2373(IPV6的寻址体系结构)替换了RFC1883，RFC2374(一种可聚合全球单播地址格式的IPV6)替换了RFC2073。其他允许发表的新的RFC描述了ICMPv6和IPV6中的邻居发现和无状态自动配置。

IPV6相比IPV4有巨大的优势，总结起来有以下几点:

一、扩展了路由和寻址的能力：

IPV6把IP地址由32位增加到128位，从而能够支持更大的地址空间，估计在地球表面每平米有4*10^18个IPV6地址，使IP地址在可预见的将来不会用完。

IPV6地址的编码采用类似于CIDR的分层分级结构，如同电话号码。简化了路由，加快了路由速度。

在多点传播地址中增加了一个“范围”域，从而使多点传播不仅仅局限在子网内，可以横跨不同的子网，不同的局域网。

二、报头格式的简化：

IPv 4报头格式中一些冗余的域或被丢弃或被列为扩展报头，从而降低了包处理和报头带宽的开销。虽然IPV6的地址是IPV4地址的4倍。但报头只有它的2倍大。

三、对可选项更大的支持：

IPV6的可选项不放入报头，而是放在一个个独立的扩展头部。如果不指定路由器不会打开处理扩展头部.这大大改变了路由性能。IPV6放宽了对可选项长度的严格要求(IPV4的可选项总长最多为40字节)，并可根据需要随时引入新选项。IPV6的很多新的特点就是由选项来提供的，如对IP层安全(IPSEC)的支持，对巨报(jumbogram)的支持以及对IP层漫游(Mobile-IP)的支持等。

四、QoS的功能：

因特网不仅可以提供各种信息，缩短人们的距离.还可以进行网上娱乐。网上VOD现正被商家炒得热火朝天，而大多还只是准VOD的水平，且只能在局域网上实现，因特网上的VOD都很不理想.问题在于IPV4的报头虽然有服务类型的字段，实际上现在的路由器实现中都忽略了这一字段。在IPV6的头部，有两个相应的优先权和流标识字段，允许把数据报指定为某一信息流的组成部分，并可对这些数据报进行流量控制。如对于实时通信即使所有分组都丢失也要保持恒速，所以优先权最高，而一个新闻分组延迟几秒钟也没什么感觉，所以其优先权较低。IPV6指定这两字段是每一IPV6节点都必须实现的。

五、身份验证和保密：

在IPV6中加入了关于身份验证、数据一致性和保密性的内容。

虽然IPV6具有种种优势，但是IPV6有一个致命的缺点，就是IPV6和IPV6是互不兼容的协议，这就导致了IPV6网络不能接入IPV4网络，给IPV6的推广商用带来了困难。

本发明提出了一种可以在IPV4网络中传输IPV6数据的方法，可以将互联网中一个个的IPV6信息孤岛通过IPV4网络联通起来，从而达到了IPV6和IPV4网络互联互通的目的，完美解决了IPV4和IPV6不兼容带来的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种在IPV4网络中透传IPV6数据包的方法，实现了IPV6终端在IPV4网络中通信的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种在IPV4网络中透传IPV6数据包的方法，包括以下步骤：

步骤S101，IPV6数据包发送终端向IPV6数据包接收终端发送IPV6数据包，该数据包为标准IPV6格式；

步骤S102，数据包到达发送方转换路由，发送方转换路由判断下一跳路由是否IPV6网络，如果下一跳是IPV6网络，进入步骤S103，否则进入步骤S104；

步骤S103，发送方转换路由直接转发IPV6数据到下一跳路由；

步骤S104，发送方转换路由将IPV6数据包拆分，并添加IPV4数据包头，组装为IPV4数据包，此处的IPV4数据包为符合互联网协议的标准IPV4数据包，进入步骤S105；

步骤S105，发送方转换路将组装后的IPV4数据包转发进IPV4网络，进入步骤S106；

步骤S106，IPV4网络将组装的IPV4数据包转发至接收方转换路由，进入步骤S107；

步骤S107,接收方转换路由判断下一跳是否为IPV6网络，如果下一跳不是IPV6网络，进入步骤S108，否则进入步骤S109；

步骤S108，发送方转换路由直接转发IPV6数据到下一跳路由；

步骤S109，接收方转换路由将IPV4数据包中的数据提取出来，重组为IPV6数据包，此处IPV6数据包为符合IPV6协议的标准IPV6数据包，进入步骤S110；

步骤S110，接收方转换路由将重组的IPV6数据包发送给IPV6数据包接收终端，进入步骤S111；

步骤S111，IPV6数据包接收终端收到IPV6数据包。

本发明的有益效果：

本发明提出了一种可以在IPV4网络中传输IPV6数据的方法，可以将互联网中一个个的IPV6信息孤岛通过IPV4网络联通起来，从而达到了IPV6和IPV4网络互联互通的目的，完美解决了IPV4和IPV6不兼容带来的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明的适用环境示意图。

图2是本发明的方法流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种在IPV4网络中透传IPV6数据包的方法，实现了IPV6终端在IPV4网络中通信的问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，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做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。

本发明提供了一种在IPV4网络中透传IPV6数据包的方法，如图1所示，为本发明的适用环境示意图，包括IPV6终端A、转换路由A、IPV4网、转换路由B、IPV6终端B。

其中所述的IPV6终端A和转换路由A直接相连或者通过IPV6网络连接，所述的转换路由A和IPV4网直接相连，所述的IPV4网和转换路由B直接相连，所述的转换路由B和IPV6终端B直接相连或者通过IPV6网络连接。

如图2所示，本发明具体包含如下步骤：

步骤S101，IPV6终端A向IPV6终端B发送IPV6数据包，该数据包为标准IPV6格式；

步骤S102，数据包到达转换路由A，转换路由A判断下一跳路由是否IPV6网络，如果下一跳是IPV6网络，进入步骤S103，否则进入步骤S104；

步骤S103，转换路由A直接转发IPV6数据到下一跳路由；

步骤S104，转换路由A将IPV6数据包拆分，并添加IPV4数据包头，组装为IPV4数据包，此处的IPV4数据包为符合互联网协议的标准IPV4数据包，进入步骤S105；

步骤S105，转换路由器A将组装后的IPV4数据包转发进IPV4网络，进入步骤S106；

步骤S106，IPV4网络将组装的IPV4数据包转发至转换路由B，进入步骤S107；

步骤S107,转换路由B判断下一跳是否为IPV6网络，如果下一跳不是IPV6网络，进入步骤S108，否则进入步骤S109；

步骤S108，转换路由A直接转发IPV6数据到下一跳路由；

步骤S109，转换路由B将IPV4数据包中的数据提取出来，重组为IPV6数据包，此处IPV6数据包为符合IPV6协议的标准IPV6数据包，进入步骤S110；

步骤S110，转换路由B将重组的IPV6数据包发送给IPV6终端B，进入步骤S111；

步骤S111，IPV6终端B收到IPV6数据包。

本发明提出了一种可以在IPV4网络中传输IPV6数据的方法，可以将互联网中一个个的IPV6信息孤岛通过IPV4网络联通起来，从而达到了IPV6和IPV4网络互联互通的目的，完美解决了IPV4和IPV6不兼容带来的问题。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。