CN101026547A - 一种将Intranet中的IPv6主机接入全球IPv6网络的方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种穿越Intranet中的IPv4 HTTP代理服务器的方法及***，它通过内网隧道代理和公网隧道代理的配合建立起一条虚拟隧道，从而将IPv4 Intranet中的IPv6主机接入全球IPv6网络。在本发明的方法及***中，位于Intranet中的内网隧道代理，对于Intranet中的IPv6主机表现为一个IPv6路由器，但是在转发IPv6分组前先将其封装成HTTP Request报文，再通过HTTP代理服务器将其发送到公网隧道代理上。公网隧道代理是一个特殊的6to4中继路由器，它从和IPv4网络相连的接口接收HTTP Request报文，解封装出IPv6分组，再将其通过和IPv6网络相连的接口发送出去。利用本发明的方法使位于IPv4 HTTP代理服务器后面的IPv6主机能够无缝地连接到全球IPv6网络中，而且内网隧道代理和公网隧道代理对Intranet和全球IPv6网络中的IPv6主机都是透明的。

Description

一种将Intranet中的IPv6主机接入全球IPv6网络的方法及***

技术领域

本发明涉及网络隧道技术，特别涉及一种穿越IPv4 HTTP代理服务器建立虚拟隧道将Intranet(企业内部互联网)中的IPv6主机接入全球IPv6网络的方法。

背景技术

虽然IPv6天生就具备了IPv4所不具备的众多优点，如超大的地址空间、地址自动配置能力、良好的移动性支持等等，但是对于ISP和终端用户来说，除非有足够的理由(如基于IPv6的“杀手级应用”)迫使他们不得不迁移到IPv6，否则他们还会大量地使用现有的IPv4网络。也就是说，在相当长的一段时间内，Internet(国际互联网)上将维持着IPv4网络和IPv6网络共存的局面。所以，如何保证这两种网络的互操作性将是一个长期的课题。在目前所使用的过渡机制中，隧道技术、特别是自动隧道技术因其配置简单而且能够维持主机之间端到端的通信能力而得到了广泛的使用。简单来说，隧道技术就是将IPv6分组封装在IPv4分组中，利用IPv4的基础设施从一个端点传送到另一个端点。只要这两个端点都理解分组封装的格式，IPv6分组就能够穿越IPv4核心网，将两个IPv6“孤岛”连接起来。

当前流行的隧道技术，每一种都有其特定的应用场景。比如，6over4使用兼容IPv4的IPv6地址，它要求主机必须是双栈的，并且拥有一个全局唯一的IPv4地址。6to4使用IANA分配的一个前缀2002:V4ADDR::/48使得Intranet中的IPv6主机可以互连起来，同时6to4主机也可以通过6to4路由器和Internet中的6to4中继路由器连接到全球IPv6网络。微软提出的Teredo是为NAT后面的IPv6主机设计的，它使得这些主机可以穿越多层NAT连接到全球IPv6网络，但是其技术较为复杂，并且需要Teredo服务器和Teredo中继器的支持。ISATAP则使得Intranet中的IPv6主机不需要特别配置、甚至不需要IPv6路由器就能够直接互连，同时也可以通过ISATAP路由器接入全球IPv6网络。

上面这些隧道技术，特别是6to4和ISATAP，都比较容易配置，并且已经得到了大部分主流操作***的支持，但是其应用场景却不符合现存的大量企事业单位的Intranet的现状。这些Intranet的基本特点是，内部使用私有IP地址，不启用NAT，内部主机连接到Internet的唯一途径是通过HTTP代理服务器。这就使得6to4路由器和ISATAP路由器无法部署起来，因为它们都需要一个全局IPv4地址和一条直接到达Internet的连接。要使这种Intranet中的IPv6主机连接到Internet中，并且不影响当前已经部署好了的、成熟的基础设施，就必须用一定的方法使IPv6分组能够穿越Intranet中的HTTP代理服务器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种穿越HTTP代理服务器将Intranet中的IPv6主机接入全球IPv6网络的方法，使位于IPv4 HTTP代理服务器后面的IPv6主机能够无缝地连接到全球IPv6网络。

为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种将Intranet中的IPv6主机接入全球IPv6网络的方法，用于穿越Intranet中的IPv4 HTTP代理服务器建立Intranet中的IPv6主机与全球IPv6网络间的虚拟隧道，其中，包括：

步骤a，在Intranet中的IPv6主机与IPv4 HTTP代理服务器间设置一内网隧道代理及在IPv4 HTTP代理服务器与全球IPv6网络间设置一可同时连接到IPv4 Internet和IPv6 Internet上的公网隧道代理；

步骤b，所述内网隧道代理将IPv6分组封装成HTTP请求报文，然后再通过HTTP代理服务器将所述HTTP请求报文发送到所述公网隧道代理上；

步骤c，所述公网隧道代理从其与IPv4网络的接口接收所述HTTP请求报文，从所述HTTP请求报文中解封装出IPv6分组，并将IPv6分组通过所述公网隧道代理与IPv6网络的接口发送到全球IPv6网络中的相应主机上。

所述的方法，其中，所述步骤a进一步包括：

步骤a1，内网隧道代理利用IPv4 HTTP代理服务器的地址构造出一个IPv6地址前缀，并将其发布给Intranet中的IPv6主机；

步骤a2，所述Intranet中的IPv6主机根据所述前缀和自己的接口ID获得一全局唯一的IPv6地址。

所述的方法，其中，在所述步骤b中进一步包括所述内网隧道代理通过TCP连接将所述HTTP请求报文发送到HTTP代理服务器的步骤。

所述的方法，其中，所述步骤c进一步包括；

步骤c1，所述公网隧道代理将从所述HTTP请求报文中解封装出的IPv6分组按6to4的格式重新封装到IPv4分组中；

步骤c2，所述公网隧道代理的IPv4协议栈的接收接口按6to4流程将所述IPv4分组进行再一次解封装成IPv6分组后经IPv6路由过程转发到所述全球IPv6网络中的相应主机上。

所述的方法，其中，在所述步骤c之后进一步包括：

步骤d，所述全球IPv6网络中的主机发出一响应分组；

步骤e，所述公网隧道代理将所述响应分组封装成HTTP响应报文通过HTTP代理服务器发送到所述内网隧道代理；

步骤f，所述内网隧道代理将所述HTTP响应报文解封装成IPv6分组后发送到所述Intranet中的IPv6主机上。

所述的方法，其中，所述内网隧道代理是一IPv4/IPv6双栈主机，其只有私有的IPv4地址。

所述的方法，其中，所述外网隧道代理是一6to4中继路由器，其具有全局IPv4地址，可以与IPv4 Internet中的任何其它主机直接建立连接，同时其也连接到了所述全球IPv6网络中。

所述的方法，其中，所述Intranet中的IPv6主机具有标准的6to4地址前缀。

所述的方法，其中，所述内网隧道代理和/或所述公网隧道代理在其数据链路层上面设置有分组筛选器，用于当分组满足一定条件时将其截获并作处理。

所述的方法，其中，所述内网隧道代理和/或所述公网隧道代理进一步包括分组处理器，用于为所述内网隧道代理和/或所述公网隧道代理上设置的分组筛选器处理数据。

本发明还提供了一种将Intranet中的IPv6主机接入全球IPv6网络的***，用于穿越Intranet中的IPv4 HTTP代理服务器建立Intranet中的IPv6主机与全球IPv6网络间的虚拟隧道，其中，包括：

一内网隧道代理，设置在Intranet中的IPv6主机与IPv4 HTTP代理服务器之间；

一公网隧道代理，设置在IPv4 HTTP代理服务器与全球IPv6网络之间，可同时连接到IPv4 Internet和IPv6 Internet上；

其中，所述内网隧道代理用于将IPv6分组封装成HTTP请求报文，并通过HTTP代理服务器将所述HTTP请求报文发送到所述公网隧道代理上；所述公网隧道代理用于从其与IPv4网络的接口接收所述HTTP请求报文，从所述HTTP请求报文中解封装出IPv6分组，并将IPv6分组通过所述公网隧道代理与IPv6网络的接口发送到全球IPv6网络中的主机上。

所述的***，其中，所述内网隧道代理是一IPv4/IPv6双栈主机，其只有私有的IPv4地址；和/或所述外网隧道代理是一6to4中继路由器，其具有全局IPv4地址，可以与IPv4 Internet中的任何其它主机直接建立连接，同时其也连接到了所述全球IPv6网络中；和/或所述Intranet中的IPv6主机具有标准的6to4地址前缀。

所述的***，其中，所述内网隧道代理和/或所述公网隧道代理在其数据链路层上面设置有分组筛选器，用于当分组满足一定条件时将其截获并作处理。

所述的***，其中，所述内网隧道代理和/或所述公网隧道代理进一步包括分组处理器，用于为所述内网隧道代理和/或所述公网隧道代理上设置的分组筛选器处理数据。

本发明的核心思想在于：位于Intranet中的内网隧道代理，对于Intranet中的IPv6主机表现为一个IPv6路由器，但是在转发IPv6分组前先将其封装成HTTP Request报文，再通过HTTP代理服务器将其发送到公网隧道代理上。公网隧道代理是一个特殊的6to4中继路由器，它从和IPv4网络相连的接口接收HTTP Request报文，解封装出IPv6分组，再将其通过和IPv6网络相连的接口发送出去。

利用本发明的方法及***可完成穿越IPv4 HTTP代理服务器建立虚拟双向隧道。通过内网隧道代理和公网隧道代理的配合来完成虚拟隧道的建立，使位于IPv4 HTTP代理服务器后面的IPv6主机能够无缝地连接到全球IPv6网络中，而且内网隧道代理和公网隧道代理对Intranet和全球IPv6网络中的IPv6主机都是透明的。在整个过程中，Intranet中的IPv6主机感知不到所有的封装和解封装过程，HTTP代理服务器感知不到HTTP Request/Response报文中的IPv6分组，6to4中继服务器则以为HTTP代理服务器是一个位于Intranet中的6to4路由器。

附图说明

图1是应用本发明一实施例的方法进行组网的示意图；

其中，附图标记如下：

001-IPv6主机A；

002-内网隧道代理；

003-IPv4 HTTP代理服务器；

004-IPv4 Intranet(IPv4企业内部互联网)；

005-IPv4 Internet(IPv4国际互联网)；

006-公网隧道代理；

007-IPv6 Internet(IPv6国际互联网)；

008-IPv6主机B；

100、101、200、201、300、301、400、401、500、501、600、601-箭头，用于表示分组流动的方向和过程。

具体实施方式

本发明公开了一种穿越HTTP代理服务器，通过内网隧道代理和公网隧道代理的配合将IPv4 Intranet中的IPv6主机接入IPv6 Internet的方法。本发明方法的实施包括如下步骤：

Intranet中的IPv6主机启动后通过邻居发现机制找到路由器即内网隧道代理，同时获得6to4前缀，形成自己的IPv6地址。这个地址是全局唯一的。其中，Intranet中的IPv6主机具有标准的6to4地址前缀，即2002:V4ADDR::/48，其中V4ADDR是HTTP代理服务器的全局IPv4地址。这个前缀包含在内网隧道代理的路由器通告报文中，不需要由IPv6主机进行配置。IPv6主机也不需要做任何关于隧道的配置。内网隧道代理也位于Intranet内，它是一个IPv4/IPv6双栈主机，其IPv4地址是一个私有地址。

当Intranet中的IPv6主机需要访问全球IPv6网络中的其它主机时，它将IPv6分组发送到内网隧道代理上。内网隧道代理在链路层设置了一个分组筛选器，它将这些分组截获并交给位于应用层的一个特殊的分组处理器进行处理。分组处理器维护着一条到Intranet中的HTTP代理服务器的TCP连接，它将这些待转发的IPv6分组封装成HTTP Request报文，URL中的地址是公网隧道代理的IPv4地址，并通过这条TCP连接发送出去。

Intranet中的HTTP代理服务器具有至少一个私有IPv4地址和一个全局IPv4地址，它接收内网隧道代理发送过来的HTTP Request报文并将其转发到IPv4 Internet上。

这些HTTP Request报文最终被发送到公网隧道代理上。公网隧道代理是一个特殊的6to4中继路由器。和一般的6to4中继路由器不同的是，它具有一个位于链路层的分组筛选器和一个位于应用层的分组处理器。分组处理器在80端口监听所有来自IPv4网络的Web连接，它收到这些特殊的HTTP Request报文后，首先解封装出这些报文中的IPv6分组，然后将其重新封装为IPv4分组，其中IPv4源地址为HTTP代理服务器的全局IPv4地址，目的地址为6to4中继路由器的IPv4地址。这些IPv4分组被送到分组筛选器，由它递交给IPv4协议栈的接收接口，然后按正常的6to4流程被再一次解封装后转发到全球IPv6网络的目的主机上。

从全球IPv6网络中的主机到Intranet中的IPv6主机的分组经过IPv6网络中路由器的一次或多次转发后到了公网隧道代理上。公网隧道代理按正常的6to4流程将这些分组封装成IPv4分组，其中源地址为自身的IPv4地址，目的地址为HTTP代理服务器的IPv4地址，并将这些分组通过IPv4协议栈的接口发送出去。但是，在链路层，这些分组被分组筛选器截获并交给分组处理器。分组处理器首先解封装出IPv6分组，然后再将其重新封装成HTTP Response报文，发送到先前由Intranet的HTTP代理服务器所建立的TCP连接上。

Intranet的HTTP代理服务器将这些HTTP Response报文发送到内网隧道代理上。

内网隧道代理的分组处理器收到这些HTTP Response报文后，将其解封装成IPv6分组，然后交给分组筛选器，由它将这些分组递交给IPv6协议栈的发送接口，发送到Intranet中相应的IPv6目的主机上。

通过以上的步骤完成了虚拟双向隧道的建立。在整个过程中，Intranet中的IPv6主机感知不到所有的封装和解封装过程，HTTP代理服务器感知不到HTTP Request/Response报文中的IPv6分组，6to4中继服务器则以为HTTP代理服务器是一个位于Intranet中的6to4路由器。

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：

图1是应用本发明一实施例的方法进行组网的示意图。在图1所示组网包括：IPv4 Intranet 004，该Intranet中的一个IPv6主机A001；内网隧道代理002，它是一个IPv4/IPv6双栈主机，充当主机A的路由器；Intranet中的IPv4HTTP代理服务器003，Intranet中的所有主机都只能通过它连接到Internet中；IPv4 Internet 005，所有具有全局IPv4地址的主机都连接到该网络上；公网隧道代理006，它可以同时连接到IPv4 Internet和IPv6 Internet上；在实现上它表现为一个特殊的6to4中继服务器；IPv6 Internet 007，该网络中的所有主机都是IPv6主机或者IPv4/IPv6双栈主机，路由器只转发IPv6分组；IPv6 Internet上的IPv6主机B008。在本示意图中，Intranet中的IPv6主机A001中的应用程序希望跟IPv6 Internet上的IPv6主机B中的应用程序建立连接。图中用箭头100、101、200、201、300、301、400、401、500、501、600、601表示分组流动的方向和过程。

根据图1，做如下符号定义：用IPv6_001表示IPv4 Intranet中的主机001的IPv6地址；用IPv4_002和IPv6_002分别表示IPv4 Intranet中的内网隧道代理002的IPv4地址和IPv6地址；用IPv4_003表示IPv4 Intranet中的HTTP代理服务器003的IPv4地址；用IPv4_006和IPv6_006分别表示公网隧道代理006的IPv4地址和IPv6地址；用IPv6_008表示IPv6 Internet中的主机008的IPv6地址。

IPv6主机A001启动后，通过IPv6正常的邻居发现机制找到IPv6路由器，即内网隧道代理002，并把它加入缺省路由项。内网隧道代理002利用IPv4_003构造出一个IPv6地址前缀2002:IPv4_003::/48，并将其发布给主机001，主机001将该前缀和自己的接口ID组合在一起后获得一个全局唯一的IPv6地址。

当主机001中的应用程序希望连接到主机008时，它在箭头100表示的方向给内网隧道代理002发出一个IPv6分组，请求转发。该分组的源地址是主机001的IPv6地址IPv6_001，目的地址是主机008的IPv6地址IPv6_008。内网隧道代理002维护着一条到代理服务器003的TCP连接，当它收到主机001的IPv6分组时，它将该分组封装成HTTP Request报文，然后把这个报文通过前面所说的TCP连接从200方向发送给代理服务器003。在该HTTP报文的头部中，内网隧道代理002使用HTTP协议的POST命令。原始的IPv6分组则以一种自定义的MIME类型封装在报文正文中。

代理服务器003感知不到隧道的存在。它按照正常的HTTP代理服务流程，将内网隧道代理002请求转发的HTTP Request报文经过如箭头300和400等所示的IPv4路由过程发送给公网隧道代理006。

公网隧道代理006是一个特殊的6to4中继路由器，它在80端口启动HTTP服务器监听传入的Web连接。当它收到HTTP代理服务器003发过来的HTTPRequest报文后，它首先解封装出该报文中的IPv6分组，然后按照6to4的格式将其重新封装到IPv4分组中。重新封装后，分组中的IPv4源地址变成代理服务器003的全局IPv4地址即IPv4_003，目的地址则变成中继路由器006本身的IPv4地址即IPv4_006。这个分组被重新递交给中继路由器006的IPv4协议栈的接收接口，然后按正常的6to4流程被再一次解封装后经过500和600等IPv6路由过程转发到IPv6主机008上。

IPv6主机008处理完来自IPv6主机001的这个分组之后，向它发出一个响应分组。该分组经过箭头601和501等表示的IPv6路由过程后到达公网隧道代理006。公网隧道代理006先按正常的6to4流程将该分组封装成IPv4分组，其中源地址为IPv4_006，目的地址为IPv4_003，并将这些分组通过IPv4协议栈的接口发送出去。但是，在链路层，该分组被解封装后再重新封装成HTTP Response报文，经箭头401和301等表示的IPv4路由过程发送回HTTP代理服务器003。

HTTP代理服务器003认为它收到的HTTP Response报文就是对先前的HTTP Request报文的响应，于是它按照正常的代理服务流程在201方向将该报文发送给内网隧道代理002。

内网隧道代理002将HTTP Response报文解封装成IPv6分组，然后利用其IPv6协议栈接口，从箭头101表示的方向将该分组发送到IPv6主机001上。

通过以上过程，就建立了一条连接IPv6主机001和IPv6主机008的虚拟双向隧道。

本发明实现了一种穿越HTTP代理服务器，通过内网隧道代理和公网隧道代理的配合将IPv4 Intranet中的IPv6主机接入IPv6 Internet的方法。本发明所提出的方法的优点是符合大多数Intranet利用HTTP代理服务器接入Internet的现状，不需要改变Intranet中现有的任何基础设施，并且隧道的建立对Intranet中的IPv6主机完全透明。利用本发明所提供的方法，一个大型IPv4 Intranet中的IPv6子网可以轻松地连接到全球IPv6网络中。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (14)

1、一种将Intranet中的IPv6主机接入全球IPv6网络的方法，用于穿越Intranet中的IPv4 HTTP代理服务器建立Intranet中的IPv6主机与全球IPv6网络间的虚拟隧道，其特征在于，包括：

步骤a，在Intranet中的IPv6主机与IPv4 HTTP代理服务器间设置一内网隧道代理及在IPv4 HTTP代理服务器与全球IPv6网络间设置一可同时连接到IPv4 Internet和IPv6 Internet上的公网隧道代理；

步骤b，所述内网隧道代理将IPv6分组封装成HTTP请求报文，然后再通过HTTP代理服务器将所述HTTP请求报文发送到所述公网隧道代理上；

步骤c，所述公网隧道代理从其与IPv4网络的接口接收所述HTTP请求报文，从所述HTTP请求报文中解封装出IPv6分组，并将IPv6分组通过所述公网隧道代理与IPv6网络的接口发送到全球IPv6网络中的相应主机上。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a进一步包括：

步骤a1，内网隧道代理利用IPv4 HTTP代理服务器的地址构造出一个IPv6地址前缀，并将其发布给Intranet中的IPv6主机；

步骤a2，所述Intranet中的IPv6主机根据所述前缀和自己的接口ID获得一全局唯一的IPv6地址。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤b中进一步包括所述内网隧道代理通过TCP连接将所述HTTP请求报文发送到HTTP代理服务器的步骤。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤c进一步包括；

步骤c1，所述公网隧道代理将从所述HTTP请求报文中解封装出的IPv6分组按6to4的格式重新封装到IPv4分组中；

步骤c2，所述公网隧道代理的IPv4协议栈的接收接口按6to4流程将所述IPv4分组进行再一次解封装成IPv6分组后经IPv6路由过程转发到所述全球IPv6网络中的相应主机上。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤c之后进一步包括：

步骤d，所述全球IPv6网络中的主机发出一响应分组；

步骤e，所述公网隧道代理将所述响应分组封装成HTTP响应报文通过HTTP代理服务器发送到所述内网隧道代理；

步骤f，所述内网隧道代理将所述HTTP响应报文解封装成IPv6分组后发送到所述Intranet中的IPv6主机上。

6、根据权利要求1-5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述内网隧道代理是一IPv4/IPv6双栈主机，其只有私有的IPv4地址。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述外网隧道代理是一6to4中继路由器，其具有全局IPv4地址，可以与IPv4 Internet中的任何其它主机直接建立连接，同时其也连接到了所述全球IPv6网络中。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述Intranet中的IPv6主机具有标准的6to4地址前缀。

9、根据权利要求1-5、7-8中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述内网隧道代理和/或所述公网隧道代理在其数据链路层上面设置有分组筛选器，用于当分组满足一定条件时将其截获并作处理。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述内网隧道代理和/或所述公网隧道代理进一步包括分组处理器，用于为所述内网隧道代理和/或所述公网隧道代理上设置的分组筛选器处理数据。

11、一种利用权利要求1所述的方法将Intranet中的IPv6主机接入全球IPv6网络的***，用于穿越Intranet中的IPv4 HTTP代理服务器建立Intranet中的IPv6主机与全球IPv6网络间的虚拟隧道，其特征在于，包括：

一内网隧道代理，设置在Intranet中的IPv6主机与IPv4 HTTP代理服务器之间；

一公网隧道代理，设置在IPv4 HTTP代理服务器与全球IPv6网络之间，可同时连接到IPv4 Internet和IPv6 Internet上；

其中，所述内网隧道代理用于将IPv6分组封装成HTTP请求报文，并通过HTTP代理服务器将所述HTTP请求报文发送到所述公网隧道代理上；所述公网隧道代理用于从其与IPv4网络的接口接收所述HTTP请求报文，从所述HTTP请求报文中解封装出IPv6分组，并将IPv6分组通过所述公网隧道代理与IPv6网络的接口发送到全球IPv6网络中的主机上。

12、根据权利要求11所述的***，其特征在于，所述内网隧道代理是一IPv4/IPv6双栈主机，其只有私有的IPv4地址；和/或所述外网隧道代理是一6to4中继路由器，其具有全局IPv4地址，可以与IPv4 Internet中的任何其它主机直接建立连接，同时其也连接到了所述全球IPv6网络中；和/或所述Intranet中的IPv6主机具有标准的6to4地址前缀。

13、根据权利要求11或12中任一权利要求所述的***，其特征在于，所述内网隧道代理和/或所述公网隧道代理在其数据链路层上面设置有分组筛选器，用于当分组满足一定条件时将其截获并作处理。

14、根据权利要求13所述的***，其特征在于，所述内网隧道代理和/或所述公网隧道代理进一步包括分组处理器，用于为所述内网隧道代理和/或所述公网隧道代理上设置的分组筛选器处理数据。

Images