CN1505346A

CN1505346A - 处理私有网路经ip切割的封包的闸道器***及方法

Info

Publication number: CN1505346A
Application number: CNA021543976A
Authority: CN
Inventors: ־; 林军鼐
Original assignee: Institute for Information Industry
Current assignee: Institute for Information Industry
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2002-12-04
Publication date: 2004-06-16
Anticipated expiration: 2022-12-04
Also published as: CN1241369C

Abstract

处理私有网路经IP切割的封包的闸道器***及方法，当一闸道器由私有网路收到一资料流经IP切割的第一封包时，依一般NAPT转换规则处理，将封包的相关资料、转换的闸道器地址及转换后的来源接口记录至一NAPT表格的一NAPT项目录至一切割表格的一切割项目中，及将封包上的IP识别变更为对应封包的切割表格的切割项目的索引值；当同一组经IP切割的其他封包经过闸道器时，以封包上的资料来查询封包切割表格，以找出对应的切割项目，由切割项目所记录的NAPT索引值，撷取NAPT表格的对应NAPT项目，依据该NAPT项目记录，将封包来源地址转换为闸道器地址及将封包的IP识别变更为对应封包的切割表格的切割项目的索引值。

Description

处理私有网路经IP切割的封包的闸道器***及方法

技术领域

本发明是关于闸道器传递经IP切割的封包的技术，尤指一种处理私有网路经IP切割的封包的闸道器***及方法。

背景技术

一般在IP网路中，当一封包送到IP层时，若其封包长度大于最大传递单元(Maximum Transmission Unit，MTU)时，必须经过IP切割(IPFragmentation)后方能透过介面传递，图1A显示一封包经过IP切割后所形成的三个IP封包，图1B显示该三个IP封包的识别栏位(Identification)、及来源位置栏位(Source Address)为相同的值，以表示该三个IP封包是由同一封包经过IP切割而获得，而旗标栏位(Flags)中的MF(More Fragments)比特为“1”表该IP封包还有后续同一组被切割的IP封包，为“0”表该IP封包并无后续同一组被切割的IP封包，切割位移栏位(Fragment Offset)表该IP封包资料在该未经IP切割的封包内的位移，经切割后的一组封包中的第一IP封包的切割位移栏位为0，故由上述的栏位值，目的端的机器便能顺利地重组该封包。

由于网际网路上的机器迅速增加，合法的IP地址不敷使用，故一般在私有网路与网际网路之间是使用一NAPT闸道器(NAPT Gateway)来进行地址的转换，其在进行封包绕送时是采用NAPT(Network Addressand Port Translation)转换方式，来让私有网路中的多台机器共享一个合法的IP地址，然而，某些NAPT闸道器无法正确处理由私有网路送出经过IP切割的封包，或是当私有网路中的两台机器刚好同时送出经IP切割的封包具有相同的识别栏位(Identification)及目的地址时，由图2显示一位于私有网路的第一机器10欲传送一经过IP切割后所形的三个IP封包至第三机器30，该三个IP封包有相同的识别栏位(Identification)及来源地址栏位(Source Address)的值，以表示该三个IP封包是由同一封包经过IP切割而获得，而经由该NAPT闸道器50绕送该三个IP封包时，当该闸道器收到被IP切割的第一封包时，依一般NAPT转换规则处理，而将该封包的来源地址、来源接口、目的地址、目的接口、转换的闸道器合法地址及转换的来源接口予以记录至一NAPT表格的一NAPT项目中，将该封包的来源地址予以转换为该闸道器地址并转换来源接口。

然而，同时若有另一位于该私有网路的第二机器20欲传送一组经IP切割的封包至第三机器30，该组封包的识别栏位(Identification)是由该第二机器20所指定，若其识别栏位值恰巧与第一机器10欲传送至第三机器30的封包的识别栏位相同值时，经由该NAPT闸道器转换后，该组封包的IP标头(IP Header)将具有与机器10送出那组经IP切割的封包相同的来源位置栏位值及识别栏位值，该目的端的第三机器30将无法分辨机器10及机器20二者送出经IP切割的封包，做出正确的重组，亦无法对该第一机器10及第二机器20做出正确的反应，导致目的端机器在收到封包时会产生混淆而无法正确处理的情形，此时会产生问题，因此，故现有NAPT闸道器的设计实有予以改进的必要。

发明人爰因于此，本于积极发明的精神，亟思一种可以解决上述问题的“处理私有网路经IP切割的封包的闸道器***及方法”，几经研究实验终至完成此项发明。

发明内容

本发明的主要自的是在提供一种处理私有网路经IP切割的封包的闸道器***及方法，能解决前述现有技术的各种无法正确处理经IP切割的封包的缺点，及由私有网路的二机器同时发送具有相同识别栏位值的IP切割封包的问题。

依据本发明的一特色，是提出一种处理私有网路经IP切割的封包的闸道器***及方法，是能解决由私有网路的机器传递经IP切割封包到网际网路的问题，及由私有网路的二机器同时发送经IP切割且IP标头(IPHeader)具有相同识别栏位值的封包组到网际网路同一机器的问题，该方法其包括下述步骤：(A)当该闸道器收到由私有网路传来某一组被IP切割的第一封包时，依一般NAPT转换规则处理，而将该封包的来源地址、来源接口、目的地址、目的接口、转换后的来源接口、及闸道器的合法地址予以记录至一NAPT表格的一NAPT项目中，并将该封包的来源地址、IP识别及该NAPT项目的索引予以记录至一切割表格的一切割项目中；(B)将该封包上的IP识别变更为对应该封包的切割表格的切割项目的索引值；(C)当同一组经IP切割的封包经过该闸道器时，以该封包上的来源地址、IP识别来查询该封包切割表格，以找出对应的切割项目，由该切割项目所记录的NAPT索引值，撷取该NAPT表格的对应NAPT项目，再依据该NAPT项目，将该封包的来源地址予以转换为该闸道器的合法地址；以及(D)将该封包上的IP识别变更为对应该封包的切割项目的索引值。

其中，于步骤(A)中，还将该封包的存取时间记录至该NAPT项目中。

其中还包含一步骤(E)以将新的存取时间写入该NAPT项目。

其中，于步骤(D)中，是将该封包上的IP识别变更为对应该封包的切割项目的索引值加上一固定值。

其中还包含一步骤(E)以当同一组经IP切割的最后一个封包经过该闸道器处理后，或是该闸道器逾时未收到同一组经IP切割的其他封包时，将该封包切割表格中对应的切割项目予以回收。

依据本发明的另一特色，是提出一种处理私有网路经IP切割的封包的闸道器***，是能解决由私有网路的机器传递经IP切割封包到网际网路的问题，及由私有网路的二机器同时发送经IP切割且IP标头(IPHeader)具有相同识别栏位值的封包组到网际网路同一机器的问题，其主要包括：位于私有网路中第一机器、第二机器及位于一网际网路的第三机器，该第一机器及第二机器可将欲透过网路传送至该第三机器的封包经IP切割为一组复数个封包后，再予以传送；以及，至少一在该私有网路与纲际网路之间的闸道器，以将由一资料流所传送来的该组被IP切割的复数个封包导向该第三机器；其中，当该闸道器收到某一组被IP切割的第一封包时，依一般NAPT转换规则处理，而将该封包的来源地址、来源接口、目的地址、目的接口、转换的闸道器合法地址及转换后来源接口予以记录至一NAPT表格的一NAPT项目中，并将该封包的来源地址、IP识别及该NAPT项目的索引予以记录至一切割表格的一切割项目中，并将该封包上的IP识别变更为对应该封包的切割项目的索引值；之后，当同一组经IP切割的封包经过该闸这器时，以该封包上的来源地址、、IP识别来查询该封包切割表格，以找出对应的切割项目，由该切割项目所记录的NAPT索引值，撷取该NAPT表格的对应NAPT项目，依据该NAPT项目，将该封包的来源地址予以转换为闸道器合法地址，以及将该封包上的IP识别变更为对应该封包的切割项目的索引值。

其中，当收到被IP切割的第一封包时，该闸道器亦将该封包的存取时间记录至该NAPT项目中。

其中，当同一组经IP切割的封包经过时，该闸道器亦将新的存取时间写入该切割项目。

其中，当同一组经IP切割的封包经过时，该闸道器是将该封包上的IP识别变更为对应该封包的切割项目的索引值加上一固定值。

其中，当同一组经IP切割的最后一个封包经过该闸道器处理后，或是该闸道器逾时未收到同一组经IP切割的其他封包时，该闸道器将该封包切割表格中对应的切割项目予以回收。

由于本发明构造新颖，能提供产业上利用，且确有增进功效，故依法申请发明专利。

附图说明

图1A是一资料封包经由IP切割的示意图；

图1B是一该IP切割后的封包组IP标头各栏位示意图；

图2是已知NAPT闸道器所可能产生问题的示意图；

图3是本发明闸道器传递经IP切割封包的方法的流程图；

图4是本发明传递方法中NAPT表格及切割表格的格式示意图；

图5是本发明传递方法的封包传送过程栏位转换示意图。

具体实施方式

有关本发明的处理私有网路经IP切割的封包的闸道器***及方法的一较佳实施例，请先参照图5所示的***运用架构图，其中包括位于一私有网路中第一机器10及第二机器20、在该私有网路与网际网路之间使用本发明的NAPT闸道器(NAPT Gateway)50及位于一网际网路的第三机器30，该第一机器10及第二机器20可将欲透过网路传送至该第三机器30的封包经IP切割(IP fragmentation)为一组复数个封包后，再予以传送，该NAPT闸道器50将由一资料流所传送来的该组被切割的复数个封包导向该第三机器30。

图3是显示该闸道器50传递经IP切割的封包方法的流程图，首先，于步骤S301中，该闸道器50判断是否一资料流收到一被IP切割的封包，如是则再判断该收到的封包是否为一被IP切割的封包组中的第一封包(步骤S302)，其中，如该封包的切割位移栏位(FragmentOffset)的值为0，且旗标(Flags)栏位中的MF(More Fragment)比特为1时，表该封包为该被IP切割的封包组中的第一封包，若切割位移栏位不为0时，则表该封包不是该被IP切割的封包组中的第一封包。

当步骤S302判定该封包为一被IP切割的封包组中的第一封包时，则执行步骤S303依一般NAPT转换规则处理，而将该封包的来源地址(Source Address)、来源接口(Source Port)、存取时间，转换的闸道器50的合法地址、转换后来源接口、目的地址、目的接口予以记录至一NAPT表格的一NAPT项目中，并于步骤S304将该封包的来源地址、IP识别、存取时间及该NAPT项目的索引予以记录至一切割表格的一切割项目中如图4所示。

于步骤S305将该封包上的IP识别变更为对应该封包的切割项目的索引值，该封包上的来源地址变更为该转换的闸道器50的地址，该封包上的来源接口变更为该转换后来源接口。

若于步骤S302中判定该封包不为一被IP切割的封包组中的第一封包时，则执行步骤S306以该封包上的来源地址、IP识别来查询该封包切割表格，以找出对应的切割项目，由该切割项目所记录的NAPT索引值，撷取该NAPT表格的对应NAPT项目，于步骤S307依据该NAPT项目，将该封包的来源地址予以转换为闸道器合法地址；于步骤S308将该封包上的IP识别变更为对应该封包的切割项目的索引值，并将新的存取时间写入该NAPT项目。

步骤S309判断该收到的封包是否为该被IP切割的封包组中的最后一个封包，其是以检视该封包的IP封包标头(IP haed)中的旗标(Flags)栏位的MF(More Fragments)比特，若该MF比特为“0”表该IP封包并无后续的IP封包而为最后一个封包，若步骤S309判定该收到的封包为该被IP切割的封包组中的最后一个封包时，则该闸道器50删除该组封包在切割表格的记录(步骤S310)，若步骤S309判定该收到的封包不为该被IP切割的封包组中的最后一个封包，则至步骤S301继续等待接收封包。

又当步骤S301判定没有收到封包时，如已逾一时间仍未收到同一组IP切割的其他封包(步骤S311)，则表示封包传递发生错误，故直接执行步骤S310，以删除该组封包在切割表格的记录。

图5是显示依据本发明的处理私有网路经IP切割的封包的闸道器的方法的封包传送过程示意图，在图5中第一机器10及第二机器20同时所传送经IP切割的封包其识别栏位的值相同，若由现有的NAPT闸道器传递该等封包至第三机器30时则会产生问题，然本发明的方法将第一机器10的识别栏位的值转成0001，第二机器20的识别栏位的值转成0002而传递至第三机器30时，则无上述的问题。

综上所述，本发明无论就目的、手段及功效，均异于现有技术的特征，为处理私有网路经IP切割的封包的闸道器的设计上的一大突破。惟应注意的是，上述诸多实施例仅是为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims

1.一种处理私有网路经IP切割的封包的闸道器的方法，其特征在于，主要包括下述步骤：

(A)当该闸道器收到被IP切割的第一封包时，依一般NAPT转换规则处理，而将该封包的来源地址、来源接口、目的地址、目的接口、转换的闸道器合法地址及转换后来源接口予以记录至一NAPT表格的一NAPT项目中，并将该封包的来源地址、IP识别及该NAPT项目的索引予以记录至一切割表格的一切割项目中；

(B)将该封包上的IP识别变更为对应该封包的切割项目的索引值；

(C)当同一组经IP切割的封包经过该闸道器时，以该封包上的来源地址、IP识别来查询该封包切割表格，以找出对应的切割项目，由该切割项目所记录的NAPT索引值，撷取该NAPT表格的对应NAPT项目，依据该NAPT项目，将该封包的来源地址予以转换为闸道器合法地址；以及

(D)将该封包上的IP识别变更为对应该封包的切割项目的索引值。

2.如权利要求1所述的处理私有网路经IP切割的封包的闸道器的方法，其特征在于，其中，于步骤(A)中，还将该封包的存取时间记录至该NAPT项目中。

3.如权利要求2所述的处理私有网路经IP切割的封包的闸道器的方法，其特征在于，其中还包含一步骤(E)以将新的存取时间写入该NAPT项目。

4.如权利要求1所述的处理私有网路经IP切割的封包的闸道器的方法，其特征在于，其中，于步骤(D)中，是将该封包上的IP识别变更为对应该封包的切割项目的索引值加上一固定值。

5.如权利要求2所述的处理私有网路经IP切割的封包的闸道器的方法，其特征在于，其中还包含一步骤(E)以当同一组经IP切割的最后一个封包经过该闸道器处理后，或是该闸道器逾时未收到同一组经IP切割的其他封包时，将该封包切割表格中对应的切割项目予以回收。

6.一种处理私有网路经IP切割的封包的闸道器***，其特征在于，主要包括：

一位于网际网路的第一机器；

至少一位于私有网路的第二机器，其可向该第一机器传送经IP切割的封包；以及

一NAPT闸道器，其位于该私有网路与网际网路之间，以转换该第二机器所发经IP切割的封包，传向该第一机器；

其中，当该闸道器收到被IP切割的第一封包时，将该封包的来源地址、来源接口、目的地址、目的接口、转换的闸道器合法地址及转换后来源接口予以记录至一NAPT表格的一NAPT项目中，并将该封包的来源地址、IP识别及该NAPT项目的索引予以记录至一切割表格的一切割项目中，再将该封包上的IP识别变更为对应该封包的切割项目的索引值；之后，同一组经IP切割的封包经过该闸道器时，以该封包上的来源地址、IP识别来查询该封包切割表格，来找出对应的切割项目，由该切割项目所记录的NAPT索引值，撷取该NAPT表格的对应NAPT项目，并依据该NAPT项目，将该封包的来源地址予以转换为闸道器合法地址，且将该封包上的IP识别变更为对应该封包的切割项目的索引值。

7.如权利要求6所述的处理私有网路经IP切割的封包的闸道器***，其特征在于，其中，当收到被IP切割的第一封包时，该闸道器亦将该封包的存取时间记录至该NAPT项目中。

8.如权利要求7所述的处理私有网路经IP切割的封包的闸道器***，其特征在于，其中，当同一组经IP切割的封包经过时，该闸道器亦将新的存取时间写入该切割项目。

9.如权利要求6所述的处理私有网路经IP切割的封包的闸道器***，其特征在于，其中，当同一组经IP切割的封包经过时，该闸道器是将该封包上的IP识别变更为对应该封包的切割项目的索引值加上一固定值。

10.如权利要求6所述的处理私有网路经IP切割的封包的闸道器***，其特征在于，其中，当同一组经IP切割的最后一个封包经过该闸道器处理后，或是该闸道器逾时未收到同一组经IP切割的其他封包时，该闸道器将该封包切割表格中对应的切割项目予以回收。