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统一的IPv4/IPv6翻译与封装过渡技术——IVI/MAP-T/MAP-E
http://www.cww.net.cn   2013年4月2日 14:38    

2.3 端口映射

MAP 的核心技术之一是无状态地址和端口映射算法,其思想是利用16 位的传输层( 传输控制协议(TCP)、数据报协议(UDP))端口对于IPv4 地址进行扩展。不复用IPv4地址时,一个终端设备可用的并发TCP 或UDP 的端口数为65 536;如复用比为16,则一个终端可用的并发TCP 或UDP 的端口数为4 096;如复用比为128,则一个终端可用的并发TCP 或UDP 的端口数为512。根据统计,一个普通终端的并发TCP 或UDP的端口数为有限的,因此可以利用无状态地址和端口映射算法高效率地复用公有IPv4 地址资源。在使用无状态地址和端口映射算法时,需要给每一个终端定义一个端口标识集(PSID),端口标识集和可用端口的映射关系由扩展的模算法来决定。

扩展的模算法的定义为:

(1)给定PSID,该端系统可以使用的传输层端口P 为:P =R ×M ×j +M×K +i ,其中R 为复用比,M 为连续端口数,i 和j 为整数变量。

(2)给定传输层端口P ,该端系统的PSID 为:P = floor(P /M)%R ,其中floor 为只舍不入的取整算法,% 为常规定义的模运算符。

扩展的模算法是一个适应性很广的算法,即可以使持有不同PSID终端所使用的传输层端口在整个端口空间均匀分布,也可以按块分布,还可以制订每一块包含的连续端口数量。此外,扩展的模算法还可以支持类似与无分类地址域间路由(CIDR)类似的地址聚类,即对应于特定的PSID,可以定义PSID 长度,对于可用端口进行聚类使用。

通过扩展的模算法,在给定复用比、连续端口数量和端口聚类长度的条件下,可以通过PSID 的值计算出特定终端可以使用的所有的TCP 或UDP 端口;也可以对于任意给定端口计算出对应的PSID,实现端系统的无状态公有IPv4 地址复用,因而可以极大地减小管理开销,并极大地提高安全性和可溯源性。由于ICMP 和ICMPv6 没有源和目标端口的域,只有标识域(ID),因此要对标识域ID作扩展的模算法映射。

2.4 地址格式

MAP 的地址格式是RFC6052 的扩展,如图5 所示。

图5 MAP 地址格式

与RFC6052 的区别主要有:

(1)MAP 的地址格式是RFC6052当Prefix 长度为64 的一个特例,其Prefix 里包含IPv6 Prefix、EA-bits(由IPv4 子网标识和PSID 组成,用于唯一标识不同的用户)和Subnet-id(用于标识一个用户使用的大于等于/64 的IPv6 子网)。

(2)在MAP 中Suffix 不为0,而是嵌入了PSID。

(3)MAP 对于转换地址和可译地址使用不同的Prefix,以解决为终端用户分配前缀,而不是响应单个地址的要求。

利用EA-bits 可以为每一个家庭网关CE 分配唯一的Prefix,不使用EA-bits,而为每个CE 分配不同的Prefix 也可以达到同样的目的。采用EA-bits 的好处是可以进行地址聚类,可扩展性好;不采用EA-bits 的好处是IPv6 前缀与IPv4 地址独立。这两种方法各有优缺点,可以根据不同需要进行选择。

2.5 统一双重翻译和封装模式的机制

无状态双重IPv4/IPv6 翻译可以支持纯IPv4 应用程序(如Skype),同时对于嵌入IP 地址的应用程序(如Ftp)也不需要IPv4/IPv6 之间的应用层网关(ALG),此外双重翻译不需要DNS64 和DNS46。无状态双重翻译可以看成是具有头压缩功能的、无状态IPv4 over IPv6 的封装技术。无状态双重翻译技术(MAP-T)和无状态封装技术(MAP-E)采用同样扩展的模算法和同样的地址格式(在封装模式下BR 地址可以蜕化为单个地址),因此具有众多的相似性,唯一的不同是数据流处理模式。在双重翻译模式(MAP-T)下数据流的处理依据为翻译,由RFC6145 定义,在封装模式(MAP-E)下数据流的处理为数据封装,由RFC2473 定义[13]。

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来源:中兴通讯技术   作 者:包丛笑 李星编 辑:魏慧
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