一种用于当移动节点连接到外部网络时维持移动节点和对应节点之间的连接性的方法，其中外部网络和归属网络是互联网协议版本6(IPv6)网络，但对应节点是互联网协议版本4(IPv4)节点。该方法包括：在归属代理节点接收IPv6转交地址，确定该IPv6转交地址属于外部网络并且外部NAT64节点具有生成虚拟IPv6地址的前缀以及发送前缀绑定请求消息至归属NAT64节点，以将该前缀绑定到移动节点的归属地址以用于IPv6和IPv4之间的转换。
1.一种用于当移动节点连接到外部网络时维持所述移动节点和对应节点之间的连接性的方法，其中当所述移动节点在归属网络内时，归属地址关联于所述移动节点和归属代理节点，其中所述外部网络和所述归属网络是互联网协议版本6 IPv6网络但所述对应节点是互联网协议版本4 IPv4节点，所述方法包括：在连接到所述归属网络的所述归属代理节点接收来自当前连接到所述外部网络的所述移动节点的绑定更新消息，所述绑定更新消息包括由所述外部网络分配的所述移动节点的IPv6转交地址；
由所述归属代理节点确定所述IPv6转交地址属于所述外部网络、所述外部网络具有外部网络地址转换64 NAT64节点、以及所述外部NAT64节点具有前缀以添加至IPv4地址，从而为与在所述外部网络中时的所述移动节点通信的任何IPv4节点生成虚拟IPv6地址，其中NAT64将数据业务在IPv4和IPv6之间转换；以及由所述归属代理节点将前缀绑定请求消息发送至所述归属网络上的归属NAT64节点，以将所述前缀绑定到所述移动节点的所述归属地址以用于IPv6和IPv4之间的转换，由此所述归属代理节点向所述归属NAT64节点提供绑定信息，包括所述外部NAT64节点的前缀，所述绑定信息使所述归属NAT64节点能够在IPv6和IPv4格式化的数据分组之间进行转换，所述数据分组通过将所述前缀连结到所述数据分组中向所述移动节点传播的那些数据分组的源地址字段中发现的所述对应节点的IPv4地址、以及通过从所述数据分组中向所述对应节点传播的那些数据分组的目的地地址字段中发现的所述对应节点的虚拟IPv6地址去除所述前缀而在所述移动节点和所述对应节点之间被发送。
在所述归属代理节点通过隧道接收来自所述移动节点的数据分组；
解封装所述数据分组并检测所述数据分组的目的地地址字段中所述外部NAT64节点的前缀；以及
将所述数据分组隧传至所述归属网络上的所述归属NAT64节点。
3.如权利要求1所述的方法，其中由所述归属代理节点确定所述IPv6转交地址属于所述外部网络的步骤还包括下列步骤：
由所述归属代理节点通过由所述移动节点提供的所述转交地址的域名服务器的一个来执行查找，以获得所述外部NAT64节点的前缀。
从所述归属代理节点至所述移动节点隧传所述数据分组中由所述对应节点发送至所述移动节点的那些数据分组，其中这些数据分组已经由所述归属NAT64节点从IPv4格式转换到IPv6格式并因此在其源地址字段中具有所述对应节点的虚拟IPv6地址。
5.一种用于当移动节点当前连接到外部网络时维持所述移动节点和对应节点之间的连接性的网络元件，其中所述网络元件是归属网络的一部分，其中当所述移动节点在所述归属网络内时，归属地址与所述移动节点相关联，其中当所述移动节点在外部网络中时，所述网络元件作为所述移动节点的归属代理运行并且管理对于所述归属地址的数据业务，其中所述外部网络和所述归属网络是互联网协议版本6 IPv6网络，但所述对应节点是互联网协议版本4 IPv4节点，所述网络元件包括：移动性管理模块，配置成接收来自所述移动节点的数据业务并将该数据业务转发到归属网络地址转换64 NAT64节点，其中所述移动性管理模块还配置成将数据业务从所述归属NAT64节点转发至所述移动节点，其中NAT64将数据业务在IPv4和IPv6之间转换；以及绑定管理模块，耦合到所述移动性管理模块，所述绑定管理模块配置成当所述移动节点连接到外部网络时，接收来自所述移动节点的绑定更新消息，所述绑定更新消息的每一个包括由所述移动节点提供的IPv6转交地址，其中所述绑定管理模块还配置成，响应于所述绑定更新消息的每一个，发送绑定请求消息至所述归属NAT64节点，以将所述移动节点的归属地址与该外部网络中的外部NAT64节点的前缀进行绑定；以及前缀管理模块，耦合到所述绑定管理模块，其中所述前缀管理模块配置成确定分配了IPv6转交地址给所述移动节点的外部网络、以及由该外部网络的外部NAT64节点用于从与该外部网络通信的任何IPv4节点的IPv4地址来生成虚拟IPv6地址的前缀，由此所述网络元件利用所述绑定请求消息的每一个而将包括所述外部NAT64节点的前缀的绑定信息提供到所述归属NAT64节点，所述绑定信息使所述归属NAT64节点能够在IPv4和IPv6格式化的数据分组之间进行转换，所述数据分组通过将该外部NAT64节点的前缀连结到所述数据分组中向所述移动节点传播的那些数据分组的源地址字段中发现的所述对应节点的IPv4地址、以及通过从所述数据分组中向所述对应节点传播的那些数据分组的目的地地址字段中发现的所述对应节点的虚拟IPv6地址去除该外部NAT64节点的前缀而在所述移动节点和所述对应节点之间被发送。
6.如权利要求5所述的网络元件，其中所述移动性管理模块配置成在本地高速缓存中存储所述前缀和所述转交地址之间的绑定。
7.如权利要求5所述的网络元件，其中所述移动性管理模块配置成将所述数据业务通过隧道转发给所述移动节点。
8.一种用于当移动节点当前连接到外部网络时维持所述移动节点和对应节点之间的连接性的方法，其中当所述移动节点在归属网络内时，归属地址与所述移动节点和归属代理节点相关联，其中所述外部网络和所述归属网络是互联网协议版本6 IPv6网络但所述对应节点是互联网协议版本4 IPv4节点，所述方法包括：接收来自所述归属代理节点的前缀绑定请求消息，其中所述前缀绑定请求消息包括所述移动节点的所述归属地址和前缀，所述前缀由所述外部网络内的外部网络地址转换64 NAT64节点利用以添加到IPv4地址，从而为与在所述外部网络上时的所述移动节点通信的任何IPv4节点生成虚拟IPv6地址，其中NAT64在IPv4和IPv6之间转换数据业务；
在由归属NAT64节点维护的转换表的条目中存储所述外部NAT64节点的前缀和所述移动节点的归属地址，以在所述归属网络内执行NAT64转换，从而绑定所述外部NAT64节点的前缀和所述移动节点的所述归属地址；
发送前缀绑定确认消息给所述归属代理节点来证实所述转换表已经被更新以将所述外部NAT64节点的前缀绑定到所述移动节点的所述归属地址；以及将由所述移动节点发送至所述对应节点的、从所述归属代理节点接收的第一数据分组，通过从所述第一数据分组的目的地地址字段检测和去除所述外部NAT64节点的前缀，从IPv6格式转换为IPv4格式，其中所述第一分组的目的地地址字段包含虚拟IPv6地址并且从其去除所述外部NAT64节点的前缀留下所述对应节点的IPv4地址；以及将从所述对应节点接收的并由所述对应节点发送至所述移动节点的第二数据分组，通过响应于所述第二数据分组的目的地地址字段包含所述移动节点的归属地址而添加所述外部NAT64节点的前缀至所述第二数据分组的源地址字段，从IPv4格式转换为IPv6格式，其中所述第二数据分组的源地址字段包含所述对应节点的IPv4地址并且所述外部NAT64节点的前缀到其的连结产生所述对应节点的虚拟IPv6地址；
由此所述移动节点可以对于所述对应节点和所述外部NAT64节点透明地来维持与所述对应节点的连接性。
在转换后将所述第二数据分组隧传至所述归属代理节点，其中所述第二数据分组将由所述归属代理节点转发至所述移动节点。
10.一种用于当移动节点当前连接到外部网络时维持所述移动节点和对应节点之间的连接性的网络元件，其中所述网络元件是所述归属网络的一部分，其中当所述移动节点在归属网络内时，归属地址与所述移动节点相关联，其中所述网络元件为所述归属网络执行网络地址转换NAT，其中NAT64将数据业务在IPv4和IPv6之间转换，其中所述外部网络和所述归属网络是互联网协议版本6 IPv6网络但所述对应节点是互联网协议版本4 IPv4节点，所述网络元件包括：绑定管理模块，配置成处理从归属代理节点接收的绑定请求消息并利用发送给所述归属代理节点的绑定确认消息来回复，其中所述绑定请求消息的每一个既包括所述移动节点的归属地址还包括所述移动节点当前连接到的外部网络中的外部NAT64节点所使用的前缀，其中所述绑定管理模块还配置成维护转换表，所述转换表具有条目，所述条目存储所述绑定请求消息中的最近消息的所述外部NAT64节点的前缀和所述移动节点的归属地址的绑定；以及转换模块，耦合到所述绑定管理模块，所述转换模块配置成将由所述移动节点发送至对应节点的外出数据分组从IPv6格式转换到IPv4格式，所述转换包括从外出数据分组的目的地地址字段检测和去除所述外部NAT64节点的前缀，其中所述外出数据分组的目的地地址字段包含虚拟IPv6地址并且从其去除所述外部NAT64节点的前缀留下所述对应节点的IPv4地址，以及其中所述转换模块还配置成，通过响应于检测到进入数据分组的目的地地址是所述移动节点的归属地址而添加所述外部NAT64节点的前缀至所述进入数据分组的源地址字段，来使用当前绑定将从所述对应节点接收的所述进入数据分组从IPv4格式转换为IPv6格式，其中所述进入数据分组的源地址字段包含所述对应节点的IPv4地址并且所述外部NAT64节点的前缀到其的连结产生所述对应节点的虚拟IPv6地址，由此所述移动节点可以对于所述对应节点和所述外部NAT64节点透明地维持与对应节点的连接性。
11.如权利要求10所述的网络元件，其中所述网络元件还包括：
数据隧传模块，耦合到所述转换模块，所述数据隧传模块配置成在由所述转换模块处理之后，将进入数据分组隧传到所述归属代理节点，其中所述归属代理节点将所述进入数据分组转发到所述移动节点。
利用NAT64启用IPv6移动性
[0001] 对相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2010年2月26日提交的共同未决的美国临时专利申请No.61/308,660的在先申请日的优先权。
技术领域
[0003] 本发明的实施例涉及移动设备在网络间移动的能力。具体地，本发明的实施例涉及用于使IPv6原生(native)移动设备能够迁移到外部(foreign)IPv6网络并且维持与IPv4对应节点(corresponding node)的连接性的方法和系统。
背景技术
[0004] 移动互联网协议版本6(MIPv6)允许移动设备维持与支持互联网协议版本6的另一个设备的持续的连接。支持两个独立的通信模式：双向隧传(bidirectional tunneling，BT)模式和路由最优化(RO)模式。RO模式在移动设备或“移动节点”(MN)和与该移动节点通信或对应的节点(即，对应节点(CN))之间动态地更新业务的路由。BT模式通过归属网络上的归属代理(HA)设备或归属代理节点在MN和CN之间隧传业务。利用在新的网络上MN的位置更新HA节点并且HA节点将数据业务中继到CN。归属网络和受访网络两者运行IPv6并且配备有网络地址转换(NAT64)和域名服务器(DNS64)节点，以使IPv6节点能够通过将外面的IPv4节点当作虚拟的启用IPv6的节点，来访问IPv6网络外面的IPv4节点。按照这个方案，归属网络或受访网络中的节点将把作为IPv4节点的CN看作是IPv6节点，并且将发送数据分组至虚拟的IPv6目的地地址。然而，这些分组将由本地NAT64节点捕获，并且在转发到CN IPv4目的地之前转换为IPv4分组。
[0005] 相反的，当与MN或其他IPv6模式通信时，CN好像它连接到IPv4节点一样操作。CN将使用IPv4目的地地址发送数据分组至MN。这些分组由位于MN的归属网络中的NAT64节点所捕获，并且转换为IPv6分组然后转发到它们的最终的目的地。
[0006] 然而，在NAT64/DNS64技术中，配备有DNS64技术的每个网络将为特定的IPv4地址本地合成不同的AAAA记录(即，引用IPv6地址的DNS记录)。这样的“虚假”或“虚拟”IPv6地址带有前缀，该前缀仅通过归属NAT64节点可识别为其要求至IPv4的转换。位于不同网络中并且连在不同DNS64上的另一个NAT64在没有附加的信息的情况下不能够转换IPv6地址。
[0007] 当MN试图从外部网络连接至IPv4原生CN时，受访DNS64将合成AAAA记录，该记录将带有仅由位于受访网络中的NAT64节点(即，外部NAT64节点)知道的虚拟IPv6地址。然而，在MIPv6协议中，使用BT模式要求将数据分组隧传到归属网络(即，归属代理(HA)节点)，该归属网络又将数据业务转发到其最终目的地。在这样的情形下，由MN隧传至其HA节点的数据分组不能转发至归属NAT64节点，这是因为对于HA和归属NAT64节点两者来说用于为CN生成IPv6地址的前缀是未知的。结果，丢失了连接性。RO模式不可用，这是因为它要求MN和CN两者是IPv6节点。
发明内容
[0008] 一种用于当移动节点连接到外部网络时维持移动节点和对应节点之间的连接性的方法，其中当移动节点在归属网络内时，归属地址与移动节点和归属代理节点相关联，其中外部网络和归属网络是互联网协议版本6(IPv6)网络，但对应节点是互联网协议版本4(IPv4)节点。该方法包括：在连接到归属网络的归属代理节点接收来自当前连接到外部网络的移动节点的绑定更新消息，该绑定更新消息包括由外部网络分配的移动节点的IPv6转交地址，由归属代理节点确定该IPv6转交地址属于外部网络，外部网络具有外部网络地址转换64(NAT64)节点，并且该外部NAT64节点具有前缀以添加至IPv4地址，从而为与在外部网络中时的移动节点通信的任何IPv4节点生成虚拟IPv6地址，其中NAT64在IPv4和IPv6之间转换数据业务、并且通过归属代理节点发送前缀绑定请求消息至归属网络上的归属NAT64节点，以将该前缀绑定到移动节点的归属地址以用于IPv6和IPv4之间的转换，由此归属代理向归属NAT64节点提供绑定信息，包括外部NAT64节点的前缀，该绑定信息使归属NAT64节点能够在IPv4和IPv6格式化的数据分组之间进行转换，该数据分组通过将前缀连结到所述数据分组中向移动节点传播的那些数据分组的源地址字段中发现的对应节点的IPv4地址，以及通过从所述数据分组中向对应节点传播的那些数据分组的目的地地址字段中发现的对应节点的虚拟IPv6地址去除前缀，在移动节点和对应节点之间被发送。
[0009] 一种用于当移动节点当前连接到外部网络时维持移动节点和对应节点之间的连接性的网络元件，其中该网络元件是归属网络的一部分，其中当移动节点在归属网络内时，归属地址与移动节点相关联，其中当移动节点在外部网络中时，网络元件作为移动节点的归属代理运行并且管理对于归属地址的数据业务，其中外部网络和归属网络是互联网协议版本6(IPv6)网络，但对应节点是互联网协议版本4(IPv4)节点。网络元件包括移动性管理模块，该移动性管理模块配置成接收来自移动节点的数据业务并且将该数据业务转发至归属网络地址转换64(NAT64)节点，其中移动性管理模块还配置成转发来自归属NAT64节点的数据业务至移动节点，其中NAT64在IPv4和IPv6之间转换数据业务。网络元件还包括耦合到移动性管理模块的绑定管理模块，该绑定管理模块配置成当移动节点连接到外部网络时，接收来自移动节点的绑定更新消息，绑定更新消息的每一个包括由移动节点当前连接到的外部网络分配的IPv6转交地址，其中绑定管理模块还配置成，响应于绑定更新消息的每一个，发送绑定请求消息至归属NAT64节点，以绑定移动节点的归属地址与该外部网络中的外部NAT64节点的前缀。网络元件还包括耦合到绑定管理模块的前缀管理模块，其中前缀管理模块配置成确定分配IPv6转交地址给移动节点的外部网络、以及由该外部网络的外部NAT64节点用于从与该外部网络通信的任何IPv4节点的IPv4地址来生成虚拟IPv6地址的前缀。网络元件利用绑定请求消息的每一个提供绑定信息(包括外部NAT64节点的前缀)至归属NAT64节点，其使归属NAT64节点能够在IPv4和IPv6格式化的数据分组之间进行转换，所述数据分组通过将该外部NAT64节点的前缀连结到所述数据分组中向移动节点传播的那些数据分组的源地址字段中发现的对应节点的IPv4地址，以及通过从所述数据分组中向对应节点传播的那些数据分组的目的地地址字段中发现的对应节点的虚拟IPv6地址去除该外部NAT64节点的前缀而在移动节点和对应节点之间被发送。
[0010] 一种用于当移动节点当前连接到外部网络时维持移动节点和对应节点之间的连接性的方法，其中当移动节点在归属网络内时，归属地址与移动节点以及归属代理节点相关联，其中外部网络和归属网络是互联网协议版本6(IPv6)网络但对应节点是互联网协议版本4(IPv4)节点。该方法包括：接收来自从归属代理节点的前缀绑定请求消息，其中前缀绑定请求消息包括移动节点的归属地址和前缀，该前缀由外部网络内的外部网络地址转换64(NAT64)节点利用以添加至IPv4地址，从而为与在外部网络上时的移动节点通信的任何IPv4节点生成虚拟IPv6地址，其中NAT64在IPv4和IPv6之间转换数据业务，将外部NAT64节点的前缀和移动节点的归属地址存储在由网络元件维护的转换表的条目中，以在归属网络内执行NAT64转换，从而绑定外部NAT的前缀和移动节点的归属地址，发送前缀绑定确认消息至归属代理节点来证实已经更新转换表以绑定外部NAT的前缀到移动节点的归属地址，通过从第一数据分组的目的地地址字段检测和去除外部NAT的前缀，将由移动节点发送至对应节点的从归属代理节点接收的第一数据分组从IPv6格式转换为IPv4格式，其中第一分组的目的地地址字段包含虚拟IPv6地址并且从其去除外部NAT的前缀留下了对应节点的IPv4地址，以及通过响应于第二数据分组的目的地地址字段包含移动节点的归属地址而添加外部NAT的前缀至第二数据分组的源地址，将从对应节点接收的并由对应节点发送至移动台的第二数据分组从IPv4格式转换为IPv6格式，其中第二分组的源地址字段包含对应节点的IPv4地址并且外部NAT的前缀到其的连结产生对应节点的虚拟IPv6地址。移动节点可以对于对应节点和外部NAT64节点透明地维持与对应节点的连接性。
[0011] 一种用于当移动节点当前连接到外部网络时维持移动节点和对应节点之间的连接性的网络元件，其中该网络元件是归属网络的一部分，其中当移动节点在归属网络内时，归属地址与移动节点相关联，其中网络元件为归属网络执行网络地址转换64(NAT64)，其中NAT64在IPv4和IPv6之间转换数据业务，其中外部网络和归属网络是互联网协议版本6(IPv6)网络，但对应节点是互联网协议版本4(IPv4)节点。网络元件包括绑定管理模块，该绑定管理模块配置成处理从归属代理节点接收的绑定请求消息并且利用发送给归属代理节点的绑定确认消息来回复，其中绑定请求消息的每一个既包括移动节点的归属地址还包括移动节点当前连接到的外部网络中的外部NAT64节点使用的前缀，其中绑定管理模块还配置成维持转换表，该转换表具有存储了所述绑定请求消息中的最近消息的外部NAT64节点的前缀和移动节点的归属地址的绑定的条目。网络元件包括耦合到绑定管理模块的转换模块，该转换模块配置成将由移动节点向对应节点发送的外出数据分组从IPv6格式转换到IPv4格式，转换包括从外出数据分组的目的地地址字段检测和去除外部NAT64节点的前缀，其中外出数据分组的目的地地址字段包含虚拟IPv6地址并且从其去除外部NAT64节点的前缀留下了对应节点的IPv4地址，以及其中转换模块还配置成，通过响应于检测到进入数据分组的目的地地址是移动节点的归属地址而添加外部NAT64节点的前缀至进入数据分组的源地址，从而使用当前绑定将从对应节点接收的进入数据分组从IPv4格式转换为IPv6格式，其中进入数据分组的源地址字段包含对应节点的IPv4地址并且外部NAT64节点的前缀到其的连结产生对应节点的虚拟IPv6地址。移动节点可以对于对应节点和外部NAT64节点透明地维持与对应节点的连接性。
附图说明
[0012] 在附图的图形中以示例的方式，而不是限制的方式示出本发明，其中相似的附图标记指示类似的元件。应该注意到，本公开中对“一”或“一个”实施例的不同引用不一定指相同的实施例，并且这样的引用意味着至少一个。此外，当与某个实施例有关地描述特定的特征、结构、或特性时，认为与其他实施例有关地实现这样的特征、结构、或特性是在本领域技术人员的知识内的，而无论是否明确描述了所述其他实施例。
[0013] 图1是网络环境的一个实施例的图示，该网络环境包括归属网络、外部网络和IPv4网络。
[0014] 图2A是实现归属代理节点的网络元件的一个实施例的图示。
[0015] 图2B是实现归属网络地址转换64(NAT64)节点的网络元件的一个实施例的图示。
[0016] 图3A是在归属代理节点中实现的用于配置归属网络来为外部网络中的移动节点处置业务的处理的过程的一个实施例的流程图。
[0017] 图3B是在归属NAT64节点中实现的用于配置归属网络来为外部网络中的移动节点处置业务的处理的过程的一个实施例的流程图。
[0018] 图4是用于从移动节点向对应节点转发数据的过程的一个实施例的图示。
[0019] 图5是用于从对应节点向移动节点转发数据业务的过程的一个实施例的流程图。
具体实施方式
[0020] 在以下的描述中，阐明了许多特定的细节。然而，应该理解，本发明的实施例可以在没有这些特定的细节的情况下得以实施。在其他情况下，没有详细地示出众所周知的电路、结构和技术以便于不使本说明书的理解模糊不清。然而，本领域技术人员将认识到，本发明可以在没有这样的特定的细节的情况下实施。在具有所包括的说明书的情况下，那些一般本领域技术人员将能够实现适当的功能性，而无需过度的实验。
[0021] 将参考图1、2A和2B的示范实施例描述流程图的操作。然而，应该理解，可以通过除了参考图1、2A和2B所讨论的那些实施例之外的本发明的实施例来执行流程图的操作，并且参考图1、2A和2B所讨论的实施例可以执行与参考图3-5的流程图所讨论的那些操作不同的操作。
[0022] 图形中所示的技术可以使用在一个或多个电子设备(例如，终端站、网络元件等)上存储和执行的代码和数据来实现。这样的电子设备使用例如非临时性机器可读或计算机可读存储媒体(例如，磁盘；光盘；随机存取存储器；只读存储器；闪速存储器设备；以及相变存储器)的非临时性机器可读或计算机可读媒体来存储和通信(内部地和/或通过网络与其他电子设备)代码和数据。另外，这样的电子设备典型地包括耦合到一个或多个其他组件(例如一个或多个存储设备、用户输入/输出设备(例如，键盘、触摸屏、和/或显示器)，以及网络连接)的一个或多个处理器的组。该处理器组和其他组件的耦合典型地是通过一个或多个总线和桥接器(也称为总线控制器)。带有网络业务的存储设备和信号分别代表一个或多个非临时性机器可读或计算机可读存储媒体和非临时性机器可读或计算机可读通信媒体。因此，给定电子设备的存储设备典型地存储用于在该电子设备的一个或多个处理器的组上执行的代码和/或数据。当然，本发明的实施例的一个或多个部分可以使用软件、固件、和/或硬件的不同组合来实现。
[0023] 如本文所使用的，网络元件(例如，路由器、交换机、桥接器等)是与网络上的其他装置(例如，其他网络元件、终端站等)通信地互连的一件联网装置，其包括硬件和软件。一些网络元件是“多服务网络元件”，该多服务网络元件为多个联网功能(例如，路由、桥接、交换、第2层聚合、会话边界控制、多播、和/或订户管理)提供支持，和/或为多个应用服务(例如，数据、语音、和视频)提供支持。订户终端站(例如，服务器、工作站、膝上型计算机、掌上计算机、移动电话、智能电话、多媒体电话、互联网语音协议(VOIP)电话、便携式媒体播放器、GPS单元、游戏系统、机顶盒(STB)等等)访问通过互联网提供的内容/服务和/或叠加在互联网上的虚拟专用网(VPN)上提供的内容/服务。典型地由属于服务或内容运营商的一个或多个终端站(例如，服务器终端站)或参与对等服务的终端站提供内容和/或服务，并且可以包括公共网页(自由内容、存储前端、搜索服务等等)、私人网页(例如，提供电子邮件服务的用户名/密码访问的网页等等)、VPN上的公司网络、IPTV等等。典型地，订户终端站耦合(例如，通过(有线地或无线地)耦合到接入网的客户端装置)到边缘网络元件，该边缘网络元件耦合(例如，通过一个或多个核心网络元件至其他边缘网络元件)到其他终端站(例如，服务器终端站)。
[0024] 本发明的实施例提供了用于避免现有技术的缺陷的系统、网络和方法，现有技术的缺陷包括：当移动节点移动到外部网络时，丢失与互联网协议版本4节点的连接性。
[0025] 本发明的实施例通过修改归属代理(HA)节点和归属网络地址转换64(NAT64)节点的功能性来维持连接性以克服这些缺陷，而无需移动节点(MN)、外部网络、IPv4网络或对应节点(CN)的任何修改。当HA节点接收来自MN的绑定更新(BU)消息时，HA节点存储用于MN的转交地址并且启动域名服务器(DNS)查找(或类似的查找)来确定是否在外部网络上存在NAT64。该查找返回外部NAT64或DNS64节点所利用的前缀。一旦获得前缀，就发送前缀绑定请求至归属NAT64节点，来为它提供前缀。归属NAT64节点在高速缓存存储器或转换表中存储前缀绑定条目并返回前缀绑定确认(PBA)。HA节点和归属NAT64节点可以使用这个数据来在CN和MN之间适当地转换和隧传数据并维持连接性。
[0026] 图1是网络的一个实施例的图示，该网络包括归属网络、外部网络和IPv4网络中的对应节点。在一个实施例中，归属网络117是IPv6网络并且是移动设备107的归属网络。归属网络117可以是任何类型的网络，包括局域、广域网或类似的网络。归属网络117通过中间网络111，与外部网络115和对应节点(CN)119的IPv4网络通信。中间网络111可以是任何类型的网络，包括局域网、广域网(例如互联网)或类似网络。在其他实施例中，归属网络117与外部网络117直接通信。
[0027] 归属网络117可以包括归属代理节点101、归属域名服务器64(DNS64)103、归属网络地址转换64(NAT64)节点以及任何数目的附加计算机或设备。归属代理节点101可以是任何类型的计算设备或联网元件，包括桌上型计算机、膝上型计算机、服务器、路由器、控制台设备或类似设备。归属代理节点101负责促进来自和到移动节点107的通信，而不管移动节点的位置。
[0028] 归属DNS64 103将域名查找服务提供到归属网络117内的计算设备的每一个。归属DNS64 103还可以为在IPv4网络上并具有IPv4地址的节点合成AAAA记录。在一个实施例中，归属NAT64节点105可以在与DNS64 107相同的计算设备或网络元件上实现。在一个实施例中，归属NAT64节点105可以在与归属DNS64 103独立的设备上实现。归属DNS64 103和归属NAT64节点105可以在任何类型的计算设备上实现，该计算设备包括网络元件、路由器、桌上型工作站、服务器、控制台设备或类似的计算设备。当归属网络上的节点与IPv4网络中的外来节点通信时，归属网络NAT64节点负责转换IPv4消息和地址并将它们映射为虚拟IPv6地址。
[0029] 如本文所使用的对应节点指与归属网络的节点107，或更具体地，与移动节点107通信的节点，例如计算设备，包括桌上型计算机、工作站、膝上型计算机、服务器、控制台设备或任何其他类型的计算设备。对应节点119通过归属代理节点101与移动节点107通信。对应节点119是IPv4网络121的一部分。对应节点119具有IPv4地址并且当与其他节点(包括移动节点107)通信时利用IPv4地址。这使在归属网络117上NAT64节点105的使用成为必要。
[0030] 外部网络是IPv6网络115。外部网络的示例是由移动节点的用户正在访问的商业机构(例如餐厅或旅馆)提供的网络。当访问外部网络115时，移动节点107可以持续地与对应节点119通信，而没有中断，该中断将通过必须使用由外部DNS64109提供的新IPv6地址来重新建立连接而引起。移动节点107可以利用外部DNS64以及外部NAT64节点113的服务。外部DNS64109为在移动节点107和对应节点119之间的通信合成AAAA记录。只有外部DNS64109和外部NAT64节点113知道所利用的虚拟地址和前缀。本文所使用的前缀指的是为与IPv4节点通信而创建的虚拟IPv6地址的一部分，该IPv4节点将虚拟IPv6地址识别为虚拟的并要求转换。
[0031] 然而，由于对应节点119将发送业务至归属网络117，为了维持连接性，归属代理节点101和归属NAT64节点105必须知道由外部网络115、由外部DNS64109和外部NAT64节点113建立的绑定，以及当将对应节点119的IPv4地址转换为虚拟IPv6地址时外部NAT64节点113利用的前缀。配置归属网络组件(包括归属代理节点101、归属DNS64 103以及归属NAT64节点105)以支持这个情景下的持续的连接性，对于外部网络115内的组件、移动节点107和对应节点119来说是透明的。
[0032] 图2A是作为归属代理节点的网络元件的一个实施例的图示。网络元件101可以包括入口模块201、出口模块205以及网络处理器203。入口模块201可以处置在物理链路和数据链路层上由网络元件接收的数据分组的处理。出口模块205处置在物理链路和数据链路层上由网络元件发送的数据分组和处理。网络处理器203处置数据业务的路由、转发和更高层的处理。网络处理器203可以执行或包括IPv6网络移动性管理模块207、高速缓存209、绑定管理模块213以及前缀管理模块215。
[0033] 移动性管理模块207接收来自移动节点的数据业务并将该数据业务转发给归属网络地址转换64(NAT64)节点。在归属NAT64节点将数据业务从IPv4格式转换为IPv6格式后，移动性管理模块207将来自归属NAT64节点的数据业务转发至移动节点。移动性管理模块207还将来自移动节点的数据业务转发至到对应节点的路由上的归属NAT64节点。在将业务发送到对应节点前，归属NAT64节点将业务从IPv6格式转换为IPv4格式。
[0034] 当移动节点连接到外部网络时，绑定管理模块213接收来自移动节点的绑定更新消息。绑定更新消息的每一个包括由移动节点当前正连接到的外部网络分配的IPv6转交地址。绑定管理模块213还配置成响应于接收到绑定更新消息的每一个，发送绑定请求消息至归属NAT64节点以在归属NAT64节点处绑定移动节点的归属地址与该外部网络中的外部NAT64节点的前缀。
[0035] 前缀管理模块215确定分配了IPv6转交地址给移动节点的外部网络，以及该外部网络的外部NAT64节点用于生成虚拟IPv6地址的前缀。前缀管理模块215查询域名服务器(DNS)或安全域间路由(SIDR)节点以获得对应于外部NAT64节点的前缀。前缀211C和转交地址211A、归属地址211B以及与移动节点的绑定有关的其他信息一起存储在本地高速缓存209中。
[0036] 图2B是用作归属NAT64节点的网络元件的一个实施例的图示。网络元件250可以包括入口模块251、出口模块255以及网络处理器253。入口模块251可以处置在物理链路和数据链路层上由网络元件接收的数据分组的处理。出口模块255处置在物理链路和数据链路层上由网络元件发送的数据分组和处理。网络处理器253处置数据业务的路由、转发和更高层的处理。网络处理器253可以执行或包括网络地址转换64(NAT64)模块259。NAT64模块259可以处置数据业务从IPv4格式到IPv6格式的转换，包括源地址和目的地地址的转换以及利用对应IPv4地址对虚拟IPv6地址的替换。NAT64还可以处置数据业务从IPv6格式到IPv4格式的转换。在一个实施例中，NAT64模块259包括绑定管理模块257、转换模块261和转换表263。
[0037] 绑定管理模块257处理从归属代理节点接收的绑定请求消息并利用绑定确认消息回复这些消息。发送绑定确认消息至归属代理节点。绑定请求消息的每一个既包括移动节点的归属地址还包括移动节点当前连接到的外部网络中的外部NAT64节点使用的前缀。绑定管理模块257维护转换表263，该转换表263存储了移动节点的归属地址和移动节点当前连接到的外部网络的外部NAT64节点的前缀的映射或“绑定”。转换表263通常用于跟踪归属网络中的IPv6节点和外来IPv4节点之间的会话，以及使用外来IPv4节点的存储的虚拟IPv6地址转换它们之间的数据业务。
[0038] 转换模块261将由移动节点发送到对应节点的外出数据分组从IPv6格式转化为IPv4格式。该转换包括从外出数据分组的目的地地址字段检测和去除外部NAT64节点的前缀。外出数据分组的目的地地址字段包含虚拟IPv6地址并且从其去除外部NAT64节点的前缀留下了对应节点的IPv4地址。
[0039] 转换模块261使用转换表中的当前绑定来将从对应节点接收的进入数据分组从IPv4格式转换为IPv6格式。响应于检测到进入数据分组的目的地地址是移动节点的归属地址，转换模块将外部NAT64节点的前缀添加到进入数据分组的源地址。进入数据分组的源地址字段包含对应节点的IPv4地址并且将外部NAT64节点的前缀连结到其中以创建对应节点的虚拟IPv6地址。
[0040] 图3A是在归属节点上实现的用于配置网络以支持移动节点与IPv4网络上的对应节点的持续连接性的过程的一个实施例的流程图。在一个实施例中，在归属代理节点处通过接收来自移动节点的包括它的转交地址的绑定更新(BU)消息(块301)来启动这个过程。移动节点一旦在外部网络中建立了自身就发送绑定更新消息。将通过使用无状态地址配置或外部网络上的本地动态主机配置协议(DHCP)服务器来分配转交地址。绑定更新提供了转交地址给归属代理节点和归属网络，以便于使归属网络能够将在归属网络接收的数据业务转发至移动节点。对应节点利用移动节点的归属地址，该移动节点的归属地址是由归属代理提供服务的，并且又由归属代理节点转发或隧传给移动节点。
[0041] 响应于接收到绑定更新消息，归属代理通过利用DNS服务器启动查找或通过使用归属网络上的安全域间路由(SIDR)，做出转交地址是否属于具有NAT64的外部网络的确定(块303)。通过使用DNS或SIDR的查找可以提供或返回生成转交地址的DNS所使用的一组前缀，如果转交地址使用该前缀，则NAT64存在在外部网络上。这个信息可以作为整体DNS方案或SIDR方案的一部分维护或可以通过查询这样的信息的储存库来获得。如果不存在外部NAT64节点，则如正常的那样继续绑定更新消息的管理，并由归属代理节点存储转交地址并将其绑定到移动节点的归属地址(块305)。
[0042] 然而，如果发现存在外部NAT64节点，则从DNS或S IDR查找而接收到的前缀和转交地址以及相关数据一起通过归属代理节点来存储(块307)。归属代理节点接着发送前缀绑定请求(PBR)至归属NAT64节点(块309)。前缀绑定请求包括先前返回的前缀、移动节点和归属代理的标识符、以及转交地址。归属NAT64节点将前缀绑定到移动节点的归属地址的前缀绑定条目中的移动节点归属地址、转交地址、关联的端口和相关数据(块311)。在具有这个绑定的情况下，归属NAT64节点将能够适当地转换发往归属地址的地址或从移动节点接收的地址。
[0043] 图3A是在归属NAT64节点上实现的用于配置网络以支持移动节点与IPv4网络上的对应节点的持续连接性的过程的一个实施例的流程图。一旦收到来自归属代理节点的前缀绑定请求(块351)，在归属NAT64节点处启动这个过程。归属NAT64节点将前缀和归属地址、转交地址、会话数据以及与移动节点和对应节点之间的通信相关的类似的数据一起存储在转换表中，该转换表使数据业务能够从IPv4格式转换为IPv6格式以及从IPv6格式转换为IPv4格式(块353)。归属NAT64节点接着发送前缀绑定确认(PBA)至归属代理节点(块355)。前缀绑定确认通知归属代理节点，已经由NAT64为前缀绑定请求提供服务，并且NAT64已经准备好处置移动节点的业务。
[0044] 图4是用于在归属网络管理为移动节点所接收的数据业务的过程的一个实施例的图示。响应于在归属代理节点从移动节点接收数据分组(块401)，启动这个过程。归属代理节点检查接收到的数据分组来确定在目的地地址中是否存在前缀(块403)。如果没有检测到前缀，则由归属代理节点将数据业务转发至目的地地址(块411)。然而，如果检测到前缀，则将数据业务隧传至NAT64节点(块405)。前缀存储于本地绑定上，该本地绑定包括移动节点的转交地址和前缀。
[0045] 归属NAT64节点接收数据业务并将数据业务的目的地地址和IPv6虚拟地址转换为对应节点的IPv4地址(块407)。先前已经为归属NAT64节点提供了移动节点的前缀信息并且归属NAT64节点可以使用前缀信息来准确地将IPv6虚拟地址转换为对应节点的IPv4地址。一旦已将IPv4地址插入到数据业务并且数据业务已经重新格式化为IPv4格式，则数据业务可以由归属NAT64节点转发到目的地节点(块409)。
[0046] 图5是用于处置从对应节点接收到的数据业务的过程的一个实施例的流程图。响应于在归属NAT64节点从具有IPv4地址的对应节点接收数据分组，启动这个过程(块
501)。使用归属网络的IPv4地址寻址数据到移动节点的归属地址。在归属网络的归属NAT64节点接收这个数据，该归属网络的归属NAT64节点使用源地址的对应PBE中绑定的前缀转换目的地地址和源地址(块503)。然后将所转换的数据分组从归属NAT64节点隧传到归属代理节点(块505)。归属代理节点将分组隧传至外部网络上的移动节点(块507)。
[0047] 因此，已经描述了用于利用NAT64启用IPv6移动性的方法、系统和装备。将会理解，上面描述意图为说明性的而不是限制性的。一旦阅读和理解上面的描述，对于那些本领域技术人员来说，许多其他的实施例将是显而易见的。因此本发明的范围应该参考所附的权利要求连同这样的权利要求有权享有的等同的完全的范围来确定。
