[发明专利]基于分布式哈希表DHT实现IPv4和IPv6互通的系统和方法

权利要求书

1.一种基于分布式哈希表DHT实现IPv4和IPv6互通的系统，设有分别位于IPv4或IPv6网络内部的路由器、交换机、集线器的各种传统网络设备，且这些网络设备不作任何更改；其特征在于：所述系统还包括：在应用层分别增设地址转换、DHT层构建和维护、路由路径查询、最短路由路径计算和数据包传递的五个顺序链接的功能模块的应用层网关和终端两类设备，其中：

应用层网关GN，为位于IPv4和IPv6网络边界处的双栈网关，负责翻译和转发IPv4和IPv6网络间的数据包；在增设所述五个模块的基础上，各个应用层网关在逻辑上映射构成DHT层覆盖网络；

终端，为位于纯IPv4或纯IPv6网络的双栈主机，用于实现IPv4和IPv6节点间的数据通信；该终端还增设场景判断模块，用于根据当前数据传输的实际状况，判断是否启用DHT层覆盖网络的五个模块来处理与传输数据包。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述增设的五个模块功能是：

地址转换模块，用于与DHT层构建和维护模块配合，完成IPv4或IPv6地址到DHT层地址的统一映射，消除地址逻辑上的差异，为后续操作提供便利；

DHT层构建和维护模块，借鉴与使用DHT机制和方法，完成DHT层的初始化和运行时的维护，负责节点自动加入和离开DHT层覆盖网，保证DHT层覆盖网的完整性；

路由路径查询模块，负责查询从当前节点到目的节点的、符合设定特性规则的路由路径RP；

最短路由路径计算模块，负责消除路由路径查询模块查询到的路由路径RP中的冗余节点，得到一条最短路由路径SRP；该SRP是在确保两个节点间的IP连接、且每个中间节点都是不可缺的路由路径；也就是在最短路由路径中，只有相邻节点通过IP直接连接，其他任何不相邻节点都无法实现IP层的直接连接；

数据包传递模块，负责数据包的传递。 

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述路由路径RP是一个表示从源节点到目标节点的IP层的数据包传输路径的IP地址序列，其中第一个和最后一个IP地址分别是源节点和目的节点的IP地址，其他地址都是中间节点的IP地址；RP具有如下特性：其地址序列为有向序列；序列中的两个相邻地址是属于同一个双栈节点，或是通过传统IPv4或IPv6网直接相连的两个IP地址；DHT层覆盖网络用路由路径RP来替代传统DHT节点路由表中关联的IP地址，所述DHT节点路由表在pastry中为叶子集合和路由表，在chord中为finger表。

4.一种基于分布式哈希表DHT实现IPv4和IPv6互通的系统的工作方法，其特征在于：先构建基于DHT实现IPv4和IPv6互通的DHT层覆盖网，完成构建后，同时执行DHT层覆盖网的维护及其传输数据的操作；其中传输数据的操作过程包括两部分：路由路径查询选择LURP和数据包传递DP前者负责查询与合并路由，再从中选择最短路由路径；后者负责传送数据包，并在DHT层运用DHT算法维护与更新节点路由表，存储和维护各个节点间的路由信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：该方法包括下列操作步骤：

(1)构建基于DHT实现IPv4和IPv6互通的DHT层覆盖网；

(2)利用DHT算法维护节点离开后DHT层覆盖网的完整性；

(3)查询与选择最短路由路径传输数据；且该步骤与步骤(2)同时执行。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)进一步包括下列操作内容：

(11)地址映射转换：采用设定的哈希hash算法将每个节点地址都转换为位数相同的各自的DHT层地址DA，以便将不同地址空间的IPv4和IPv6地址都映射到DHT层覆盖网的地址空间，消除IPv4和IPv6两者地址差异；

(12)节点加入：先将共存的IPv4和IPv6网络分为多个彼此重叠的IPv4和IPv6的DHT覆盖层子网DSnet，其中的重叠节点是在IPv4和IPv6的DSnet间的互通中发挥桥梁作用的应用层网关GN；再将能够实现IP直连的两个节点，认为其位于同一个DSnet；然后利用DHT网中已有的应用层网关GN，将新节点相应地添加到已有的DHT层覆盖网。