[发明专利]用于IPv4/IPv6访问的准无状态自适应映射方法

说明书

本申请涉及一种用于IPv4/IPv6访问的准无状态自适应映射方法，该方法在IPv4服务侧部署翻译网关，并在所述翻译网关中构建第一类IPv4/IPv6静态映射表和第二类IPv4/IPv6动态映射表，将无状态静态映射和动态映射按需灵活结合，同时基于测量负反馈灵活调整IPv4/IPv6映射算法参数，从而在保持现有无状态翻译算法的高性能、安全性好、良好的可溯源特性等优势的基础上，可以适应弹性突发的IPv6负载，同时在应对大规模的IPv6在线用户访问时，比已有的技术大幅降低系统开销。

技术领域

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种用于IPv4/IPv6访问的准无状态自适应映射方法和控制系统。

背景技术

目前互联网广泛使用的第四版网络协议IPv4的地址寻址范围是2³²，其地址空间已经在2011年分配完毕。作为IPv4的替代方案，下一代互联网协议IPv6于1998年12月被互联网工程任务组（IETF）公布，并已经在全球得到大规模部署。

根据Cisco的数据，到2021年8月，全球终端用户中，支持IPv6的用户占比已达35%以上。因此，越来越多的存量IPv4服务器需要支持IPv6用户访问。但是，由于IPv4协议和IPv6协议并不兼容，因此如何解决IPv6用户访问IPv4服务器的问题急需解决。

目前实现IPv6用户访问IPv4服务器的技术主要分为两类：双栈技术和翻译技术。其中，双栈技术的思路是将IPv4服务器改造为IPv4/IPv6双栈，就可以实现IPv6用户的访问。但是，从IPv4系统升级为IPv4/IPv6双栈系统，相关的业务系统都需要升级到支持IPv6，同时需要对IPv4用户和IPv6用户进行统一的管理，研发和运维的成本很高。同时运行IPv4/IPv6双栈系统带来了额外的安全风险，病毒可以一部分从IPv4进入，一部分从IPv6进入，在内部完成组合，防不胜防，破坏了原有IPv4的安全等级。

翻译技术的思路是IPv4服务器不做任何改动，在网络出口部署翻译设备或者翻译服务，用翻译设备或服务的IPv4/IPv6翻译功能，来实现IPv6用户对IPv4服务的访问。翻译技术包括网络层翻译技术和应用层翻译技术。

应用层翻译技术终结用户的IPv6连接并向后台IPv4服务器发起新的IPv4连接，作为一个通道传递前后两个连接的数据，需要针对不同应用类型进行适配。无法支持加密和私有应用。对于HTTPS应用，需要劫持证书，带来额外的安全隐患。

网络层翻译技术在网络层进行IPv4/IPv6协议翻译，可以适用于任何应用。根据保存状态的不同，网络层翻译技术又分为有状态翻译技术（RFC6146）和无状态翻译技术（RFC6145/RFC6052/RFC6219）。有状态翻译技术通过保存、跟踪、查找所有连接状态，实现IPv6地址和IPv4地址之间的动态映射。但其需要保存、跟踪、查找所有连接状态，开销大，存在性能瓶颈，且由于动态映射特性，溯源困难。无状态翻译技术不保存任何连接状态，通过事先配置好的IPv4/IPv6地址映射规则来实现翻译，实现IPv6地址和IPv4地址之间的静态映射。静态映射使得翻译系统性能高、安全性好且有很好的实时可溯源性，但现有的无状态翻译技术无法适应急剧突发的IPv6负载，和基于随机IPv6地址的DDoS攻击。公开号为CN103856580B的授权专利公开了一种用于IPv4/IPv6访问的无状态自适应映射方法IPv6客户机访问IPv4服务器的方法，其使用一种用于IPv4/IPv6访问的无状态自适应映射方法单向函数算法把互联网上任意的IPv6地址映射为IPv4私有地址，形成固定映射关系表。但是当同时在线的IPv6用户数量超过IPv4地址池大小（例如100.64.0.0/10，约420万在线用户）时（IPv6负载激增），或者出现随意变换源IPv6地址的DDoS攻击时，会出现IPv4地址冲突情况。在冲突情况下，该专利提出用端口映射的办法，即在记录互联网端IPv6-IPv4地址映射的同时，记录互联网端的端口映射信息，使得冲突的时候可以调整映射后端口。但该方法从一开始就需要记录所有流的端口，如果业务量较大或者出现DDoS攻击时，映射查询的效率会大幅降低，性能开销会大量增加，可能会造成设备不可用。