專利名稱：十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)(DDG)是一種與現(xiàn)有Internet實(shí)現(xiàn)互連互通的網(wǎng)際互聯(lián)設(shè)備，特別基于數(shù)字域名系統(tǒng)裝置(DDNS)和現(xiàn)行TCP/IP協(xié)議IPV4版本構(gòu)建起來的、建立在IP地址長度在1～1024位的，如IPV6、IPV9協(xié)議基礎(chǔ)上的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有的Internet實(shí)現(xiàn)互連互通的網(wǎng)際互聯(lián)設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有Internet網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是20世紀(jì)七十年代后期提出的TCP/IP協(xié)議(即IPV4)，經(jīng)過20多年的實(shí)踐已暴露出來的主要問題有1.IP地址緊張?，F(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)IP地址由美國控制、分配、管理。鑒于此原因，目前多數(shù)局域網(wǎng)內(nèi)采用IPV4私網(wǎng)地址。
2.沒有服務(wù)質(zhì)量(QOS)。這導(dǎo)致許多當(dāng)前流行的多媒體，語音不能實(shí)時(shí)傳輸。
3.不夠安全?，F(xiàn)有的IPV4對數(shù)據(jù)傳輸缺乏IPSec機(jī)制等。
為解決IPV4地址緊張問題，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面，出現(xiàn)了多種解決的技術(shù)方案。其中，現(xiàn)在比較多采用的是一種靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換方法，即局域網(wǎng)只占一個(gè)公網(wǎng)地址的方法，其內(nèi)部網(wǎng)址采用私網(wǎng)地址，如10.0.0.0。另一種是IP公網(wǎng)地址動(dòng)態(tài)分配。這些方法都采用NAT(網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換)技術(shù)，即將局域網(wǎng)客戶端地址轉(zhuǎn)換成私網(wǎng)地址。眾所周知，私網(wǎng)地址只有1700萬個(gè)，仍滿足不了高速增長的廣大網(wǎng)民個(gè)性化的需求。
而目前，以各大學(xué)為主的，國內(nèi)研究跟蹤的新一代Internet，其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(TCP/IP)采用IPV6版本，雖然其IP地址分配不成問題，但特別對需要與硬件物理地址(簡稱MAC地址)捆綁的，迅猛發(fā)展的移動(dòng)通信等領(lǐng)域而言，則仍感不足。至今IPV6仍未達(dá)到實(shí)用階段，而且IPV6網(wǎng)絡(luò)和IPV4網(wǎng)絡(luò)還不能互連互通，即IPV4客戶端與IPV6的客戶端不能互通，這些都嚴(yán)重制約了互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
如前所述，十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)(DDG)就是為解決現(xiàn)有Internet網(wǎng)中IP地址嚴(yán)重緊張的問題，進(jìn)而構(gòu)建一個(gè)有別于現(xiàn)有以IPV4協(xié)議網(wǎng)絡(luò)的，采用以十進(jìn)制數(shù)算法和十進(jìn)制數(shù)文本表示的一種新的TCP/IP協(xié)議的，其IP地址長度在1～1024位的——如IPV9協(xié)議而建立的，獨(dú)立、可控、安全的，有自主知識產(chǎn)權(quán)、自主分配IP地址的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有Internet實(shí)現(xiàn)互連互通的網(wǎng)際互聯(lián)設(shè)備。
如同IPV4向IPV6有一個(gè)平滑過渡的問題一樣，IPV9也有個(gè)過渡期的問題即在其與現(xiàn)有IPV4網(wǎng)絡(luò)逐步建立互相兼容的一個(gè)過渡期。
本發(fā)明采用數(shù)字域名解析系統(tǒng)(DDNS)與網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)(NAT)的系統(tǒng)組合來完成IP地址的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間相互訪問的基本技術(shù)原理。特別在IPV9過渡期中，通過上述系統(tǒng)組合實(shí)現(xiàn)IPV9協(xié)議網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有IPV4協(xié)議網(wǎng)絡(luò)的互連互通。
本發(fā)明旨在對IP地址長度在32位以上的，如IPV9(IP地址長度在1～1024位)過渡期中，內(nèi)部地址能夠按照全局地址分配，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部主機(jī)能夠與外部主機(jī)進(jìn)行通信互訪。當(dāng)內(nèi)部主機(jī)要求訪問外部地址時(shí)，通過DDNS與NAT配合的系統(tǒng)組合來完成地址的轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)相互訪問；反之，當(dāng)外部主機(jī)要求訪問內(nèi)部地址時(shí)，通過自定義的——十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)協(xié)議5經(jīng)外部的DDNS與NAT，完成地址映射，實(shí)現(xiàn)雙向訪問的目的。
本發(fā)明十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的工作原理可通過“地址解析、轉(zhuǎn)換流程圖”——附圖1，結(jié)合下表——“域名解析、轉(zhuǎn)換功能列表”得知。
域名解析、轉(zhuǎn)換功能列表 DDNS1、DDNS2和NAT1、NAT2功能說明從上不難看出，DDNS1，DDNS2；NAT1，NAT2功能與一般的DNS、NAT的概念不同，它們之間是通過十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)協(xié)議5成為有機(jī)的結(jié)合。
其通過一個(gè)實(shí)現(xiàn)IP地址轉(zhuǎn)換、子網(wǎng)內(nèi)部自定義、自由分配網(wǎng)絡(luò)地址的，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部與外部通信互訪的十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)絡(luò)(DDInternet)的根域名DDNS11，具有保留DDInternet網(wǎng)內(nèi)域名和地址及記憶(緩存)外網(wǎng)的域名和IP地址的DDNS22和同樣具有地址轉(zhuǎn)換功能的、至少有一個(gè)內(nèi)部端口，一個(gè)外部地址的靜態(tài)NAT13、動(dòng)態(tài)NAT24及其軟件系統(tǒng)和十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)協(xié)議5的系統(tǒng)組合，與基于數(shù)字域名系統(tǒng)裝置(DDNS)和現(xiàn)有TCP/IP協(xié)議IPV4版本構(gòu)建起來的、IP地址長度在1～1024位的，IP地址采用十進(jìn)制數(shù)的全數(shù)字組成的域名進(jìn)行一一對應(yīng)解析地址，IP地址長度在1～1024位的；也可采用IPV4地址和IPV6地址。獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互連互通的。
其中十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)絡(luò)(DDInternet)的根域名DDNS11和客戶端都只裝入了所在域內(nèi)設(shè)備的域名和與其一對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)IP地址。其硬件由至少一個(gè)基本配置并共用一條執(zhí)行十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)協(xié)議5的專用通道和包括基于編程的專用平臺，解析軟件及NAT軟件的軟件系統(tǒng)。
DDNS11DDNS11就是DDInternet(十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)絡(luò))的根域名，它只裝入所在域內(nèi)設(shè)備的域名和與其對應(yīng)的IP地址，每個(gè)域名對應(yīng)十進(jìn)制數(shù)的IP地址；沒有Internet網(wǎng)上域名和IP地址，且不允許所在域內(nèi)客戶端保存域外的域名和IP地址。同樣，客戶端也只裝入所在域內(nèi)設(shè)備的域名和與其對應(yīng)的IP地址，每個(gè)域名對應(yīng)十進(jìn)制數(shù)的IP地址。
DDNS22處于Internet網(wǎng)上的DDNS，它的父DDNS應(yīng)有個(gè)指向；除了保留DDInternet網(wǎng)內(nèi)域名和地址外，還具有記憶(緩存)外網(wǎng)的域名和IP地址，但在Internet上看DNS，所有內(nèi)網(wǎng)的數(shù)字域名只有少數(shù)共同的IP地址，這一點(diǎn)是與DDNS11不同的地方。
NAT網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(Network Address Translation)技術(shù)，是一種將無法在Internet網(wǎng)絡(luò)上使用的保留IP地址翻譯成可以在Internet網(wǎng)絡(luò)上使用的合法IP地址的機(jī)制，即在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，毋需經(jīng)過申請，根據(jù)需要可以隨意自定義的IP地址。在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，各計(jì)算機(jī)間通過內(nèi)部的IP地址進(jìn)行通信。而當(dāng)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)要與外部的Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信時(shí)，具有NAT功能的設(shè)備負(fù)責(zé)將其內(nèi)部IP地址轉(zhuǎn)換合法的IP地址(即經(jīng)過正式申請的IP地址)。
傳統(tǒng)的NAT有三種類型靜態(tài)NAT。內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)主機(jī)都被永久映射成外部網(wǎng)絡(luò)中某一個(gè)合法地址。動(dòng)態(tài)NAT。則只是地址轉(zhuǎn)換，它為每一個(gè)內(nèi)部IP地址分配一個(gè)臨時(shí)的外部IP地址。地址復(fù)用(PAT)它能使多個(gè)內(nèi)部地址映射到同一個(gè)全球地址，也可稱為“多對一”NAT。
本發(fā)明的NAT是靜態(tài)NAT和動(dòng)態(tài)NAT的結(jié)合，既利用對方的唯一地址，又利用NAT的端口號。從兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)來看都認(rèn)為對方是一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)地址可達(dá)232以上。
如在源地址和目的地址相同的情況則通過DDNS發(fā)向?qū)Ψ降木W(wǎng)絡(luò)，則兩個(gè)NAT轉(zhuǎn)換后源地址將隱含，因而信息在向?qū)Ψ絺魉蜁r(shí)不會(huì)誤操作。需要強(qiáng)調(diào)的是在內(nèi)外網(wǎng)相同IP地址情況下，是通過DDNS區(qū)別數(shù)字域名和非數(shù)字域名完成的，NAT完成地址的映射及隱含。
NAT13建立內(nèi)網(wǎng)地址和NAT13地址端口的映射表，并在內(nèi)核中對包進(jìn)行監(jiān)聽，對需要處理的包進(jìn)行應(yīng)用處理再嵌入內(nèi)核中，一般只作頭的修改，不改數(shù)據(jù)包。
NAT24原理要求同NAT13。
本發(fā)明的十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)采用分布式并行處理方式。


圖1本發(fā)明的一種十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)的地址解析、轉(zhuǎn)換流程2本發(fā)明的一種十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)DDG的組成與結(jié)構(gòu)框3本發(fā)明的一種十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)連接示意圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步說明實(shí)施例十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)(DDG)系統(tǒng)基本配置包括硬件由共主板雙機(jī)機(jī)架式工控機(jī)組成，軟件由兩套DDNS、NAT組成。
硬件配置國產(chǎn)2U機(jī)箱PIII/800×2、共同電源/國產(chǎn)4U機(jī)箱、賽揚(yáng)750CPU板；10M/100M以太網(wǎng)卡(另外二塊網(wǎng)卡在主板上)；256M內(nèi)存；10G～20G IDE小硬盤。
一條共用的執(zhí)行十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)協(xié)議5的專用通道。
軟件配置系統(tǒng)軟件基于Linux的專用平臺；DDNS軟件和NAT軟件各二套。
本發(fā)明的主要突出效果1、通過本發(fā)明技術(shù)方案可實(shí)現(xiàn)一個(gè)擁有自主分配可達(dá)2256(理論值)IP地址的，既獨(dú)立于現(xiàn)有的Internet網(wǎng)，又能與現(xiàn)有的Internet網(wǎng)絡(luò)互連互通。
2、從網(wǎng)絡(luò)DDNS及NAT系統(tǒng)組合結(jié)構(gòu)上保證了網(wǎng)絡(luò)的安全性、可控性、獨(dú)立性。
3、采用國產(chǎn)的硬件和自主開發(fā)的軟件，既保證了網(wǎng)絡(luò)的安全性，同時(shí)降低了系統(tǒng)成本。
權(quán)利要求
1.十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)(DDG)一種可與現(xiàn)有Internet實(shí)現(xiàn)互連互通的網(wǎng)際互聯(lián)設(shè)備，其特征是通過一個(gè)實(shí)現(xiàn)IP地址轉(zhuǎn)換、子網(wǎng)內(nèi)部自定義、自由分配網(wǎng)絡(luò)地址的，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部與外部通信互訪的十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)絡(luò)(DDInternet)的根域名DDNS1(1)，具有保留DDInternet網(wǎng)內(nèi)域名和地址及記憶(緩存)外網(wǎng)的域名和IP地址的DDNS2(2)和同樣具有地址轉(zhuǎn)換功能的、至少有一個(gè)內(nèi)部端口，一個(gè)外部地址的靜態(tài)NAT1(3)、動(dòng)態(tài)NAT2(4)及其軟件系統(tǒng)和十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)協(xié)議(5)的系統(tǒng)組合，與基于數(shù)字域名系統(tǒng)裝置(DDNS)和現(xiàn)有TCP/IP協(xié)議IPV4版本構(gòu)建起來的、IP地址長度在1～1024位的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互連互通。
2.如權(quán)利要求1所述的十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)，其特征是十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)絡(luò)(DDInternet)的根域名DDNS1(1)和客戶端都只裝入了所在域內(nèi)設(shè)備的域名和與其一一對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)IP地址。
3.如權(quán)利要求1或2所述的十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)，其特征是獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)的IP地址采用十進(jìn)制數(shù)的全數(shù)字組成的域名進(jìn)行一一對應(yīng)解析地址，IP地址長度在1～1024位的；也可采用IPV4地址和IPV6地址。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)，其特征是硬件由至少一個(gè)基本配置并共用一條執(zhí)行十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)協(xié)議(5)的專用通道和包括基于編程的專用平臺，解析軟件及NAT軟件的軟件系統(tǒng)。
全文摘要
十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)關(guān)(DDG)是一種與現(xiàn)有Internet實(shí)現(xiàn)互連互通的網(wǎng)際互聯(lián)設(shè)備，其通過一個(gè)實(shí)現(xiàn)IP地址轉(zhuǎn)換、子網(wǎng)內(nèi)部自定義、自由分配網(wǎng)絡(luò)地址的，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部與外部通信互訪的十進(jìn)制數(shù)網(wǎng)絡(luò)(DDInternet)的根域名DDNS
文檔編號H04L12/66GK1516415SQ0311481
公開日2004年7月28日 申請日期2003年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月10日
發(fā)明者謝建平, 陸晗, 黃昌富, 王慶豐, 鄧文增, 朱海春, 金黎明, 鄭西畏, 鐘偉 申請人:上海通用化工技術(shù)研究所