[发明专利]一种宽带接入服务器创建和上报地址映射关系的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信网络技术领域中运营级地址转换设备（或卡）生成用户地址映射关系，特别是一种宽带接入服务器（Broadband Remote Access Server ，简称BRAS）创建和上报地址映射关系的系统和方法。

背景技术

由于全球IPv4地址资源已经分配完，运营商无法获得新的IPv4公有地址资源，必须逐步引入私有IPv4或者引入IPv6，为用户分配IPv4私有地址或者IPv6地址。当引入私有IPv4，私有源地址的用户访问报文需要经过地址转换设备（NAT）设备，把私有源地址转换成公有源地址，再访问互联网；返回报文则转换目标地址。在引入私有IPv4后，具备地址转换功能的独立设备就称为地址转换设备；具备地址转换功能、插入现有网络设备（如宽带远程接入服务器BRAS或业务路由器SR）的处理卡，就称为地址转换卡。无论地址转换设备或卡，只要部署在运营商网络内，为大量用户，比如互联网宽带接入用户提供地址转换服务，就称为运营级地址转换设备或运营级地址转换卡。运营级地址转换设备（或卡）生成并保持用户会话在转换前后的会话信息，比如生成和维持转换前用户的（私有地址、端口号）与转换后用户的（公有地址，端口号）之间的对应关系，并根据对应关系转换用户报文地址。当用户报文到达后，地址转换设备就用公有地址替换用户报文源地址中的私有地址，用公有地址对应的端口号替换私有地址对应的端口号，即（公有地址，端口号）替换（私有地址，端口号）；对返回报文就用（私有地址，端口号）替换报文目标地址中的（公有地址，端口号）。在替换过程中，私有地址与公有地址采用的端口号可以相同，也可以不同。

目前，运营级地址转换设备（或卡）的网络部署场景主要有：a) 采用PPPoE拨号的地址转换；b) 采用IPoE接入的地址转换。这里简要描述其典型过程：（1）用户采用PPPoE拨号接入，获得IPv4私有地址或IPv6地址。当用户仅获得IPv4私有地址，或同时获得IPv4私有地址和IPv6地址（如NAT444接入方式），运营商网络内部署运营级地址转换设备，为私有IPv4地址用户会话制定源地址和端口号，建立（私有地址，端口号）和（公有地址，端口号）之间的对应关系，并提供地址转换服务。当用户仅获得IPv6地址，并有IPv4访问需求，用户的IPv4报文封装在IPv6隧道中访问互联网（如DS-Lite接入方式），地址转换设备（或卡）不仅需要实现地址转换功能，还需要支持隧道封装和解封装功能；地址转换设备需要为用户会话分配IPv4公有地址和端口号，创建并维持（IPv6地址1，私有地址，端口号1）与（IPv6地址2，公有地址，端口号2）之间的映射关系。IPv6地址1、IPv6地址2分别表示隧道两端设备的IPv6地址，即用户终端地址和地址转换设备的IP地址（具备隧道封装或解封装功能）。端口号1与端口号2分别是转换前后的端口号。当用户报文到达地址转换设备后，地址转换设备解封装隧道报文，获得用户端隧道IPv6源地址、用户报文的IPv4私有地址，端口号等信息，并从公有地址池选择地址与地址转换设备端隧道IPv6地址，创建（IPv6地址1，私有地址，端口号1）与（IPv6地址2，公有地址，端口号2）之间的对应关系。（2）用户采用IPoE接入，直接获得IPv4私有地址或者IPv6地址。用户采用IPoE接入与采用PPPoE接入方式类似。但区别在于，PPPoE拨号方式仅适用于BRAS接入用户方式，并且只是在用户接入时建立（私有地址，端口）与（公有地址，端口号）之间的对应关系。IPoE方式接入用户也需在接入时建立对应关系，但不限于BRAS接入用户，适用于地址转换设备（或卡）部署在网络出口或者宽带远程接入服务器BRAS等多种场景。

在运营商网络中，地址转换设备（或卡）可以和宽带远程接入服务器BRAS部署在一起，为BRAS接入的用户提供地址转换服务；也可以与运营商网络出口设备部署在一起，为运营商网络内所有BRAS接入的用户提供地址转换服务。前者称为分布式部署，后者称为集中式部署。

当用户接入网络，宽带接入服务器支持用户完成认证和地址分配。对于PPPoE拨号接入的用户，用户首先完成认证、再分配IP地址，之后启动计费消息发送；对于IPoE接入的用户，用户首先分配地址，在完成认证，认证完成后启动计费消息发送。无论PPPoE还是IPoE方式的用户，计费信息都由BRAS和认证服务器之间的accounting-start消息携带的Radius属性携带。这个过程是现有宽带接入业务中的标准接入过程。