[发明专利]基于Buddy方式的端口分配方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及互联网技术领域，特别涉及一种基于Buddy方式的端口分配方法及系统。

背景技术

随着互联网的快速发展，IPv4网络规模不断扩大，IPv4地址的紧缺的问题日益凸显。2012年2月3日，全球互联网数字分配机构(IANA)宣布，全球IPv4地址已经被全部分配完毕。IPv6拥有丰富的地址资源和良好的端对端特性，但是由于IPv6与IPv4编址和路由互不兼容，使得实现IPv4向IPv6的全面过渡具有较大难度。目前互联网处于IPv4和IPv6共存的时期，需要过渡技术实现IPv4与IPv6的互通，从而促进IPv6的发展。同时过渡技术也需要考虑缓解国内外部分运营商IPv4地址资源短缺的压力。

IPv6过渡技术主要分为翻译技术和隧道技术。IETF成立了Softwire工作组以促进基于隧道技术的过渡机制的发展和标准化。随着IPv6接入网的逐渐建成，接入网过渡逐渐成为IETF讨论的热点，如Lightweight 4over6隧道过渡技术及MAP隧道/翻译过渡技术等。这些过渡技术为提高IPv4地址的利用率，采用划分端口段的方式实现地址共享。一个完整的IP地址拥有65535个端口进行数据通信。除去系统预留的端口段(如0～1023号端口)，其余的端口可以供我们任意的分配使用。而用户在进行网络通信时使用的端口数量是有限的。因此，为了提高IPv4地址的利用率，我们可以将分配完整地址的方式转变成分配地址加端口段的方式，即用户并非各自独享一个IP地址，而是要多个用户共同使用同一个IP地址，每个用户只使用这个IP地址下的一个端口区间，且他们所使用的端口区间互不重叠。

现有方案中尚没有一种简单高效的地址复用方式，有的方案采用固定端口段大小的分配机制，即共享某一IP地址的每个用户所分配到的端口段大小一样，灵活性较差。用同样大小的端口段去满足不同大小的分配请求，也会在一定程度上造成端口的浪费。同时，缺乏良好的端口段回收和管理机制，使得系统分配地址资源效率低，端口段利用率低。IPv6过渡技术需要新的地址资源管理模块，来获得更好的地址利用率。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为达到上述目的，本发明一方面的实施例提出一种基于Buddy方式的端口分配方法，包括以下步骤：S1：接收用户的端口段使用请求，其中，所述使用请求包括所要使用的端口段大小；S2：根据所要使用的所述端口段大小在端口列表中查找是否存在相同大小的未占用端口段；S3：如果在所述端口列表中查找到相同大小的端口段则将所述相同的端口段分配给用户，并从对应的所述端口列表中删除所述端口段的信息；以及S4：如果在所述端口列表中没有找到相同大小的端口段则拆分比用户请求的所述端口段大的端口段直到查找到与用户请求端口段相同大小的端口段，并将所述相同大小的端口段分配给用户。

根据本发明实施例的方法，通过端口段的拆分从而高效地分配端口，提高了端口的利用率。

本发明的一个实例中，所述方法还包括：S5：回收用户使用后所释放的所述端口段，并将回收的所述端口段信息添加到相应的端口列表中。

本发明的一个实例中，所述步骤S4具体包括：S41：如果在所述端口列表中没有找到相同大小的端口段则查找大小为2ⁿ*用户请求端口段，其中，n为自然数；S42：将所述查找到的端口段进行拆分直到符合用户请求端口段大小，并将符合用户请求的所述端口段分配给用户，其中，不符合的端口段信息被添加到对应的端口列表中。

本发明的一个实例中，所述步骤S5具体包括：S51：回收用户使用后所释放的所述端口段；S52：将回收的端口段信息添加到相应的端口列表中；以及S53：如果存在未被占用相邻的两个相同大小的端口段则将所述两个端口段合并为一个上一级端口段并将所述两个端口段的对应端口信息删除且将所述合并后的所述端口段信息添加到对应的端口列表中，其中，如果存在未被占用相邻的且与所述上一级端口段相同大小的端口段时还可以进一步合并。

本发明的一个实例中，所述端口段大小为2ⁿ，其中，n为自然数，并且相同大小的所述端口段按照一定的顺序排放在一起。