[发明专利]IPV4 over IPV6隧道场景中的负载均衡系统及方法

说明书

本发明公开了一种IPV4 over IPV6隧道场景中的负载均衡系统及方法，该系统包括至少一个客户端以及与客户端对应的网关，网关将客户端发出的IPv4数据包封装成IPv6数据包；还包括主服务器和至少一个AFTR处理器，主服务器的输入端与所有网关的输出端连接，网关将上行流量均发往主服务器,入口均采用统一的VIP，主服务器将所有目的IP是VIP的IPv6数据包全部将其MAC头部信息改换，并且存储记录AFTR处理器处理的用户信息，主服务器将目的MAC地址转换成相应的AFTR处理器的MAC地址，将请求分发给相应的AFTR处理器，AFTR处理器与资源网站进行通信。本发明解决了在IPv4 over IPv6隧道中数据包处理场景中，传统的负载均衡软件无法处理隧道数据包的问题，解决了服务器集群中的软件实现负载均衡的问题。

技术领域

本发明属于信息技术领域，涉及一种数据传输系统及方法，具体涉及一种IPV4over IPV6(IPV4向IPV6的转换)隧道场景中的负载均衡系统及方法。

背景技术

我国IPv4地址规模永久性定格(3.32亿)、人均IP(Internet Protocol，网络之间互连的协议)地址持有量的永久性降低，已对新兴互联网经济(移动互联网、电子商务等)的可持续发展、我国信息化(三网融合、物联网、云计算、大数据等)的基础建设、国家信息化战略的部署实施(信息安全、互联网+、宽带中国、智慧城市等)造成严重制约。

目前，广电的IP承载网基本都是基于IPv4的，演进过程首先需要完成承载网对IPv6的支持，继而才能实现业务、认证系统、运营支撑系统等向IPv6迁移，因此，网络从IPv4向IPv6的升级是过渡的重点。网络过渡需要在降低对现网影响、保证业务连续性以及减少过渡成本的基础上，以渐进的过程实现网络的平滑升级，应该综合考虑地址分配方案及网管系统升级方案。

IPv6网络的过渡后期，IPv6流量已经超过IPv4流量，业务已经基本实现对IPv6访问的支持，此时应该以IPv6网络承载IPv4流量为主要方式进行最后阶段的演进。在IPv6网络的过渡后期，IPv6流量已经超过IPv4流量，IPv4协议栈的接入设备成为IPv6网络中的孤岛通信问题。

DS-Lite(Dual-stack lite，轻型双栈协议)是一种典型的IPv4 over IPv6隧道技术，DS-Lite隧道技术的工作原理是：用户侧设备将IPv4流量封装在IPv6隧道内，通过运营商的IPv6接入网络到达“网关”设备后终结IPv6隧道封装，再进行集中式NAT(NetworkAddress Translation，网络地址转换)转换，最终转发至IPv4网络。如图1所示，DS-lite网络主要由三个部分组成：

CPE(Customer Premise Equipment，用户侧设备)：也叫B4终端，位于用户网络侧、用来连接ISP(Internet Service Provider，互联网服务提供商)网络的设备，通常为用户网络的网关。CPE作为IPv4 over IPv6隧道的端点，负责将用户网络的IPv4报文封装成IPv6报文发送给隧道的另一个端点，同时将从隧道接收到的IPv6报文解封装成IPv4报文发送给用户网络。某些用户网络的主机本身也可以作为CPE，直接连接到ISP网络，这样的主机称为DS-lite主机。

AFTR(Address Family Translation Router，地址族转换路由器)：ISP网络中的设备。AFTR同时作为IPv4 over IPv6隧道端点和NAT(Network Address Translation，网络地址转换)网关设备。AFTR负责将解封装后的用户网络报文的源IPv4地址(私网地址)转换为公网地址，并将转换后的报文发送给目的IPv4主机；同时负责将目的IPv4主机返回的应答报文的目的IPv4地址(公网地址)转换为对应的私网地址，并将转换后的报文封装成IPv6报文通过隧道发送给CPE。AFTR进行NAT转换时，同时记录NAT映射关系和IPv4 over IPv6隧道对端设备(即CPE)的IPv6地址，从而实现不同CPE连接的用户网络地址可以重叠。