專(zhuān)利名稱(chēng)：一種可以取代IPv6的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種擴(kuò)大互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)址空間的方法。
背景技術(shù)：
互聯(lián)網(wǎng)所帶動(dòng)的信息革命，在短短二十余年間顯著地改變了世界，這是最初的網(wǎng) 絡(luò)設(shè)計(jì)者們始料未及的。當(dāng)初被認(rèn)為是不可能用完的32位網(wǎng)址現(xiàn)在居然已經(jīng)用去大半。除 了互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)源地美國(guó)之外，世界其他各國(guó)都將很快面臨網(wǎng)址枯竭。美國(guó)互聯(lián)網(wǎng)官方1998年推薦的IPv6協(xié)議雖然可以提供巨量網(wǎng)址，卻與現(xiàn)行的 IPv4協(xié)議完全不兼容。雖然全球網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)家在過(guò)去十年全力推動(dòng)IPv6，卻由于不能與IPv4 網(wǎng)無(wú)縫連接，至今無(wú)法商業(yè)實(shí)施，導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一些前沿被IP網(wǎng)址短缺問(wèn)題卡住。由 于互聯(lián)網(wǎng)發(fā)源地美國(guó)存有大量?jī)?chǔ)備網(wǎng)址，估計(jì)靠IPv4可撐10年以上，在此期間IPv6將舉 步維艱。另外在IPv6協(xié)議下，互聯(lián)網(wǎng)將依然是一個(gè)以美國(guó)為中心的網(wǎng)絡(luò)，其協(xié)議體系知識(shí) 產(chǎn)權(quán)的絕大部分都不屬于中國(guó)。在美國(guó)互聯(lián)網(wǎng)官方的技術(shù)文件“征求意見(jiàn)公告1385號(hào)”(RFC1385，1992年)中曾 經(jīng)提出一種試驗(yàn)性方案來(lái)擴(kuò)大互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)址空間，其中首次提出了以劃分多個(gè)具有32位 (二進(jìn)制；下同)網(wǎng)址的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的方式來(lái)擴(kuò)大網(wǎng)址空間，并采取“向上方加號(hào)”的方法在全 網(wǎng)內(nèi)區(qū)分不同的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域。RFC1385所設(shè)想的是以“就地分裂自治”的方式擴(kuò)大互聯(lián)網(wǎng)只 有地域毗鄰的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域之間通過(guò)網(wǎng)關(guān)互有連接，網(wǎng)絡(luò)區(qū)域之間的網(wǎng)關(guān)利用新加上的“網(wǎng)絡(luò) 號(hào)”(未指明是否32位)進(jìn)行網(wǎng)址翻譯，從而實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)區(qū)域之間的尋址。RFC1385中另 一個(gè)有價(jià)值的提議是，將“網(wǎng)絡(luò)號(hào)”儲(chǔ)存在一個(gè)新設(shè)立的IPv4選項(xiàng)中進(jìn)行傳送，以避免破壞 現(xiàn)行互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議框架。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)200710073741 (2007年)中也提出建立具有32位網(wǎng)址的“元地址 區(qū)”，又稱(chēng)“元IP地址區(qū)”，并采取多層32位網(wǎng)址堆疊的方法來(lái)區(qū)分不同的“元地址區(qū)”(這 相當(dāng)于在RFC1385的基礎(chǔ)上，“向上方加入多層32位網(wǎng)絡(luò)號(hào)”)?？上У氖?，該方案的其余部 分不盡合理，例如沒(méi)有利用IPv4選項(xiàng)，而是要求改變傳輸層協(xié)議的識(shí)別號(hào)，這就破壞了與 現(xiàn)行互聯(lián)網(wǎng)的兼容性。本發(fā)明以RFC1385和中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)200710073741中的合理部分作為現(xiàn)有技術(shù)， 繼承其中劃分網(wǎng)絡(luò)區(qū)域、利用IPv4新選項(xiàng)儲(chǔ)存新增加的信息、和網(wǎng)址堆疊的方法，尋求在 不破壞與現(xiàn)行互聯(lián)網(wǎng)的兼容性、并盡可能少作改動(dòng)的前提下擴(kuò)大網(wǎng)址空間。不改變現(xiàn)有的 尋址模式，就意味著繼續(xù)使用32位用戶網(wǎng)址，以達(dá)到繼續(xù)使用現(xiàn)有IPv4硬件、繼續(xù)使用現(xiàn) 有的路由系統(tǒng)、和盡可能少改變網(wǎng)絡(luò)軟件的目的。這就要求以現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)為“模板”新建 具有32位網(wǎng)址的網(wǎng)絡(luò)單位。我們將此網(wǎng)絡(luò)單位重新取名“網(wǎng)塊”，一是因?yàn)镽FC1385中沒(méi) 有為網(wǎng)絡(luò)區(qū)域取名；二是因?yàn)?，就網(wǎng)絡(luò)中的地位而言，本發(fā)明中的“網(wǎng)塊”與中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng) 200710073741中的“元地址區(qū)”有本質(zhì)上的不同后者從屬于現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)，以現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)為 最高層的“樹(shù)根”，仍然形成一個(gè)有中心的樹(shù)型互聯(lián)網(wǎng)；而在本發(fā)明中，互聯(lián)網(wǎng)的最高層將由 彼此平等的網(wǎng)塊構(gòu)成，既非樹(shù)狀結(jié)構(gòu)、也沒(méi)有中心。
本發(fā)明是一種網(wǎng)絡(luò)層通訊協(xié)議，可稱(chēng)為超聯(lián)協(xié)議，其英文標(biāo)準(zhǔn)譯名可使用Ultra LinkInternet Protocol，縮寫(xiě)為 ULIP.超聯(lián)協(xié)議在形式上是現(xiàn)行IPv4協(xié)議的合法擴(kuò)充，不要求改變網(wǎng)絡(luò)層以外的協(xié) 議。本發(fā)明采用新的方法連接網(wǎng)塊。除了網(wǎng)塊、IPv4新選項(xiàng)、和網(wǎng)址堆疊之外，本發(fā)明與 RFC1385和中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)200710073741沒(méi)有其它共同之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的要點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)塊之間有效連接的下列概念和方法(1)網(wǎng)塊網(wǎng)址為每個(gè)網(wǎng)塊選擇一個(gè)32位網(wǎng)址作為進(jìn)入該網(wǎng)塊的入口，稱(chēng)為網(wǎng)塊 網(wǎng)址。數(shù)據(jù)包從其它網(wǎng)塊進(jìn)入某網(wǎng)塊之前，最后經(jīng)過(guò)的一定是該網(wǎng)塊的網(wǎng)塊網(wǎng)址。作為對(duì) 比，在中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)200710073741中，從不同的方向進(jìn)入“元地址區(qū)”需要經(jīng)過(guò)不同的網(wǎng) 址；而RFC1385采用比較昂貴的網(wǎng)址翻譯，并不將“網(wǎng)絡(luò)號(hào)”賦予任何網(wǎng)關(guān)。由于網(wǎng)塊網(wǎng)址 是從其它網(wǎng)塊進(jìn)入本網(wǎng)塊的入口，網(wǎng)塊網(wǎng)址原則上不能由網(wǎng)塊本身決定，而是由其它網(wǎng)塊 決定的。起點(diǎn)、終點(diǎn)處于同一網(wǎng)塊的數(shù)據(jù)包，在傳送途中將不經(jīng)過(guò)網(wǎng)塊網(wǎng)址。(2)超級(jí)網(wǎng)關(guān)為連接在任何兩個(gè)網(wǎng)塊之間的特殊網(wǎng)關(guān)。每個(gè)超級(jí)網(wǎng)關(guān)的兩個(gè)端 口必須使用互不相同的網(wǎng)址，它們分別是超級(jí)網(wǎng)關(guān)另一側(cè)的網(wǎng)塊網(wǎng)址，如

圖1所示。作為對(duì) 比，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)200710073741中的“元網(wǎng)關(guān)”其兩個(gè)端口使用相同的網(wǎng)址，因而與超級(jí)網(wǎng) 關(guān)有本質(zhì)的區(qū)別。超級(jí)網(wǎng)關(guān)的上述連接方式是確立網(wǎng)塊網(wǎng)址和建立超級(jí)路由的基礎(chǔ)。(3)網(wǎng)塊群每一對(duì)網(wǎng)塊都有超級(jí)網(wǎng)關(guān)相連的一組網(wǎng)塊，稱(chēng)為網(wǎng)塊群。網(wǎng)塊群內(nèi)的 網(wǎng)塊互為同群網(wǎng)塊。同群網(wǎng)塊彼此平等，因此新互聯(lián)網(wǎng)將沒(méi)有中心。(4)子網(wǎng)塊、母網(wǎng)塊、完全網(wǎng)址網(wǎng)塊下方可以連接子網(wǎng)塊，上方的網(wǎng)塊則稱(chēng)為母 網(wǎng)塊。新互聯(lián)網(wǎng)中的兩個(gè)網(wǎng)塊可以有相同的網(wǎng)塊網(wǎng)址，但這時(shí)它們的母網(wǎng)塊、祖母網(wǎng)塊、… 等諸層網(wǎng)塊網(wǎng)址當(dāng)中必然至少有一個(gè)不同，由此唯一地確定網(wǎng)塊的位置。借用中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)200710073741中的“網(wǎng)址堆疊”方法，從用戶網(wǎng)址開(kāi)始，依次向 上堆疊本網(wǎng)塊網(wǎng)址，以及母網(wǎng)塊網(wǎng)址、祖母網(wǎng)塊網(wǎng)址等等(如果存在的話)，就形成用戶的 完全網(wǎng)址。完全網(wǎng)址在全網(wǎng)范圍唯一。一個(gè)完全網(wǎng)址含有若干層32位IPv4網(wǎng)址。如果一個(gè)網(wǎng)塊內(nèi)部的用戶完全網(wǎng)址是 2層的，則該網(wǎng)塊稱(chēng)為雙層網(wǎng)址網(wǎng)塊，簡(jiǎn)稱(chēng)L2網(wǎng)塊；依此類(lèi)推可以有L3、L4、L5網(wǎng)塊。不存 在“單層網(wǎng)址網(wǎng)塊” L2網(wǎng)塊沒(méi)有母網(wǎng)塊。一個(gè)L3網(wǎng)塊一定是某個(gè)L2網(wǎng)塊的子網(wǎng)塊，一個(gè) L4網(wǎng)塊則必定是某個(gè)L3網(wǎng)塊的子網(wǎng)塊，依此類(lèi)推。在不突破IPv4數(shù)據(jù)包格式的前提下，按照超聯(lián)協(xié)議擴(kuò)大后，互聯(lián)網(wǎng)的最大容量 (不包括網(wǎng)塊網(wǎng)址)約為IPv6的1700萬(wàn)倍。現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)將自動(dòng)成為L(zhǎng)2網(wǎng)塊之一，可簡(jiǎn)稱(chēng)“舊網(wǎng)”。預(yù)計(jì)舊網(wǎng)將是唯一的多國(guó)共 享L2網(wǎng)塊。各國(guó)將建立自己的L2網(wǎng)塊，L2網(wǎng)塊群將成為新互聯(lián)網(wǎng)的最高層結(jié)構(gòu)。(5)姊妹網(wǎng)塊群簡(jiǎn)稱(chēng)姊妹群。在某些網(wǎng)塊之間通訊需求不多的情況下，同層、同 母的網(wǎng)塊可以形成多于一個(gè)網(wǎng)塊群；這些同層、同母的網(wǎng)塊群之間僅有(但必須有)有限的 連接，稱(chēng)為姊妹網(wǎng)塊群。各姊妹群中的所有網(wǎng)塊具有相同的網(wǎng)址層數(shù)和共同的母網(wǎng)塊(L2 姊妹群則沒(méi)有母網(wǎng)塊)。建立姊妹群可以節(jié)省超級(jí)網(wǎng)關(guān)。
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各國(guó)相繼建立的L2網(wǎng)塊，或者形成單一的L2網(wǎng)塊群，或者按照地域、通訊需求等 關(guān)系形成若干個(gè)互相連接的L2姊妹群，但預(yù)計(jì)舊網(wǎng)將是所有L2姊妹群的共有成員。(6)超聯(lián)協(xié)議選項(xiàng)這是為超聯(lián)協(xié)議建立的IPv4新選項(xiàng)，用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包在傳送 途中必須經(jīng)過(guò)的網(wǎng)塊網(wǎng)址、起點(diǎn)或終點(diǎn)的主機(jī)網(wǎng)址、以及其它信息，如下面表格所示。此選 項(xiàng)的引入，使超聯(lián)協(xié)議得以避免破壞現(xiàn)行的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系，并使新建網(wǎng)塊中的用戶可以訪 問(wèn)舊網(wǎng)中未升級(jí)的網(wǎng)站。此選項(xiàng)的創(chuàng)意來(lái)自RFC1385，本發(fā)明按照超級(jí)路由的操作和安全需 要設(shè)計(jì)了具體格式。
褢1:
權(quán)利要求
1.本發(fā)明是一種新的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，以現(xiàn)存互聯(lián)網(wǎng)為模板建立同樣大小的網(wǎng)塊，不改變 IPv4的框架以及其它各層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在現(xiàn)行的IPv4協(xié)議中加入一個(gè)新的選項(xiàng)以?xún)?chǔ)存網(wǎng)塊 尋址所需的信息，通過(guò)增加網(wǎng)塊的方式擴(kuò)大互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)址空間。該新協(xié)議的特征為給每個(gè)網(wǎng) 塊賦予一個(gè)確定的入口網(wǎng)址，稱(chēng)為網(wǎng)塊網(wǎng)址；網(wǎng)塊通過(guò)特殊網(wǎng)關(guān)(稱(chēng)為超級(jí)網(wǎng)關(guān))相連，跨 網(wǎng)塊傳遞的數(shù)據(jù)包通過(guò)超級(jí)網(wǎng)關(guān)之間的協(xié)作(稱(chēng)為超級(jí)路由)送往目標(biāo)網(wǎng)塊。按照該協(xié)議 新建的網(wǎng)塊可以與現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)單向無(wú)縫連接，新網(wǎng)塊中的用戶將可以訪問(wèn)現(xiàn)存互聯(lián)網(wǎng)中未 升級(jí)的的網(wǎng)站，從而避免IPv6難以啟動(dòng)的困難。該新協(xié)議可稱(chēng)為超聯(lián)協(xié)議，由下列概念和 方法構(gòu)成(1)網(wǎng)塊網(wǎng)址網(wǎng)塊的入口網(wǎng)址。數(shù)據(jù)包從其它網(wǎng)塊進(jìn)入某網(wǎng)塊之前，最后經(jīng)過(guò)的一 定是該網(wǎng)塊的網(wǎng)塊網(wǎng)址；起點(diǎn)、終點(diǎn)處于同一網(wǎng)塊中的數(shù)據(jù)包，在傳遞途中則不經(jīng)過(guò)網(wǎng)塊網(wǎng)址。(2)超級(jí)網(wǎng)關(guān)連接兩個(gè)網(wǎng)塊的特殊網(wǎng)關(guān)。每個(gè)超級(jí)網(wǎng)關(guān)的兩個(gè)端口擁有不同的網(wǎng)址， 分別是另一側(cè)的網(wǎng)塊網(wǎng)址。(3)網(wǎng)塊群每一對(duì)網(wǎng)塊都有超級(jí)網(wǎng)關(guān)相連的一組網(wǎng)塊，稱(chēng)為網(wǎng)塊群。網(wǎng)塊群內(nèi)的網(wǎng)塊 互為同群網(wǎng)塊。(4)超聯(lián)協(xié)議選項(xiàng)這是為超聯(lián)協(xié)議建立的新的IPv4選項(xiàng)，用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包在傳送途 中必須經(jīng)過(guò)的網(wǎng)址和其它輔助信息。(5)超級(jí)路由超級(jí)網(wǎng)關(guān)集體協(xié)作將數(shù)據(jù)包送往目標(biāo)網(wǎng)塊的過(guò)程。每個(gè)網(wǎng)塊上的大部 分超級(jí)網(wǎng)關(guān)都在網(wǎng)塊內(nèi)部的路由表中宣布彼此相通；超級(jí)網(wǎng)關(guān)通過(guò)網(wǎng)址代換，將數(shù)據(jù)包輾 轉(zhuǎn)送到目標(biāo)網(wǎng)塊中，并在起點(diǎn)和終點(diǎn)之間造成經(jīng)由不同網(wǎng)塊的多條備用傳輸路徑。這樣的 傳遞過(guò)程類(lèi)似于普通路由，但卻不能由普通路由系統(tǒng)執(zhí)行，因此稱(chēng)為超級(jí)路由。超級(jí)網(wǎng)關(guān)可 以通過(guò)普通路由表調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)流在各傳輸路徑之間的分配。超級(jí)路由還負(fù)責(zé)協(xié)助實(shí)現(xiàn)新、舊 網(wǎng)互通。(6)代理超級(jí)網(wǎng)關(guān)與某個(gè)超級(jí)網(wǎng)關(guān)平行連接于兩個(gè)網(wǎng)塊之間的一個(gè)或多個(gè)特殊網(wǎng) 關(guān)。代理超級(jí)網(wǎng)關(guān)的端口網(wǎng)址屬于特定的預(yù)留網(wǎng)址范圍，其兩個(gè)端口的網(wǎng)址可以相同。代 理超級(jí)網(wǎng)關(guān)在路由表中宣布通往被代理的超級(jí)網(wǎng)關(guān)，并借用被代理的超級(jí)網(wǎng)關(guān)的兩個(gè)端口 網(wǎng)址進(jìn)行超級(jí)路由操作。(7)路由安全戳一個(gè)32位二選制整數(shù)密碼，是超聯(lián)協(xié)議的安全機(jī)制的組成部分。路由 安全戳僅在一個(gè)國(guó)家內(nèi)部的超級(jí)網(wǎng)關(guān)之間流通，用來(lái)防止偽造從一個(gè)超級(jí)網(wǎng)關(guān)發(fā)往另一個(gè) 超級(jí)網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)包。路由安全戳保存在超聯(lián)協(xié)議選項(xiàng)中，由第一個(gè)和最后一個(gè)收到數(shù)據(jù)包 的超級(jí)網(wǎng)關(guān)分別加蓋和清除。國(guó)境上的超級(jí)網(wǎng)關(guān)還負(fù)責(zé)清除出境數(shù)據(jù)包中的路由安全戳。 本發(fā)明不包括路由安全戳的細(xì)節(jié)。(8)超級(jí)網(wǎng)關(guān)管理協(xié)議是一個(gè)為管理超級(jí)網(wǎng)關(guān)而設(shè)立的、作為安全機(jī)制組成部分的 輔助協(xié)議。此協(xié)議類(lèi)似于現(xiàn)行的、管理路由器所使用的的協(xié)議，但應(yīng)該僅在一個(gè)國(guó)家的國(guó)境 內(nèi)使用；全球可以統(tǒng)一該協(xié)議的識(shí)別號(hào)，但各國(guó)不必共享協(xié)議的格式和密碼。本發(fā)明不包括 超級(jí)網(wǎng)關(guān)管理協(xié)議的細(xì)節(jié)。
2.將權(quán)利要求1中的概念和方法應(yīng)用于本發(fā)明實(shí)施之前、IPv4升級(jí)之后的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。
3.將權(quán)利要求1中的“超聯(lián)協(xié)議選項(xiàng)”用于協(xié)助IPv6與IPv4的互通，為數(shù)據(jù)包在IPv4網(wǎng)內(nèi)傳遞過(guò)程中儲(chǔ)存IPv6網(wǎng)址，以解決IPv6與IPv4共存期內(nèi)網(wǎng)址映射的困難。
全文摘要
一種新的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，以現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)為模板建立同樣大小的網(wǎng)塊，不改變IPv4的框架以及其它各層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在現(xiàn)行的IPv4協(xié)議中加入一個(gè)新選項(xiàng)以?xún)?chǔ)存網(wǎng)塊尋址所需信息，通過(guò)增加網(wǎng)塊擴(kuò)大互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)址空間。此協(xié)議的特征為給每個(gè)網(wǎng)塊賦予一個(gè)確定的入口網(wǎng)址，稱(chēng)為網(wǎng)塊網(wǎng)址；網(wǎng)塊通過(guò)特殊網(wǎng)關(guān)(稱(chēng)為超級(jí)網(wǎng)關(guān))相連，跨網(wǎng)塊傳遞的數(shù)據(jù)包通過(guò)超級(jí)網(wǎng)關(guān)之間的協(xié)作(稱(chēng)為超級(jí)路由)送往目標(biāo)網(wǎng)塊。按照該協(xié)議擴(kuò)大后的互聯(lián)網(wǎng)將沒(méi)有中心；其最高層由彼此平等的網(wǎng)塊構(gòu)成，現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)將自然成為網(wǎng)塊之一，可稱(chēng)為舊網(wǎng)。新建網(wǎng)塊可以與舊網(wǎng)單向無(wú)縫連接，新網(wǎng)塊中的用戶將可以訪問(wèn)舊網(wǎng)中未升級(jí)的網(wǎng)站，從而避免IPv6難以啟動(dòng)的困難。
文檔編號(hào)H04L29/06GK102075519SQ201010582838
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者曹化喆 申請(qǐng)人:曹化喆, 譚中飛