專利名稱：一種基于nat的數(shù)據(jù)路由方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于NAT的數(shù)據(jù)路由方法及其裝置。
背景技術(shù)：
NAT (Network Address Translation,網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換)是將IP數(shù)據(jù)報文頭中的IP 地址轉(zhuǎn)換為另一個IP地址的過程。在實際應(yīng)用中，NAT主要用于實現(xiàn)私有網(wǎng)絡(luò)訪問公共網(wǎng) 絡(luò)的功能。這種通過使用少量的公網(wǎng)IP地址代表較多的私網(wǎng)IP地址的方式，將有助于減 緩可用IP地址空間的枯竭。圖1示出了一種NAT的典型組網(wǎng)架構(gòu)，其中私網(wǎng)用戶主機(jī)使用私網(wǎng)IP地址 192. 168. 1.3，公網(wǎng)服務(wù)器使用公網(wǎng)IP地址1. 1. 1.2。基于該架構(gòu)，私網(wǎng)用戶主機(jī)與公網(wǎng)服 務(wù)器進(jìn)行信息交互的過程為私網(wǎng)用戶主機(jī)向公網(wǎng)服務(wù)器發(fā)送IP報文，該IP報文通過NAT 設(shè)備；NAT設(shè)備查看報頭內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)該報文是發(fā)往公網(wǎng)的，將其源IP地址字段的私網(wǎng)地址 192. 168. 1. 3轉(zhuǎn)換成一個可在hternet上選路的公網(wǎng)地址20. 1. 1. 1，并將該報文發(fā)送給公 網(wǎng)服務(wù)器，同時在NAT設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換表中記錄這一映射關(guān)系；公網(wǎng)服務(wù)器給私網(wǎng)用 戶主機(jī)發(fā)送的應(yīng)答報文(其初始目的IP地址為20. 1. 1. 1)到達(dá)NAT設(shè)備后，NAT設(shè)備再次 查看報頭內(nèi)容，然后查找當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換表的記錄，用私網(wǎng)地址192. 168. 1.3替換初始 的目的IP地址。NAT機(jī)制隱藏了私網(wǎng)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有“屏蔽”私網(wǎng)主機(jī)的作用，但是在實際 應(yīng)用中，可能需要給公網(wǎng)提供訪問私網(wǎng)主機(jī)的機(jī)會，如給公網(wǎng)提供一臺WEB服務(wù)器，或是 一臺FTP (File Transport Protocol，文件傳輸協(xié)議)服務(wù)器。為此，NAT設(shè)備提供了 NAT Server (地址轉(zhuǎn)換服務(wù)器)功能，即通過靜態(tài)配置“公網(wǎng)IP地址+端口號”與“私網(wǎng)IP地 址+端口號”間的映射關(guān)系，實現(xiàn)公網(wǎng)IP地址到私網(wǎng)IP地址的“反向”轉(zhuǎn)換。例如，可以將 20. 1. 1. 1 8080配置為私網(wǎng)某TOB服務(wù)器的公網(wǎng)地址和端口號供公網(wǎng)客戶端訪問。圖2示出了一種NAT Server的典型組網(wǎng)架構(gòu)。公網(wǎng)用戶主機(jī)(Host)訪問私網(wǎng)服 務(wù)器的數(shù)據(jù)報文經(jīng)過NAT設(shè)備時，NAT設(shè)備根據(jù)報文的目的地址查找地址轉(zhuǎn)換表，將訪問私 網(wǎng)服務(wù)器的請求報文的目的IP地址和端口號1. 1. 1 8080)轉(zhuǎn)換成私網(wǎng)服務(wù)器的私有 IP地址和端口號(192.168.1.3:8080)。當(dāng)私網(wǎng)服務(wù)器回應(yīng)該報文時，NAT設(shè)備再根據(jù)已有 的地址映射關(guān)系將回應(yīng)報文的源IP地址和端口號轉(zhuǎn)換成公網(wǎng)IP地址和端口號。NAT多出口是一種比較常見的負(fù)載分擔(dān)和鏈路備份的方式，其中私網(wǎng)通過兩個或 多個NAT網(wǎng)關(guān)連接不同的運營商，最終連接到hternet。圖3示出了一種常見的NAT雙出 口組網(wǎng)架構(gòu)。其中，私網(wǎng)用戶訪問公網(wǎng)時究竟經(jīng)過哪個NAT網(wǎng)關(guān)是由私網(wǎng)中配置的路由等 信息決定的，一般是在流量負(fù)載分擔(dān)的基礎(chǔ)上結(jié)合對一些特殊地址指定具體的路徑。在圖 3所示的NAT雙出口環(huán)境中使用NATServer會遇到來回路徑不一致的問題。如圖4所示，位于公網(wǎng)的客戶端通過NAT網(wǎng)關(guān)A的NAT Server訪問私網(wǎng)服務(wù)器， 私網(wǎng)服務(wù)器返回的報文在私網(wǎng)中轉(zhuǎn)發(fā)時有可能通過NAT網(wǎng)關(guān)B轉(zhuǎn)發(fā)到公網(wǎng)，而NAT網(wǎng)關(guān)B 的NAT Server配置和NAT網(wǎng)關(guān)A不同，私網(wǎng)服務(wù)器返回的報文可能被丟棄，也可能被轉(zhuǎn)換為另外的源地址后發(fā)給公網(wǎng)客戶端，最終的結(jié)果都是通信不能正常進(jìn)行。針對上述問題，目前在出口網(wǎng)關(guān)間進(jìn)行會話信息的備份是比較成熟的解決方案之 一。如在圖4所示的NAT雙出口組網(wǎng)中，在兩臺出口網(wǎng)關(guān)間通過專門的鏈路將會話信息進(jìn)行 備份，這樣，即使來回路徑不一致，NAT網(wǎng)關(guān)B也能夠通過從NAT網(wǎng)關(guān)A備份過來的會話信息 將私網(wǎng)服務(wù)器發(fā)給公網(wǎng)客戶端的報文正確的進(jìn)行NAT轉(zhuǎn)換后發(fā)出，從而確保業(yè)務(wù)正常。會 話備份的方法，廠商間的實現(xiàn)各不相同，但是基本原理是一致的。會話備份技術(shù)能夠較好的 解決來回路徑不一致的問題，但是存在以下缺點會話備份功能在兩臺出口網(wǎng)關(guān)之間工作 良好，但是無法用于出口網(wǎng)關(guān)多于兩臺的環(huán)境；支持會話備份的設(shè)備往往是中高端防火墻， 價格較高，增加用戶的成本。另一種解決方案是NAT網(wǎng)關(guān)對于匹配了 NAT krver的報文，在發(fā)給私網(wǎng)時再在出 接口做一次NAT，如圖5所示。這樣，對于私網(wǎng)服務(wù)器來說，和它進(jìn)行交互的實際上是NAT網(wǎng) 關(guān)而不是公網(wǎng)的客戶端，因此私網(wǎng)服務(wù)器返回的報文必然要回到該NAT網(wǎng)關(guān)，從而確保了 來回路徑的一致性。上述方法是解決問題的比較簡單的一種方法，但是由于兩次NAT操作 的存在，對于涉及ALG(Application Layer (Gateway，應(yīng)用層網(wǎng)關(guān))處理的應(yīng)用，需要進(jìn)行兩 次ALG處理，增加網(wǎng)絡(luò)延時和NAT網(wǎng)關(guān)的負(fù)擔(dān)，同時也增加了實現(xiàn)的復(fù)雜性。還有一種解決方案是通過在兩個NAT網(wǎng)關(guān)和私網(wǎng)之間添加負(fù)載均衡設(shè)備，通過負(fù) 載均衡設(shè)備的持續(xù)性功能確保流量來回路徑的一致性。如圖6所示，如果公網(wǎng)客戶端通過 NAT網(wǎng)關(guān)A上的NAT krver訪問服務(wù)器，流量在經(jīng)過負(fù)載均衡設(shè)備時，負(fù)載均衡設(shè)備記錄下 流量的路徑；當(dāng)私網(wǎng)服務(wù)器返回的流量經(jīng)過負(fù)載均衡設(shè)備時，負(fù)載均衡設(shè)備根據(jù)之前記錄 的數(shù)據(jù)到達(dá)時的路徑將回應(yīng)報文按照正確的路徑轉(zhuǎn)發(fā)回去，避免出現(xiàn)來回路徑不一致的情 況。該種解決方案的缺點也主要表現(xiàn)在成本方面，負(fù)載均衡設(shè)備的價格往往較高，而組網(wǎng)中 實際上多數(shù)流量并不需要負(fù)載均衡設(shè)備處理，如何對流量進(jìn)行區(qū)分也是技術(shù)難題，若不進(jìn) 行區(qū)分，負(fù)載均衡設(shè)備很可能成為網(wǎng)絡(luò)性能的瓶頸。綜上所述，目前亟需一種技術(shù)實現(xiàn)簡單、成本較低的技術(shù)方案以保證流量的來回
路徑一致。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種基于NAT的數(shù)據(jù)路由方法及其裝置，用以確保公網(wǎng)客戶端到私 網(wǎng)服務(wù)器的流量與其反向流量路徑的一致性。本發(fā)明提供的基于NAT的數(shù)據(jù)路由方法，應(yīng)用于NAT多出口組網(wǎng)系統(tǒng)，該方法包 括NAT網(wǎng)關(guān)接收到公網(wǎng)客戶端發(fā)往私網(wǎng)服務(wù)器的IP請求報文后進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換處理， 將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中，以表明所述IP請求報文 由所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)，并向私網(wǎng)服務(wù)器方向轉(zhuǎn)發(fā)該IP請求報文；所述NAT網(wǎng)關(guān)接收到所述私網(wǎng)服務(wù)器返回的IP響應(yīng)報文后進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換處理，并 將地址轉(zhuǎn)換后的IP響應(yīng)報文向所述公網(wǎng)客戶端方向轉(zhuǎn)發(fā)；其中，所述私網(wǎng)服務(wù)器接收到所 述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)過來的IP請求報文后，將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響應(yīng)報文中， 以指導(dǎo)該IP響應(yīng)報文向所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)。上述方法中，所述NAT網(wǎng)關(guān)將其地址添加到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中之后還包括在該IP請求報文中設(shè)置指示信息，用于指導(dǎo)下游路由設(shè)備不再將自身的地址添加 到該IP請求報文中。上述方法中，所述NAT網(wǎng)關(guān)還將該NAT網(wǎng)關(guān)與所述私網(wǎng)服務(wù)器之間的共享密碼添 加到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中；所述私網(wǎng)服務(wù)器將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述 IP響應(yīng)報文中，具體為所述私網(wǎng)服務(wù)器對該IP請求報文中攜帶的共享密鑰進(jìn)行驗證，并 在驗證通過后，將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響應(yīng)報文中；或者所述NAT網(wǎng)關(guān)還將用于表示該IP請求報文來自于NAT網(wǎng)關(guān)的標(biāo)識信息添加到地 址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中；所述私網(wǎng)服務(wù)器將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響 應(yīng)報文中，具體為所述私網(wǎng)服務(wù)器判斷出該IP請求報文中攜帶有所述用于表示該IP請求 報文來自于NAT網(wǎng)關(guān)的標(biāo)識信息后，將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響應(yīng)報文中。上述方法中，所述NAT網(wǎng)關(guān)在接收到所述公網(wǎng)客戶端與所述私網(wǎng)服務(wù)器之間會話 建立后的第一個從所述公網(wǎng)客戶端發(fā)往所述私網(wǎng)服務(wù)器的IP請求報文時，將所述NAT網(wǎng)關(guān) 的地址添加到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中，以表明所述IP請求報文由所述NAT網(wǎng)關(guān) 轉(zhuǎn)發(fā)，并在其后該會話保持階段接收到從所述公網(wǎng)客戶端發(fā)往所述私網(wǎng)服務(wù)器的IP請求 報文時，不再將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中。上述方法中，所述NAT網(wǎng)關(guān)將其地址添加到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中，具 體為所述NAT網(wǎng)關(guān)在地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中添加IP Record Route選項或 自定義選項，并在該選項的IP地址字段添加所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址。上述方法中，所述NAT網(wǎng)關(guān)添加的IP Record Route選項包含有N個IP地址字段， 其中，第1至N-I個IP地址字段中設(shè)置有用于表示該IP請求報文來自于NAT網(wǎng)關(guān)的標(biāo)識 信息或NAT網(wǎng)關(guān)與私網(wǎng)服務(wù)器之間共享的密碼；其中，N彡2 ；當(dāng)所述NAT網(wǎng)關(guān)在第N個IP地址字段添加該NAT網(wǎng)關(guān)的地址后，將指針位置設(shè)置 在該IP地址字段位置，用于指導(dǎo)后續(xù)路由設(shè)備不再將自身地址添加到該選項中。上述方法中，在所述NAT網(wǎng)關(guān)接收到的IP請求報文中已經(jīng)攜帶有IP Record Route選項的情況下，所述NAT網(wǎng)關(guān)將其地址添加到該IP Record Route選項的開頭部分。本發(fā)明提供的NAT網(wǎng)關(guān)設(shè)備，包括地址轉(zhuǎn)換模塊，用于在接收到公網(wǎng)客戶端發(fā)往私網(wǎng)服務(wù)器的IP請求報文后，以及 在接收到所述私網(wǎng)服務(wù)器返回的IP響應(yīng)報文后進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換處理；其中，所述私網(wǎng)服務(wù)器 接收到所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)過來的IP請求報文后，將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響 應(yīng)報文中，以指導(dǎo)該IP響應(yīng)報文向所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)；報文設(shè)置模塊，用于將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文 中，以表明所述IP請求報文由所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)；轉(zhuǎn)發(fā)模塊，用于向私網(wǎng)服務(wù)器方向轉(zhuǎn)發(fā)所述報文設(shè)置模塊處理后的IP請求報文； 以及，將地址轉(zhuǎn)換處理后的IP響應(yīng)報文向所述公網(wǎng)客戶端方向轉(zhuǎn)發(fā)。上述NAT網(wǎng)關(guān)設(shè)備中，所述報文設(shè)置模塊還用于，在將其地址添加到地址轉(zhuǎn)換處 理后的IP請求報文中之后，在該IP請求報文中設(shè)置指示信息，用于指導(dǎo)下游路由設(shè)備不再 將自身的地址添加到該IP請求報文中。上述NAT網(wǎng)關(guān)設(shè)備中，所述報文設(shè)置模塊還用于，將所述NAT網(wǎng)關(guān)與所述私網(wǎng)服務(wù)器之間的共享密鑰或用于表示該IP請求報文來自于NAT網(wǎng)關(guān)的標(biāo)識信息，添加到地址轉(zhuǎn)換 處理后的IP請求報文中。上述NAT網(wǎng)關(guān)設(shè)備中，所述報文設(shè)置模塊具體用于，在接收到所述公網(wǎng)客戶端與 所述私網(wǎng)服務(wù)器之間會話建立后的第一個從所述公網(wǎng)客戶端發(fā)往所述私網(wǎng)服務(wù)器的IP請 求報文時，將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中，以表明所述IP 請求報文由所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)，并在其后該會話保持階段接收到從所述公網(wǎng)客戶端發(fā)往所 述私網(wǎng)服務(wù)器的IP請求報文時，不再將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP 請求報文中。上述NAT網(wǎng)關(guān)設(shè)備中，所述報文設(shè)置模塊具體用于，在地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求 報文中添加IP Record Route選項或自定義選項，并在該選項的IP地址字段添加所述NAT 網(wǎng)關(guān)的地址。上述NAT網(wǎng)關(guān)設(shè)備中，所述報文設(shè)置模塊所添加的IP Record Route選項包含有N 個IP地址字段，其中，第1至N-I個IP地址字段中設(shè)置有用于表示該IP請求報文來自于 NAT網(wǎng)關(guān)的標(biāo)識信息或NAT網(wǎng)關(guān)與私網(wǎng)服務(wù)器之間共享的密碼；其中，N彡2 ；所述報文設(shè)置模塊具體用于，當(dāng)在第N個IP地址字段添加該NAT網(wǎng)關(guān)的地址后， 將指針位置設(shè)置在該IP地址字段位置，用于指導(dǎo)后續(xù)路由設(shè)備不再將自身地址添加到該 選項中。本發(fā)明提供的基于NAT的數(shù)據(jù)路由方法，應(yīng)用于NAT多出口組網(wǎng)系統(tǒng)，該方法包 括私網(wǎng)服務(wù)器接收NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)過來的IP請求報文，其中攜帶有所述NAT網(wǎng)關(guān)的地 址；所述私網(wǎng)服務(wù)器響應(yīng)所述IP請求報文，并將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP 響應(yīng)報文中，以指導(dǎo)該IP響應(yīng)報文向所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)；所述私網(wǎng)服務(wù)器發(fā)送所述IP響應(yīng)報文。上述方法中，所述IP請求報文中還攜帶有所述NAT網(wǎng)關(guān)與所述私網(wǎng)服務(wù)器之間 的共享密碼，所述私網(wǎng)服務(wù)器對該IP請求報文中攜帶的共享密鑰進(jìn)行驗證，并在驗證通過 后，響應(yīng)所述IP請求報文，并將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響應(yīng)報文中，以指導(dǎo)該 IP響應(yīng)報文向所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)；或者，所述IP請求報文中還攜帶有用于表示該IP請求報文來自于NAT網(wǎng)關(guān)的標(biāo)識信 息，所述私網(wǎng)服務(wù)器判斷出該IP請求報文中攜帶有所述用于表示該IP請求報文來自于NAT 網(wǎng)關(guān)的標(biāo)識信息后，響應(yīng)所述IP請求報文，并將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響應(yīng)報 文中，以指導(dǎo)該IP響應(yīng)報文向所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)。上述方法中，所述私網(wǎng)服務(wù)器在接收到所述公網(wǎng)客戶端與所述私網(wǎng)服務(wù)器之間會 話建立后的第一個從所述公網(wǎng)客戶端發(fā)往所述私網(wǎng)服務(wù)器的IP請求報文時，將所述IP報 文中攜帶的所述NAT網(wǎng)關(guān)的IP地址綁定到相應(yīng)會話的socket中；所述私網(wǎng)服務(wù)器將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到IP響應(yīng)報文中，具體為所述私網(wǎng) 服務(wù)器將相應(yīng)會話的socket中綁定的NAT網(wǎng)關(guān)地址添加到所述IP響應(yīng)報文中。上述方法中，所述私網(wǎng)服務(wù)器將NAT網(wǎng)關(guān)地址添加到IP響應(yīng)報文中，具體為所述私網(wǎng)服務(wù)器在IP響應(yīng)報文中添加IP Loose Source and Record Route選項或自定義選項，將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址順序添加到該選項的IP地址字段。本發(fā)明提供的服務(wù)器，應(yīng)用于NAT多出口組網(wǎng)系統(tǒng)，且位于私網(wǎng)，包括接收模塊，用于接收NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)過來的IP請求報文，其中攜帶有所述NAT網(wǎng)關(guān) 的地址；業(yè)務(wù)模塊，用于響應(yīng)所述IP請求報文；報文設(shè)置模塊，用于將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響應(yīng)報文中，以指導(dǎo)該 IP響應(yīng)報文向所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)；發(fā)送模塊，用于發(fā)送所述IP響應(yīng)報文。上述服務(wù)器中，所述IP請求報文中還攜帶有所述NAT網(wǎng)關(guān)與所述私網(wǎng)服務(wù)器之間 的共享密碼；所述業(yè)務(wù)模塊具體用于，對該IP請求報文中攜帶的共享密鑰進(jìn)行驗證，并在 驗證通過后，響應(yīng)所述IP請求報文，并將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響應(yīng)報文中， 以指導(dǎo)該IP響應(yīng)報文向所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)；或者所述IP請求報文中還攜帶有用于表示該IP請求報文來自于NAT網(wǎng)關(guān)的標(biāo)識信 息，所述業(yè)務(wù)模塊具體用于，在判斷出該IP請求報文中攜帶有所述用于表示該IP請求報文 來自于NAT網(wǎng)關(guān)的標(biāo)識信息后，響應(yīng)所述IP請求報文，并將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所 述IP響應(yīng)報文中，以指導(dǎo)該IP響應(yīng)報文向所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)。上述服務(wù)器中，還包括保存模塊；所述保存模塊，用于在接收到所述公網(wǎng)客戶端與所述私網(wǎng)服務(wù)器之間會話建立后 的第一個從所述公網(wǎng)客戶端發(fā)往所述私網(wǎng)服務(wù)器的IP請求報文后，將所述IP報文中攜帶 的所述NAT網(wǎng)關(guān)的IP地址綁定到相應(yīng)會話的socket中；所述報文設(shè)置模塊具體用于，將相應(yīng)會話的socket中綁定的NAT網(wǎng)關(guān)地址添加到 所述IP響應(yīng)報文中。上述服務(wù)器中，所述報文設(shè)置模塊具體用于，在IP響應(yīng)報文中添加IP Loose Source and Record Route選項或自定義選項，將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址順序添加到該選項的 IP地址字段。本發(fā)明的有益技術(shù)效果包括本發(fā)明通過NAT網(wǎng)關(guān)在公網(wǎng)客戶端發(fā)往私網(wǎng)服務(wù)器的IP請求報文中添加自己的 地址來傳遞NAT網(wǎng)關(guān)地址給私網(wǎng)服務(wù)器，使私網(wǎng)服務(wù)器可以根據(jù)該NAT網(wǎng)關(guān)地址指導(dǎo)IP響 應(yīng)報文路由到該NAT網(wǎng)關(guān)，從而在不使用會話備份功能的情況下，確保多出口網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn) 換環(huán)境中，公網(wǎng)客戶端訪問私網(wǎng)服務(wù)器流量出入方向路徑一致性。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中NAT的典型組網(wǎng)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中NAT Server的典型組網(wǎng)示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中NAT雙出口組網(wǎng)示意圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)中NAT雙出口組網(wǎng)中公網(wǎng)用戶主機(jī)與私網(wǎng)服務(wù)器的交互示意圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)中通過兩次NAT操作解決流量來回路徑不一致問題的示意圖；圖6為現(xiàn)有技術(shù)中通過負(fù)載均衡設(shè)備確保流量來回路徑的一致性的示意圖；圖7為本發(fā)明實施例中節(jié)點A和節(jié)點B通過路由設(shè)備通信的示意圖之一；
圖8為本發(fā)明實施例中節(jié)點A和節(jié)點B通過路由設(shè)備通信的示意圖之二 ；圖9為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)路由流程示意圖；圖10為本發(fā)明實施例提供的NAT網(wǎng)關(guān)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明實施例提供的服務(wù)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式由于本發(fā)明實施例使用了 IP報文中的IP Record Route選項(IP路由記錄選項) 和IP Loose Source and Record Route選項(松散IP源路由和路由記錄選項)，因此，首 先介紹一下這兩個選項。
權(quán)利要求
1.一種基于網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT的數(shù)據(jù)路由方法，應(yīng)用于NAT多出口組網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在 于，該方法包括NAT網(wǎng)關(guān)接收到公網(wǎng)客戶端發(fā)往私網(wǎng)服務(wù)器的IP請求報文后進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換處理，將所 述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中，以表明所述IP請求報文由所 述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)，并向私網(wǎng)服務(wù)器方向轉(zhuǎn)發(fā)該IP請求報文；所述NAT網(wǎng)關(guān)接收到所述私網(wǎng)服務(wù)器返回的IP響應(yīng)報文后進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換處理，并將 地址轉(zhuǎn)換后的IP響應(yīng)報文向所述公網(wǎng)客戶端方向轉(zhuǎn)發(fā)；其中，所述私網(wǎng)服務(wù)器接收到所述 NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)過來的IP請求報文后，將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響應(yīng)報文中，以 指導(dǎo)該IP響應(yīng)報文向所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述NAT網(wǎng)關(guān)將其地址添加到地址轉(zhuǎn)換處理 后的IP請求報文中之后還包括在該IP請求報文中設(shè)置指示信息，用于指導(dǎo)下游路由設(shè)備 不再將自身的地址添加到該IP請求報文中。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述NAT網(wǎng)關(guān)還將該NAT網(wǎng)關(guān)與所述私網(wǎng)服 務(wù)器之間的共享密碼添加到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中；所述私網(wǎng)服務(wù)器將所述NAT 網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響應(yīng)報文中，具體為所述私網(wǎng)服務(wù)器對該IP請求報文中攜帶的 共享密鑰進(jìn)行驗證，并在驗證通過后，將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響應(yīng)報文中；或 者所述NAT網(wǎng)關(guān)還將用于表示該IP請求報文來自于NAT網(wǎng)關(guān)的標(biāo)識信息添加到地址轉(zhuǎn) 換處理后的IP請求報文中；所述私網(wǎng)服務(wù)器將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響應(yīng)報 文中，具體為所述私網(wǎng)服務(wù)器判斷出該IP請求報文中攜帶有所述用于表示該IP請求報文 來自于NAT網(wǎng)關(guān)的標(biāo)識信息后，將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響應(yīng)報文中。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述NAT網(wǎng)關(guān)在接收到所述公網(wǎng)客戶端與所 述私網(wǎng)服務(wù)器之間會話建立后的第一個從所述公網(wǎng)客戶端發(fā)往所述私網(wǎng)服務(wù)器的IP請求 報文時，將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中，以表明所述IP請 求報文由所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)，并在其后該會話保持階段接收到從所述公網(wǎng)客戶端發(fā)往所述 私網(wǎng)服務(wù)器的IP請求報文時，不再將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請 求報文中。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述NAT網(wǎng)關(guān)將其地址添加到地址轉(zhuǎn) 換處理后的IP請求報文中，具體為所述NAT網(wǎng)關(guān)在地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中添加IP Record Route選項或自定 義選項，并在該選項的IP地址字段添加所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述NAT網(wǎng)關(guān)添加的IPRecord Route選項 包含有N個IP地址字段，其中，第1至N-I個IP地址字段中設(shè)置有用于表示該IP請求報 文來自于NAT網(wǎng)關(guān)的標(biāo)識信息或NAT網(wǎng)關(guān)與私網(wǎng)服務(wù)器之間共享的密碼；其中，N彡2 ；當(dāng)所述NAT網(wǎng)關(guān)在第N個IP地址字段添加該NAT網(wǎng)關(guān)的地址后，將指針位置設(shè)置在該 IP地址字段位置，用于指導(dǎo)后續(xù)路由設(shè)備不再將自身地址添加到該選項中。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在所述NAT網(wǎng)關(guān)接收到的IP請求報文中 已經(jīng)攜帶有IP Record Route選項的情況下，所述NAT網(wǎng)關(guān)將其地址添加到該IP Record Route選項的開頭部分。
8.一種NAT網(wǎng)關(guān)設(shè)備，其特征在于，包括地址轉(zhuǎn)換模塊，用于在接收到公網(wǎng)客戶端發(fā)往私網(wǎng)服務(wù)器的IP請求報文后，以及在接 收到所述私網(wǎng)服務(wù)器返回的IP響應(yīng)報文后進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換處理；其中，所述私網(wǎng)服務(wù)器接收 到所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)過來的IP請求報文后，將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響應(yīng)報 文中，以指導(dǎo)該IP響應(yīng)報文向所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)；報文設(shè)置模塊，用于將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中， 以表明所述IP請求報文由所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)；轉(zhuǎn)發(fā)模塊，用于向私網(wǎng)服務(wù)器方向轉(zhuǎn)發(fā)所述報文設(shè)置模塊處理后的IP請求報文；以 及，將地址轉(zhuǎn)換處理后的IP響應(yīng)報文向所述公網(wǎng)客戶端方向轉(zhuǎn)發(fā)。
9.如權(quán)利要求8所述的NAT網(wǎng)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述報文設(shè)置模塊還用于，在將其 地址添加到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中之后，在該IP請求報文中設(shè)置指示信息，用于 指導(dǎo)下游路由設(shè)備不再將自身的地址添加到該IP請求報文中。
10.如權(quán)利要求8所述的NAT網(wǎng)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述報文設(shè)置模塊還用于，將所 述NAT網(wǎng)關(guān)與所述私網(wǎng)服務(wù)器之間的共享密鑰或用于表示該IP請求報文來自于NAT網(wǎng)關(guān) 的標(biāo)識信息，添加到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中。
11.如權(quán)利要求8所述的NAT網(wǎng)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述報文設(shè)置模塊具體用于，在接 收到所述公網(wǎng)客戶端與所述私網(wǎng)服務(wù)器之間會話建立后的第一個從所述公網(wǎng)客戶端發(fā)往 所述私網(wǎng)服務(wù)器的IP請求報文時，將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請 求報文中，以表明所述IP請求報文由所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)，并在其后該會話保持階段接收到 從所述公網(wǎng)客戶端發(fā)往所述私網(wǎng)服務(wù)器的IP請求報文時，不再將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加 到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中。
12.如權(quán)利要求8-11之一所述的NAT網(wǎng)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述報文設(shè)置模塊具體用 于，在地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中添加IP Record Route選項或自定義選項，并在該 選項的IP地址字段添加所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址。
13.如權(quán)利要求12所述的NAT網(wǎng)關(guān)設(shè)備，其特征在于，所述報文設(shè)置模塊所添加的IP Record Route選項包含有N個IP地址字段，其中，第1至N-I個IP地址字段中設(shè)置有用于 表示該IP請求報文來自于NAT網(wǎng)關(guān)的標(biāo)識信息或NAT網(wǎng)關(guān)與私網(wǎng)服務(wù)器之間共享的密碼； 其中，NS 2 ；所述報文設(shè)置模塊具體用于，當(dāng)在第N個IP地址字段添加該NAT網(wǎng)關(guān)的地址后，將指 針位置設(shè)置在該IP地址字段位置，用于指導(dǎo)后續(xù)路由設(shè)備不再將自身地址添加到該選項 中。
14.一種基于網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT的數(shù)據(jù)路由方法，應(yīng)用于NAT多出口組網(wǎng)系統(tǒng)，其特征 在于，該方法包括私網(wǎng)服務(wù)器接收NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)過來的IP請求報文，其中攜帶有所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址；所述私網(wǎng)服務(wù)器響應(yīng)所述IP請求報文，并將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響應(yīng) 報文中，以指導(dǎo)該IP響應(yīng)報文向所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)；所述私網(wǎng)服務(wù)器發(fā)送所述IP響應(yīng)報文。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述IP請求報文中還攜帶有所述NAT網(wǎng) 關(guān)與所述私網(wǎng)服務(wù)器之間的共享密碼，所述私網(wǎng)服務(wù)器對該IP請求報文中攜帶的共享密鑰進(jìn)行驗證，并在驗證通過后，響應(yīng)所述IP請求報文，并將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述 IP響應(yīng)報文中，以指導(dǎo)該IP響應(yīng)報文向所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)；或者，所述IP請求報文中還攜帶有用于表示該IP請求報文來自于NAT網(wǎng)關(guān)的標(biāo)識信息，所 述私網(wǎng)服務(wù)器判斷出該IP請求報文中攜帶有所述用于表示該IP請求報文來自于NAT網(wǎng)關(guān) 的標(biāo)識信息后，響應(yīng)所述IP請求報文，并將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響應(yīng)報文 中，以指導(dǎo)該IP響應(yīng)報文向所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述私網(wǎng)服務(wù)器在接收到所述公網(wǎng)客戶 端與所述私網(wǎng)服務(wù)器之間會話建立后的第一個從所述公網(wǎng)客戶端發(fā)往所述私網(wǎng)服務(wù)器的 IP請求報文時，將所述IP報文中攜帶的所述NAT網(wǎng)關(guān)的IP地址綁定到相應(yīng)會話的socket 中；所述私網(wǎng)服務(wù)器將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到IP響應(yīng)報文中，具體為所述私網(wǎng)服務(wù) 器將相應(yīng)會話的socket中綁定的NAT網(wǎng)關(guān)地址添加到所述IP響應(yīng)報文中。
17.如權(quán)利要求14-16之一所述的方法，其特征在于，所述私網(wǎng)服務(wù)器將NAT網(wǎng)關(guān)地址 添加到IP響應(yīng)報文中，具體為所述私網(wǎng)服務(wù)器在IP響應(yīng)報文中添加IP Loose Source and Record Route選項或自 定義選項，將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址順序添加到該選項的IP地址字段。
18.一種服務(wù)器，應(yīng)用于NAT多出口組網(wǎng)系統(tǒng)，且位于私網(wǎng)，其特征在于，包括接收模塊，用于接收NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)過來的IP請求報文，其中攜帶有所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址；業(yè)務(wù)模塊，用于響應(yīng)所述IP請求報文；報文設(shè)置模塊，用于將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響應(yīng)報文中，以指導(dǎo)該IP響 應(yīng)報文向所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)；發(fā)送模塊，用于發(fā)送所述IP響應(yīng)報文。
19.如權(quán)利要求18所述的服務(wù)器，其特征在于，所述IP請求報文中還攜帶有所述NAT 網(wǎng)關(guān)與所述私網(wǎng)服務(wù)器之間的共享密碼；所述業(yè)務(wù)模塊具體用于，對該IP請求報文中攜帶 的共享密鑰進(jìn)行驗證，并在驗證通過后，響應(yīng)所述IP請求報文，并將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添 加到所述IP響應(yīng)報文中，以指導(dǎo)該IP響應(yīng)報文向所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)；或者所述IP請求報文中還攜帶有用于表示該IP請求報文來自于NAT網(wǎng)關(guān)的標(biāo)識信息，所 述業(yè)務(wù)模塊具體用于，在判斷出該IP請求報文中攜帶有所述用于表示該IP請求報文來自 于NAT網(wǎng)關(guān)的標(biāo)識信息后，響應(yīng)所述IP請求報文，并將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP 響應(yīng)報文中，以指導(dǎo)該IP響應(yīng)報文向所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)。
20.如權(quán)利要求18所述的服務(wù)器，其特征在于，還包括保存模塊；所述保存模塊，用于在接收到所述公網(wǎng)客戶端與所述私網(wǎng)服務(wù)器之間會話建立后的第 一個從所述公網(wǎng)客戶端發(fā)往所述私網(wǎng)服務(wù)器的IP請求報文后，將所述IP報文中攜帶的所 述NAT網(wǎng)關(guān)的IP地址綁定到相應(yīng)會話的socket中；所述報文設(shè)置模塊具體用于，將相應(yīng)會話的socket中綁定的NAT網(wǎng)關(guān)地址添加到所述 IP響應(yīng)報文中。
21.如權(quán)利要求18-20之一所述的服務(wù)器，其特征在于，所述報文設(shè)置模塊具體用于， 在IP響應(yīng)報文中添加IP Loose Source and Record Route選項或自定義選項，將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址順序添加到該選項的IP地址字段。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于NAT的數(shù)據(jù)路由方法及其裝置，應(yīng)用于NAT多出口組網(wǎng)系統(tǒng)，該方法包括NAT網(wǎng)關(guān)接收到公網(wǎng)客戶端發(fā)往私網(wǎng)服務(wù)器的IP請求報文后進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換處理，將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到地址轉(zhuǎn)換處理后的IP請求報文中，以表明該IP請求報文由該NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)，并向私網(wǎng)服務(wù)器方向轉(zhuǎn)發(fā)該IP請求報文；所述NAT網(wǎng)關(guān)接收到所述私網(wǎng)服務(wù)器返回的IP響應(yīng)報文后進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換處理，并將地址轉(zhuǎn)換后的IP響應(yīng)報文向所述公網(wǎng)客戶端方向轉(zhuǎn)發(fā)；其中，所述私網(wǎng)服務(wù)器接收到所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)過來的IP請求報文后，將所述NAT網(wǎng)關(guān)的地址添加到所述IP響應(yīng)報文中，以指導(dǎo)該IP響應(yīng)報文向所述NAT網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)。采用本發(fā)明可確保公網(wǎng)客戶端到私網(wǎng)服務(wù)器的流量與其反向流量路徑的一致性。
文檔編號H04L29/12GK102148767SQ201110122190
公開日2011年8月10日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者袁亞屏 申請人:杭州華三通信技術(shù)有限公司