NAT-PT協(xié)議轉(zhuǎn)換與應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).pdf

1、NAT-PT(Network Address Translation-protocol Translation，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換-協(xié)議轉(zhuǎn)換)是IPv4網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)過渡期間實(shí)現(xiàn)兩網(wǎng)通信的一個(gè)解決方案。作者參與了H3C公司的“NAT-PT支持多核分布式開發(fā)項(xiàng)目”，該項(xiàng)目現(xiàn)已在多款路由器設(shè)備上測(cè)試通過并驗(yàn)收成功，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化并投入商用。期間，作者負(fù)責(zé)NATPT的協(xié)議轉(zhuǎn)換(Protocol Translation，PT)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。結(jié)合該項(xiàng)

2、目，本課題研究NATPT的協(xié)議轉(zhuǎn)換過程及應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)(Application Layer Gateway，ALG)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 NATPT中協(xié)議轉(zhuǎn)換包括IPv4網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)通信中報(bào)文的IP頭、TCPAJDP/ICMP頭部的轉(zhuǎn)換；某些應(yīng)用層協(xié)議為實(shí)現(xiàn)一些特定功能，將IP地址和TCPA]DP端口等信息放在了應(yīng)用層負(fù)載中，那么協(xié)議轉(zhuǎn)換還包括對(duì)應(yīng)用層數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。考慮到各種報(bào)文的IP頭、TCP/UDP頭的格式一致，而各種應(yīng)用層協(xié)議的

3、格式和功能都相差較大，且應(yīng)用層數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換會(huì)影響傳輸層中的內(nèi)容(如校驗(yàn)和字段)。為使協(xié)議轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)單而高效，我們采用模塊化的設(shè)計(jì)：1)將報(bào)文的轉(zhuǎn)換工作分為PT模塊和ALG適配層模塊。在PT模塊只實(shí)現(xiàn)NATPT的基本功能，即完成對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)層和TCP/UDP傳輸層的翻譯轉(zhuǎn)換；把各應(yīng)用協(xié)議的轉(zhuǎn)換從協(xié)議轉(zhuǎn)換中分離出來，放在ALG模塊處理。2)先處理內(nèi)部的應(yīng)用層數(shù)據(jù)，再轉(zhuǎn)換IP頭及傳輸層頭。因此NATPT必須結(jié)合ALG對(duì)應(yīng)用層數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，才能完整實(shí)現(xiàn)I

4、Pv4與IPv6互通的功能。 在PT模塊，著重研究層次化的、高效的轉(zhuǎn)換順序及轉(zhuǎn)換算法；提出有效的校驗(yàn)和調(diào)整算法。在ALG模塊完成各應(yīng)用協(xié)議的初始化注冊(cè)，并為其提供各應(yīng)用協(xié)議處理的接口，在各應(yīng)用協(xié)議子模塊做具體處理。這樣的“總-分”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)便以今后ALG模塊對(duì)其它應(yīng)用協(xié)議的擴(kuò)展。另外，初始化注冊(cè)某應(yīng)用協(xié)議時(shí)需要查找判斷該協(xié)議是否已注冊(cè)過，我們采用HASH計(jì)算端口索引值的方法來查找，有利于其它應(yīng)用協(xié)議的擴(kuò)展。本課題還研究現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)AL