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基于CGN系统的NAT模块软件设计与实现

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孟继杰

摘要：互联网络的发展很大程度上改变了人们的生活方式，网络技术的广泛应用将人类带入到了大数据信息化时代。但随着网络技术的不断发展，网络IPv4日渐枯竭，传统的NAT设备已经不能够满足人们对于网址转换功能的需求。因此通过深入分析NAT技术，网络技术开发人员将CGN系统作为NAT模块软件的设计基础，利用转控分离的设计理念，实现了NAT技术的优化与创新。

关键词：分布式;转控分离;CGN;NAT;多实例

引言：随着我国计算机行业在社会各个领域中的广泛应用和快速发展，新时代的计算机功能相较于传统的版本更加全面，适用性也更强。因此社会各个层面越来越多的人接触到了计算机，计算机的用户量也随之疯狂增长，带动了我国互联网进入了全新的发展时代。但是随着计算机用户规模的扩大，衍生出了网络地址供应不足等一系列互联网发展过程中不可避免的问题。为了网络地址的供应问题，我国部分地区已经通过采用NAT技术来缓解IP地址资源的紧缺情况，并且初见成效。本文就基于CGN系统的NAT模块软件技术展开了讨论，希望能够对读者有所帮助。

1CGN技术研究

1.1网络地址过度技术概述

1.1.1双栈技术概述

受到网络地址緊缺情况的影响，当前我国的互联网络地址正在由IPv4向IPv6节点进行转换，并且希望能够通过这种节点转换的方式扩大网络地址的受众规模。而双栈技术指的就是无论是在终端设备还是在网络节点上，都能够同时支持IPv4和IPv6的协议栈。双栈技术的应用使得IPv4和IPv6两个节点之间能够进行一定规模的信息沟通和数据交流，这样便于网络地址规模的扩增，让现代化互联网络能够承受更大的用户量，对于我国互联网络的发展而言意义重大。

配备有双栈设备的路由器不同于我们日常中使用的路由器，这种具有双栈设备接口的路由器，可以同时拥有两个单独的路由表，而两个路由表又可以单独发挥作用，分别用于IPv4寻址工作和IPv6寻址工作，并且两者之间能够互不干扰，共同支撑路由器的网络服务系统。因此，从设备的工作原理来看，这种双栈设备相当于在我们常用的路由器中建立了并行的两个网络，并且能够实现从IPv4向IPv6节点的平滑过渡。因此可以极大的扩充人们可用的互联网络IP地址资源，让用户用的放心、用的安心，给人们的生活工作带来了很大的便捷。

1.1.2隧道技术概述

随着互联网络的发展，国内的互联网用户对网络节点有了更大的选择空间。尽管目前互联网的骨干网络应用的仍然是IPv4节点，并且网络中传输的也是IPv4的报文，但是很多局域网络还有个人网络已经由于用户不满足于IPv4，因此被更换成了IPv6网络。IPv6网络的应用能够满足更高级客户的需求，因此网络公司为了让IPv4骨干网络和部分IPv6网络之间能够进行数据传输和信息传递，因此在网络信息传输方面的工作中应用到了隧道技术。

而所谓的隧道技术其实就是让IPv6中的信息通过IPv4进行传输的一种技术手段，他通过将IPv6的数据包封装在IPv4的报文中，然后再利用IPv4的传输节点进行信息传输，这样也就给使用IPv6网络的客户提供了信息传输的便捷。

1.1.3NAT技术概述

NAT技术是解决当前IPv4公网地址不足的一种常用技术，这种技术主要是利用NAT设备把IP报文中的源地址和目标地址转换成私网中的IP地址，这样就可以实现利用少量的公网IP地址映射大量的私网IP地址，为我国互联网络的IP地址资源运用节省出很大一部分空间，很大程度上缓解了当前互联网络中IPv4地址空间枯竭的问题。因此，NAT技术也在现实生活中得到了广泛的应用。

2NAT模块软件设计

2.1分布式软件架构

所谓的分布式软件架构，就是通过将若干个可独立执行程序的模块进行合理、有规律的整合和组建，以达到支持多进程、可以对数据进行分布式处理的目的。而与其相对应的集中式软件架构则是生活中比较常见的、架构水平相对较低的一种软件架构，与集中式的相比分布式软件架构具有更强的执行能力以及更高的软件性能。

2.2FOS软件平台架构

FOS操作系统是一套专业性较强，并且能够为网络软件开发提供支撑平台和基础设施的一种专用于软件开发的操作平台。这款软件开发平台利用其专业性，可以满足我国互联网领域中大多数用户对IP/分组等技术领域的功能需求，并且该平台具有很高的硬件适用度，这就使得它可以与CGN软件系统的功能和技术进行更好的互补与满足。

2.3系统模块结构和消息类型

基于分布式软件系统的特点，在进行CGN软件系统设计时也需要考虑模块化和多进程的设计特点。由于具有多模块和多进程的分布式软件系统内部必然会存在着不可避免的消息通信，因此设计人员需要对通信的消息类型进行合理的选