CN101753419B - 发送数据、转发数据的方法、设备和多地址空间移动网络 - Google Patents

Abstract

一种转发数据的方法，第一主机归属于第一位置区域LD，第一LD归属于第一因特网服务提供商ISP和第二ISP，第二主机归属于第二LD，所述各LD分别由所归属的ISP分配位置标识区域标识LD ID，所述方法包括：接收所述第一主机向第二主机发送的数据包；根据预设的流量工程策略，选择一个第一LD的LD ID作为源LD ID，并选择与所述源LD ID对应的ISP的网络转发所述数据包。可以根据流量工程策略对进出第一LD的流量转发路径进行控制，使得多地址空间网络具备网络级别的流量工程能力。

Description

发送数据、转发数据的方法、设备和多地址空间移动网络

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及发送数据、转发数据的方法、设备和多地址空间移动网络。

背景技术

节点标识(Node ID)网络架构是面向下一代因特网的网络协议体系，Node ID引入位置标识域(LD，Locator Domain)概念，LD实质上就是一个采用某种地址空间的网络，如网际协议第4版(IPv4)、网际协议第6版(IPv6)等。不同的LD可以采用不同的地址空间。

现有的Node ID网络架构采用树型组网结构，其中存在一个静态的核心网络(CN，Core Network)，多个可移动的边界网络(EN，Edge Network)，EN可以直接连接到CN上，或者通过其他EN间接地连接到CN上。CN和这些EN都是不同的LD。连接不同EN的路由器称为边界路由器(ER，EdgeRouter)，连接CN和EN的路由器称为核心边界路由器(CER，Core EdgeRouter)。Node ID网络架构中的CN和各个EN采用独立的地址空间，这些采用独立地址空间的CN或EN统称为LD，用LD ID来标识。

图1为现有技术Node ID网络架构的系统示意图，其包括一个CN和三个EN，该CN的位置标识域为LD1，三个EN的位置标识域分别为LD2、LD3和LD4，其中LD2和LD3分别通过NR2和NR3与CN连接，LD4通过NR4与LD2相连。因此NR2和NR3属于CER，NR4属于ER。

CER下联的集合统称为边缘树，CER用于向边缘树发布缺省路由。加入到EN的主机首先沿着到达CER的缺省路由发送注册消息，该注册消息中包含该主机的主机标识(HI，Host ID)和位置信息(Locator)，Locator是主机在当前LD中的位置信息；CER保存HI和Locator的映射关系，这样CER发送数据包时就知道如何到达其下联的边缘树内的主机了。CN中有一个分布式哈希表(DHT，Distributed Hash Table)系统，用于存储CER ID和CER在CN中的位置标识(CER Locator)的映射关系。

在Node ID网络架构中，数据转发过程具体包括：

源主机通过域名服务器(DNS，Domain Name Server)查找目的主机对应的HI和CER ID，DNS中存储有主机名称、HI以及CER ID的映射关系。以下为了区分源主机和目的主机对应的两个CER，将源主机对应的CER称作入口CER(Ingress CER)，目的主机对应的CER称作出口CER(EgressCER)。源主机沿着到达CN的缺省路由发送数据报文给入口CER，该报文中携带目的主机的HI以及出口CER的CER ID；入口CER收到来自源主机的数据报文后，通过CN中的DHT查找出口CER的CER ID对应的Locator；通过查找到的Locator将接收到的报文发送给出口CER，之后由出口CER转发给目的主机。

由以上描述可见，现有技术的Node ID架构中，所有主机在LD内的主机位置信息均注册在CN的DHT中，因此现有的Node ID架构中，EN和CN只能采用树型结构组网，组网结构上受到限制，两个LD不同的EN之间的通信必须通过CN，即使这两个不同LD的EN在物理上距离很近，造成转发路由不优，不具备网络级别的流量工程能力。

发明内容

本发明实施例提供发送数据、转发数据的方法、设备和多地址空间移动网络，使得网络具备网络级别的流量工程能力。

为解决以上问题，本发明实施例是通过以下技术方案实现的：

本发明实施例提供了一种转发数据的方法，第一主机归属于第一位置区域LD，第一LD归属于第一因特网服务提供商ISP和第二ISP，第二主机归属于第二LD，所述各LD分别由所归属的ISP分配位置标识区域标识LD ID，所述方法包括：

接收所述第一主机向第二主机发送的数据包；

根据预设的流量工程策略，选择一个第一LD的LD ID作为源LD ID，并选择与所述源LD ID对应的ISP的网络转发所述数据包。

本发明实施例还提供了一种发送数据的方法，该方法包括：

获取所归属的第一位置标识区域LD的LD ID，所述第一LD归属于第一ISP和第二ISP，选择其中一个LD ID作为源LD ID；

将所述源LD ID封装在向第二主机发送的数据包中，所述第二主机归属于第二LD；

发送所述数据包到第一LD的位置标识区域边界路由器LDBR，所述LDBR与归属的ISP的网络连接。

本发明实施例还提供了如下的设备：

一种路由器，包括：

接收单元，用于接收第一主机向第二主机发送的数据包，所述第一主机归属于第一LD，第一LD归属于第一ISP和第二ISP，所归属的ISP为所述第一LD分配LD ID，第二主机归属于第二LD；

选择单元，用于根据预设的流量工程策略，选择一个第一LD的LD ID作为源LD ID；

发送单元，用于将所述接收单元所接收到的数据包发送到所述选择单元所选择的源LD ID所对应的ISP网络。

一种主机设备，包括：

LD ID获取单元，用于获取所归属的第一LD的LD ID，所述第一LD归属于第一ISP和第二ISP，所述第一LD的LD ID由所归属的ISP分配；

LD ID选择单元，用于从获取到的LD ID中选择其中一个；

封装单元，用于将LD ID选择单元所选择的LD ID作为源LD ID，并封装在向第二主机发送的数据包中，所述第二主机归属于第二LD；

发送单元，用于将所述封装单元封装后的数据包发送到LDBR，所述边界路由器与所述第一LD所归属的ISP的网络连接。

本发明实施例还提供了一种多地址空间移动网络，包括：多个采用独立地址空间的LD，每个LD具有网络内唯一的LD ID；第一LD归属于第一ISP和第二ISP，不同LD之间通过LDBR相连；

第一主机归属于第一LD，第二主机归属于第二LD，所述第一LD和第二LD分别由所归属的ISP分配LD ID；

第一主机，用于向第二主机发送数据包；

第一LDBR，用于接收第一主机发送的数据包，根据预设的流量工程策略，选择一个第一LD的LD ID作为源LD ID，并选择所述源LD ID所对应的ISP网络转发所述数据包。

从以上技术方案可以看出，归属于不同LD的主机在发送数据包时，如果发送数据包的第一主机所归属的第一LD归属于多个ISP，则可以由LDBR根据流量工程策略，选择一个第一LD的LD标识作为源LD标识，并选择与所述源LD标识对应的ISP的网络转发所述数据包，从而可以根据流量工程策略对进出第一LD的流量转发路径进行控制，使得所述多地址空间网络具备网络级别的流量工程能力。

同样，归属于不同LD的主机在发送数据包时，如果发送数据包的第一主机归属于多个ISP，通过选择其中一个第一LD的LD标识作为所发送数据包的源LD标识，并将所述数据包发送到第一LD的边界路由器，从而可以对流量经过的路径具有建议权，使得所述多地址空间网络具备网络级别的流量工程能力。

附图说明

图1为现有技术中的Node ID网络架构示意图；

图2为本发明实施例中的网络架构示意图；

图3为本发明实施例中转发数据的方法流程图；

图4为本发明实施例中发送数据的方法流程图；

图4为本发明实施例中路由器结构示意图；

图5为本发明实施例中主机设备结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了发送数据、转发数据的方法、设备和多地址空间移动网络，使得网络具备网络级别的流量工程能力。

为使本发明实施例的目的、技术方案及优点更加清楚、明了，以下参照附图，对本发明实施例进行详细说明：

参照图2，为本发明实施例中的网络架构示意图，整个网络由多个地址空间独立的子网络组成，子网络包括用户网络和ISP网络。将这些地址空间独立的子网络称为位置标识区域(LD，Locator Domain)，LD之间通过位置标识区域边界路由器(LDBR，LD Border Router)连接，LDBR之间可以通过运行边界网关协议(BGP，Border Gateway Protocol)等路由协议来通告LD可达性信息。每个LD归属于一定的ISP，并可以从所归属的ISP获取不同的LD ID，在每个LD内部采用独立的地址空间，即在不同的LD内部可以采用重叠甚至完全相同的地址空间。

在具体实施中，在LD内部采用的地址空间可以为IPv4地址空间，而ISP为每个LD分配的LD ID具体可以为一个有96比特(bit)的全球唯一的编址，该编址可以看作是IPv6地址的/96前缀，96bit的LD ID+32bit的IPv4地址，就构成了一个特殊的IPv6地址。

用户网络可以归属于多个ISP，因此可以称为多归属(Multi-homing)用户网络。多归属用户网络可以从每个归属的ISP获取到一个LD ID。由于每个ISP为用户网络分配的LD ID是该ISP所管辖范围内的LD ID，因此LD ID在ISP网络内部如同现有的运营商分配的IP地址一样，可以按照拓扑进行聚合，从而可以保证LD路由表的可扩展性。

图2中，根据所归属的不同ISP将整个网络划分为多个LD，每个LD之间通过LDBR连接。其中，主机A归属于用户网络1，主机B归属于用户网络2。用户网络1分别归属于ISP1和ISP2，并通过LDBR1与ISP1网络和ISP2网络连接。用户网络2归属于ISP3，并通过LDBR8与ISP3网络连接。如果采用IPv6地址表示方法，所分配的ISP1网络的LD ID为1::1:0，ISP2网络的LD ID为1::2:0，ISP3网络的LD ID为1::3:0，ISP1为用户网络1分配的LD ID为1::1:2，ISP2为用户网络1分配的LD ID为：1::2:2，ISP3为用户网络2分配的LD ID为1::3:1。

在上述网络中进行不同LD之间的数据包传送时，路由的目的地址是LDID，路由的下一跳是LDBR的LDBR ID，通过到达目的LD的下一跳LDBR进行转发，逐跳转发下去，直到目的LD。LD内部数据报文转发直接采用内部的Locator(IPv4地址)逐跳转发即可。这样，在数据包转发到目的LD之前，采用基于目的LD ID的路由，直到到达目的LD后，基于目的主机的IPv4地址转发所述数据包。

例如，用户网络1中的主机A可以通过ISP1网络将数据包发送到用户网络2的主机B，数据包中携带的源LD ID为1::1:2，目的LD ID为1::3:1，具体路径为：主机A→LDBR1→LDBR2→LDBR4→LDBR6→LDBR7→LDBR8，数据包到达LDBR8后，再通过用户网络2内部的Locator进行逐跳转发，由LDBR8最终将数据包发送到主机B。主机A也可以通过ISP2网络将数据包发送到用户网络2，数据包中携带的源LD ID为1::2:2，目的LD ID为1::3:1，具体路径为：主机A→LDBR1→LDBR3→LDBR5→LDBR6→LDBR7→LDBR8，数据包到达LDBR8后，再通过用户网络2内部的Locator进行逐跳转发，由LDBR8最终将数据包发送到主机B。

以下说明如何在上述网络中如何进行转发数据的：

图3为本发明实施例中转发数据的方法流程图，当LDBR1接收到主机A向主机B发送的数据包时，根据预设的流量工程策略，选择一个第一LD的LD ID作为源LD ID，并选择与所述源LD ID对应的ISP的网络转发所述数据包，以下参照图2和图3进行说明：

S301、主机A选择其中一个ISP所分配的LD ID作为源LD ID，并向远端主机B发送数据包，所述数据包中携带有源LD ID和目的LD ID；

主机A位于用户网络1，用户网络1分别归属于ISP1和ISP2，ISP1为用户网络1分配的LD ID为1::1:2，ISP2为用户网络1分配的LD ID为1::2:2。主机B位于用户网络2，用户网络2归属于ISP3，ISP3为用户网络1分配的LD ID为1::3:1。

主机A在向主机B发送数据包前，首先从选择一个用户网络1的LD ID作为源LD ID。为描述方便，假设主机A选择的是ISP1为用户网络1所分配的LD ID，即1::1:2，则所发送的数据包中所携带的源LD ID为1::1:2，目的LD ID为1::3:1。

S302、LDBR1接收到主机A发送的数据包，获取所述数据包中所携带的源LD ID；

LDBR1从接收到的数据包中获取到源LD ID为1::1:2，即为主机A所选择的LD ID。

S303、LDBR1根据预设的流量工程策略，选择一个用户网络1的LD ID作为源LD ID，并选择与所述源LD ID对应的ISP的网络转发所述数据包到主机B。

当数据包到达LDBR1后，LDBR1将根据数据包的源LD ID选择数据包所经过的ISP网络，例如，主机A选择ISP1分配的LD ID作为源LD ID，则LDBR1将数据包转发到ISP1网络，则数据包在到达目的主机B之前所经过的路径为：LDBR1→LDBR2→LDBR4→LDBR6→LDBR7→LDBR8。到达LDBR8后，通过用户网络2内部的Locator即可将数据包发送到主机B。

在本实施例中，由源主机选择发送数据包的源LD ID，LDBR1直接选择分配所述源LD ID的ISP网络进行转发，因此，源主机可以控制数据包经过那个上游ISP网络进行转发，从而可以对网络的流量进行管理。

举例说明，LDBR1所实施的流量工程策略可以是本LD内一部分主机的路由经过ISP1网络，另一部分主机的路由经过ISP2网络。也可以根据传输的及时性、服务价格、信息的重要程度、传输的可靠性以及数据的敏感性中的一种或多种，来实施流量工程，使得不同的数据包通过不同的ISP网络来转发。

例如，当数据包中所携带的源LD ID符合所述预设的流量工程策略时，可以保持所述源LD不变，并将所述数据包转发到所述源LD ID对应的ISP网络。

如果数据包中所携带的源LD ID不符合所述预设的流量工程策略时，可以修改所述源LD为ISP2为所述用户网络1所分配的LD ID，并选择修改后的源LDID所对应的ISP2网络转发所述数据包，从而可以对数据包所经过的ISP网络进行重新选择。

例如，源主机A选择的源LD ID为ISP1分配的LD ID1::1:2，当LDBR1接收到数据包后，将数据包的源LD ID修改为ISP2为用户网络1所分配的LDID1::2:2，并根据修改后的LD ID选择ISP2网络对数据包进行转发，所经过的路径为：主机A→LDBR1→LDBR3→LDBR5→LDBR6→LDBR7→LDBR8。例如，当LDBR1检测到ISP1网络中断时，可以将源LD ID修改为ISP2为用户网络1所分配的LD ID。到达LDBR8后，通过用户网络2内部的Locator即可将数据包发送到主机B。

可以看出，源主机对数据包经过的ISP网络有建议权，而用户网络1的LDBR1则有最终决定权，从而控制数据包经过的网络，调节网络流量，实现网络级别的流量工程能力。

可以理解的是，用户网络作为一个独立的LD，所归属的也可以为三个或三个以上的ISP网络，当发送数据包时，源主机可以选择其中一个ISP为所述用户网络所分配的LD ID作为源LD ID；而LDBR根据预设的流量工程策略，可以直接通过所述数据包中所携带的源LD ID所对应的ISP网络转发所述数据包，也可以根据预设的流量工程策略修改所述源LD ID为其它ISP分配的LDID，并选择所述其它的ISP网络转发所述数据包。

以上对本发明实施例中转发数据的方法进行了详细的介绍，下面对应介绍所述方法中所涉及的设备：

参照图4，为本发明实施例中路由器结构示意图，该路由器包括：

接收单元41，用于接收第一主机向第二主机发送的数据包，所述第一主机归属于第一LD，第一LD归属于第一ISP和第二ISP，所归属的ISP为所述第一LD分配LD ID，第二主机归属于第二LD；

选择单元42，用于根据预设的流量工程策略，选择一个第一LD的LD ID作为源LD ID；

发送单元43，用于将所述接收单元41所接收到的数据包发送到所述选择单元43所选择的源LD ID所对应的ISP网络。

具体的，当所述第一主机所选择的LD ID是第一ISP为所述第一主机所在LD分配的LD ID时，所述选择单元42具体包括：策略判断子单元421、源标识修改子单元422，其中：

策略判断单元421，用于判断第一ISP为第一LD分配的LD ID是否符合预设的流量工程策略；并在不符合预设的流量工程策略时，触发源LD ID修改子单元422；

源LD ID修改子单元422，用于将所述源LD ID修改为第二ISP为所述第一LD分配的LD ID。

所述选择单元还可包括源LD ID保持子单元423，所述策略判断子单元421用于在第一ISP为第一LD分配的LD ID符合预设的流量工程策略时，触发源LD

ID保持子单元423；

所述源LD ID保持子单元423，用于保持所述数据包中的源LD不变。

由于所述路由器可以选择将数据包转发到所归属的哪个ISP的网络，因此所述路由器可以实现对网络流量的管理。

在上述路由器实施例中，每个LD内部可以采用独立的IPv4地址空间，每个LD的LD ID具体可以为96bit的全球唯一编址，可以看作是IPv6地址的/96前缀，96bit的LD ID+32bit的IPv4地址就构成了一种特殊的IPv6地址。

参照图5，为本发明实施例中主机设备结构示意图，该设备包括：

LD ID获取单元51，用于获取所归属的第一LD的LD ID，所述第一LD归属于第一ISP和第二ISP，所述第一LD的LD ID由所归属的ISP分配；

LD ID选择单元52，用于从获取到的LD ID中选择其中一个；

封装单元53，用于将LD ID选择单元52所选择的LD ID作为源LD ID，并封装在向第二主机发送的数据包中，所述第二主机归属于第二LD；

发送单元54，用于将所述封装单元53封装后的数据包发送到LDBR，所述边界路由器与所述第一LD所归属的ISP的网络连接。

其中，所述LD ID可以为96bit的全球唯一的编址，作为IPv6地址的/96前缀，而LD内部可以采用独立的IPv4地址空间，96bit的LD ID+32bit的IPv4地址，就构成了一个特殊的IPv6地址。

可见，由于所述主机设备可以选择经过哪个ISP网络进行转发，选择数据包所经过的路径，因此可以实现网络级别的流量工程能力。

以上对本发明实施例所提供的发送数据、转发数据的方法、设备和多地址空间网络进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种转发数据的方法，其特征在于，第一主机归属于第一位置区域LD，第一LD归属于第一因特网服务提供商ISP和第二ISP，第二主机归属于第二LD，所述各LD分别由所归属的ISP分配位置标识区域标识LD ID，所述方法包括：

位置标识区域边界路由器LDBR接收所述第一主机向第二主机发送的数据包，所述数据包中还携带有第一主机所选择的源LD ID，所述第一主机所选择的源LD ID由第一ISP为所述第一LD分配；

根据预设的流量工程策略，选择一个第一LD的LD ID作为源LD ID，并选择与所述源LD ID对应的ISP的网络转发所述数据包；

所述选择一个第一LD的LD ID作为源LD ID具体为：

所述第一ISP为第一LD分配的LD ID不符合预设的流量工程策略时，将所述源LD ID修改为第二ISP为所述第一LD分配的LD ID作为源LD ID；

所述第一ISP为所述第一LD分配的源LD ID符合所述流量工程策略时，保持所述源LD为所述第一ISP为所述第一LD分配的源LD ID。

2.如权利要求1所述的转发数据的方法，其特征在于，所述LD ID为ISP分配的96比特的全球唯一的编址，所述第一LD和第二LD内部采用独立的网际协议第4版IPv4地址空间。

3.一种路由器，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收第一主机向第二主机发送的数据包，所述第一主机归属于第一LD，第一LD归属于第一ISP和第二ISP，所归属的ISP为所述第一LD分配LD ID，第二主机归属于第二LD，所述数据包中还携带有第一主机所选择的源LD ID，所述第一主机所选择的源LD ID由第一ISP为所述第一LD分配；

选择单元，用于根据预设的流量工程策略，选择一个第一LD的LD ID作为源LD ID；

发送单元，用于将所述接收单元所接收到的数据包发送到所述选择单元所选择的源LD ID所对应的ISP网络；

所述选择单元包括：策略判断子单元、源标识修改子单元和源LD ID保持子单元，其中：

策略判断单元，用于判断第一ISP为第一LD分配的LD ID是否符合预设的流量工程策略；并在不符合预设的流量工程策略时，触发源LD ID修改子单元；在符合预设的流量工程策略时，触发源LD ID保持子单元；

源LD ID修改子单元，用于将所述源LD ID修改为第二ISP为所述第一LD分配的LD ID；

所述源LD ID保持子单元，用于保持所述数据包中的源LD不变。

4.如权利要求3所述的路由器，其特征在于，所述LD ID为96比特的全球唯一的编址，所述第一LD和第二LD内部为独立的IPv4地址空间。

5.一种多地址空间移动网络，其特征在于，包括：多个采用独立地址空间的LD，每个LD具有网络内唯一的LD ID；第一LD归属于第一ISP和第二ISP，不同LD之间通过LDBR相连；

第一主机归属于第一LD，第二主机归属于第二LD，所述第一LD和第二LD分别由所归属的ISP分配LD ID；

第一主机，用于向第二主机发送数据包，所述数据包中还携带有第一主机所选择的源LD ID，所述第一主机所选择的源LD ID由第一ISP为所述第一LD分配；

第一LDBR，用于接收第一主机发送的数据包，根据预设的流量工程策略，选择一个第一LD的LD ID作为源LD ID，并选择所述源LD ID所对应的ISP网络转发所述数据包；

所述选择一个第一LD的LD ID作为源LD ID具体为：

所述第一ISP为第一LD分配的LD ID不符合预设的流量工程策略时，将所述源LD ID修改为第二ISP为所述第一LD分配的LD ID作为源LD ID；

所述第一ISP为所述第一LD分配的源LD ID符合所述流量工程策略时，保持所述源LD为所述第一ISP为所述第一LD分配的源LD ID。

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