CN102025789A - 名址映射维护方法及名址映射系统 - Google Patents

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Abstract

本发明名址映射维护方法，该方法基于身份位置分离框架网络实现，包括：报文发送步骤，接入业务节点(ASN)向接入身份位置寄存器(ILR)发送第一报文，其目的地址为目的身份标识(AID)；名址映射获取步骤，所述接入ILR接收所述第一报文，获取并缓存所述目的AID对应的目的名址映射关系；名址映射批量发送步骤，当缓存的所述目的名址映射关系达到预定量时，所述接入ILR将所述预定量目的名址映射关系发送给所述ASN；名址映射批量更新步骤，所述ASN接收所述预定量目的名址映射关系，并据此更新本地映射表。本发明名址映射维护方法和名址映射系统可以减轻ASN的消息处理负担。

Description

名址映射维护方法及名址映射系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及身份标识和位置分离框架下的名址映射维护方法及名址映射系统。
背景技术
现有因特网广泛使用的TCP/IP协议中的IP地址具有双重功能，既作为网络层的通信终端主机网络接口在网络拓扑中的位置标识，又作为传输层主机网络接口的身份标识。TCP/IP协议设计之初并未考虑主机移动的情况。但是，当主机移动越来越普遍时，这种IP地址的语义过载缺陷日益明显。当主机的IP地址发生变化时，不仅路由要发生变化，通信终端主机的身份标识也发生变化，这样会导致路由负载越来越重，而且主机标识的变化会导致应用和连接的中断。身份标识和位置分离技术提出的目的是为了解决IP地址的语义过载和路由负载严重、安全等问题，将IP地址的双重功能进行分离，实现对移动性、多家乡性、IP地址动态重分配、减轻路由负载及下一代互联网中不同网络区域之间的互访等问题的支持。
基于IP网络路由器的实现方法是有关身份标识和位置分离的解决方案之一，其网络框架如图1所示。在这个框架下，对于映射平面的实现，我们提出了一种采用DHT(分布式哈希表)实现名址系统的方式，在这种方法中，所有查到映射关系的负责ILR(Identification Location Register，标识位置寄存器)都需要向ASN(Access Service Node，接入业务节点)发送一条消息通知ASN映射关系，其具体的实现流程如图2所示：
UE上发送一个报文，携带目的地址为访问的AID，源地址为自己的AID；
ASN根据目的AID查找本地映射关系，当查不到时，进行首报转发，ASN用自己的RID与ILR1的RID作为外层IP包的地址进行GRE封装(协议号用DHT以与普通IP包区分)；
ILR1对外层目的地址是自己的RID的报文进行GRE解封装，解封装之后用目的AID查DHT映射表，未能查到映射关系则再次查找获得保存此映射关系的负责ILR ID，查到后重新用ILR和负责ILR的地址进行GRE封装(协议号用DHT以与普通IP包区分)；
负责ILR对收到的外层目的地址为自己的RID的包进行GRE解封装，解封装用目的RID查DHT映射表，查到后用查到的RID和自己的RID进行GRE封装(此时的封装协议填IP即可)，同时向源ASN回一个reply报文，以触发ASN学习缓存。
从上面的流程我们看到，所有保存了访问RID映射关系的负责ILR都需要与ASN直接交互，因此ASN处理的消息数量比较多，加大了ASN的负担。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种名址映射维护方法和名址映射系统，以减轻ASN的消息处理负担。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种名址映射维护方法该方法基于身份位置分离框架网络实现，包括：
报文发送步骤，接入业务节点(ASN)向接入身份位置寄存器(ILR)发送第一报文，其目的地址为目的身份标识(AID)；
名址映射获取步骤，所述接入ILR接收所述第一报文，获取并缓存所述目的AID对应的目的名址映射关系；
名址映射批量发送步骤，当缓存的所述目的名址映射关系达到预定量时，所述接入ILR将所述预定量目的名址映射关系发送给所述ASN；
名址映射批量更新步骤，所述ASN接收所述预定量目的名址映射关系，并据此更新本地映射表。
进一步地，所述第一报文指所述ASN在本地映射表无法查到所述目的名址映射关系的报文；所述名址映射获取步骤中，所述接入ILR先在本地映射表查询所述目的AID获取所述目的名址映射关系，若未查到再根据映射关系存放规则确定存放所述目的名址映射关系的负责ILR，再从所述负责ILR获取所述目的名址映射关系。
进一步地，所述接入ILR从所述负责ILR获取所述目的名址映射关系具体包括：所述接入ILR向所述负责ILR发送第二报文，其中携带所述目的AID；所述负责ILR根据所述目的AID查询本地映射表获得所述目的名址映射关系；所述负责ILR向所述接入ILR发送响应报文，其中携带所述目的名址映射关系；所述接入ILR接收所述响应报文，获取所述目的名址映射关系。
进一步地，所述第二报文中还携带第一报文的报文内容，所述负责ILR查询本地映射表后，根据所述目的名址映射关系向所述目的AID对应的ASN发送第三报文，其中携带所述第一报文的报文内容。
进一步地，所述接入ILR根据所述目的名址映射关系向所述目的AID对应的ASN发送第三报文，其中携带所述第一报文的报文内容。
进一步地，所述接入ILR和负责ILR的本地映射表根据分布式哈希算法生成，所述映射关系存放规则指分布式哈希算法。
为解决以上技术问题，本发明还提供了一种名址映射系统，该系统在身份位置分离框架的网络中实现，包括：
接入业务节点(ASN)，用于向接入身份位置寄存器(ILR)发送第一报文，其目的地址是目的身份标识(AID)；还用于接收所述接入ILR发送的预定量目的名址映射关系，并据此更新本地映射表；
所述接入ILR，与所述ASN连接，用于接收所述第一报文，以及获取并缓存所述目的AID对应的目的名址映射关系；当缓存的所述目的名址映射关系达到预定量时，还用于将所述预定量目的名址映射关系发送给所述ASN。
进一步地，所述第一报文指所述ASN在本地映射表无法查到目的名址映射关系的报文；所述系统还包括负责ILR，所述接入ILR具体包括：
接收模块，用于接收所述第一报文并通知本地查询模块；还用于接收所述ILR发送的响应报文，其中携带所述目的名址映射关系，以及通知所述缓存模块进行缓存；
本地查询模块，与所述接收模块连接，用于根据所述目的AID查询本地映射表，查到所述目的名址映射关系时，通知缓存模块进行缓存，未查到时，通知负责ILR确定模块；
所述ILR确定模块，与所述本地查询模块连接，用于根据映射关系存放规则确定存放所述目的名址映射关系的负责ILR，还用于通知所述发送模块向所述负责ILR发送第二报文；
发送模块，用于向所述负责ILR发送第二报文，其中携带目的AID；还用于将所述预定量目的名址映射关系发送给所述ASN；
所述缓存模块，用于缓存所述目的AID对应的目的名址映射关系；当缓存的所述目的名址映射关系达到预定量时，还用于通知所述发送模块将所述预定量目的名址映射关系发送给所述ASN；
所述负责ILR，用于接收所述第二报文，还用于查询本地映射表获得所述目的名址映射关系，以及向所述接入ILR发送携带所述目的名址映射关系的响应报文。
进一步地，所述第二报文中还携带第一报文的报文内容，所述负责ILR还用于根据所述目的名址映射关系向所述目的AID对应的ASN发送第三报文，其中携带所述第一报文的报文内容。
进一步地，所述接入ILR的发送模块，还用于根据所述目的名址映射关系向所述目的AID对应的ASN发送第三报文，其中携带所述第一报文的报文内容。
进一步地，所述接入ILR和负责ILR的本地映射表根据分布式哈希算法生成，所述映射关系存放规则指分布式哈希算法。
本发明名址映射维护方法和名址映射系统基于身份位置分离框架的网络实现，接入ILR将ASN首包报文对应的目的名址映射关系缓存达到预定量时，再批量发送缓存的名址映射关系，由ASN进行集中处理和学习，相应地，映射平面到ASN的映射关系响应报文显著减少，从而避免了ASN频繁处理映射关系响应消息，减轻ASN的处理负担。另外映射平面内的所有负责ILR只需要与接入ILR交互，不需要和ASN直接交互；映射平面与ASN之间只通过接入ILR进行交互；ASN不需要处理分布的来自所有ILR的mapreply报文。
附图说明
图1是身份位置分离框架网络的架构示意图。
图2是现有名址映射维护流程的示意图。
图3是本发明名址映射维护方法的流程示意图。
图4是本发明名址映射维护方法的应用实例示意图。
具体实施方式
本发明名址映射维护方法和名址映射系统是在身份位置分离框架的网络中实现的，其主要思想是接入ILR暂时缓存ASN首包报文对应的目的名址映射关系，当缓存的目的名址映射关系达到预定量时，接入ILR再批量发送缓存的名址映射关系，由ASN进行集中处理和学习，以避免ASN频繁处理映射关系响应消息，减轻ASN的处理负担。
如图3所示，本发明名址映射维护方法，基于身份位置分离框架网络实现，包括：
步骤301：报文发送步骤，接入业务节点(Access Service Node，ASN)向接入身份位置寄存器(Identification Location Register，ILR)发送第一报文，其目的地址为目的身份标识(目的AID)；
所述第一报文也即首包报文，指所述ASN在本地映射表无法查到对应的目的名址映射关系的报文。
步骤302：名址映射获取步骤，所述接入ILR接收所述第一报文，获取并缓存所述目的AID对应的目的名址映射关系；
步骤302中，接入ILR先在本地映射表查询所述目的AID获取所述目的名址映射关系，若未查到再根据映射关系存放规则确定存放所述目的名址映射关系的负责ILR，再从所述负责ILR获取所述目的名址映射关系。
对采用分布式哈希算法生成的名址映射表而言，这里所说的映射关系存放规则即指分布式哈希算法。
所述接入ILR从所述负责ILR获取所述目的名址映射关系具体包括：
所述接入ILR向所述负责ILR发送第二报文，其中携带所述目的AID；
所述负责ILR根据所述目的AID查询本地映射表获得所述目的名址映射关系；
所述负责ILR向所述接入ILR发送响应报文，其中携带所述目的名址映射关系；
所述接入ILR接收所述响应报文，获取所述目的名址映射关系。
第二报文的两种的实现方式，对应首包报文的两种转发路径，具体包括：
方式一：
第二报文中除包括目的AID外，还携带第一报文的报文内容；所述负责ILR查询本地映射表后，根据所述目的名址映射关系向所述目的AID对应的ASN发送第三报文，其中携带所述第一报文的报文内容。相应地，首包报文的转发路径为：源ASN->接入ILR->负责ILR->目的ASN；
方式二：
第二报文为请求报文，目的是向负责ILR获取目的名址映射关系；接入ILR根据所述目的名址映射关系向所述目的AID对应的ASN发送第三报文，其中携带所述第一报文的报文内容。相应地，首包报文的转发路径为：源ASN->接入ILR->目的ASN。
步骤303：名址映射批量发送步骤，当缓存的所述目的名址映射关系达到预定量时，所述接入ILR将所述预定量目的名址映射关系发送给所述ASN；
步骤304：名址映射批量更新步骤，所述ASN接收所述预定量目的名址映射关系，并据此更新本地映射表。
以下以首包报文的第二种转发路径为例对本发明名址映射维护方法进行详细说明。
如图4所示，该流程具体包括：
步骤401：ASN1接收到终端UE1通过接入侧网络送来的报文，源目的地址分别是UE1的AID1和UE2的AID2；
步骤402：ASN1在本地查找不到映射关系的时候，通过GRE封装将首包报文发送给接入ILR即ILR1，封装后报文的源、目的地址分别是ASN的RID和ILR1的RID；
步骤403：接入ILR对接收到的报文进行GRE解封装，解封装之后用目的AID查本地映射表(即根据DHT算法生成的DHT映射表)，未能查到映射关系则根据DHT算法计算保存此映射关系的负责ILR ID，查到后重新用ILR和负责ILR的RID进行GRE封装生成请求报文(P2P Fetch)，请求报文中携带目的身份标识AID2，并缓存收到的首包报文；
步骤404：负责ILR收到请求报文，解封装后用RID2查DHT映射表，查到后向接入ILR发送请求应答报文(Fetch Answer)，其中携带RID2的名址映射关系；
步骤405：接入ILR收到应答报文，将应答报文中的映射关系保存下来，同时将缓存的数据报文按照学习到的映射关系封装后发送给ASN2；
步骤406：ASN2根据AID2将报文转发给UE2；
步骤407：循环执行步骤401至406，直到接入ILR学习到足够数量的映射关系，将这些映射关系打包，通过Map reply报文向ASN1发送以触发ASN一次性学习；
步骤408：ASN1收到Map relpy报文，批量学习映射关系；
步骤409-步骤412：ASN1根据学习的映射关系进行封装发送。
为了实现以上方法，本发明还提供一种名址映射系统，该系统在身份位置分离框架的网络中实现，包括：
接入业务节点(ASN)，用于向接入身份位置寄存器(ILR)发送第一报文，其目的地址是目的身份标识(AID)；还用于接收所述接入ILR发送的预定量目的名址映射关系，并据此更新本地映射表；
所述第一报文指所述ASN在本地映射表无法查到目的名址映射关系的报文；
接入ILR，与ASN连接，用于接收所述第一报文，以及获取并缓存所述目的AID对应的目的名址映射关系；当缓存的所述目的名址映射关系达到预定量时，还用于将所述预定量目的名址映射关系发送给所述ASN，所述接入ILR具体包括：
接收模块，用于接收所述第一报文并通知本地查询模块；还用于接收所述ILR发送的响应报文，其中携带所述目的名址映射关系，以及通知所述缓存模块进行缓存；
本地查询模块，与所述接收模块连接，用于根据所述目的AID查询本地映射表，查到所述目的名址映射关系时，通知缓存模块进行缓存，未查到时，通知负责ILR确定模块；
所述ILR确定模块，与所述本地查询模块连接，用于根据映射关系存放规则确定存放所述目的名址映射关系的负责ILR，还用于通知所述发送模块向所述负责ILR发送第二报文；
对采用分布式哈希算法生成的名址映射表而言，这里所说的映射关系存放规则即指分布式哈希算法。
发送模块，用于向所述负责ILR发送第二报文，其中携带目的AID；还用于将所述预定量目的名址映射关系发送给所述ASN；
所述缓存模块，用于缓存所述目的AID对应的目的名址映射关系；当缓存的所述目的名址映射关系达到预定量时，还用于通知所述发送模块将所述预定量目的名址映射关系发送给所述ASN；
负责ILR，用于接收所述第二报文，还用于查询本地映射表获得所述目的名址映射关系，以及向所述接入ILR发送携带所述目的名址映射关系的响应报文。
对应两种不同的首包报文转发路径：
第二报文中还携带第一报文的报文内容时，所述负责ILR还用于根据所述目的名址映射关系向所述目的AID对应的ASN发送第三报文，其中携带所述第一报文的报文内容。
第二报文为请求报文，用于请求目的名址映射关系时，所述接入ILR的发送模块，还用于根据所述目的名址映射关系向所述目的AID对应的ASN发送第三报文，其中携带所述第一报文的报文内容。
本发明名址映射维护方法和名址映射系统基于身份位置分离框架的网络实现，接入ILR将ASN首包报文对应的目的名址映射关系缓存达到预定量时，再批量发送缓存的名址映射关系，由ASN进行集中处理和学习，相应地，映射平面到ASN的映射关系响应报文显著减少，从而避免了ASN频繁处理映射关系响应消息，减轻ASN的处理负担。另外映射平面内的所有负责ILR只需要与接入ILR交互，不需要和ASN直接交互；映射平面与ASN之间只通过接入ILR进行交互；ASN不需要处理分布的来自所有ILR的map reply报文。

Claims (11)

1.一种名址映射维护方法，其特征在于，该方法基于身份位置分离框架网络实现，包括：
报文发送步骤，接入业务节点(ASN)向接入身份位置寄存器(ILR)发送第一报文，其目的地址为目的身份标识(AID)；
名址映射获取步骤，所述接入ILR接收所述第一报文，获取并缓存所述目的AID对应的目的名址映射关系；
名址映射批量发送步骤，当缓存的所述目的名址映射关系达到预定量时，所述接入ILR将所述预定量目的名址映射关系发送给所述ASN；
名址映射批量更新步骤，所述ASN接收所述预定量目的名址映射关系，并据此更新本地映射表。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一报文指所述ASN在本地映射表无法查到所述目的名址映射关系的报文；所述名址映射获取步骤中，所述接入ILR先在本地映射表查询所述目的AID获取所述目的名址映射关系，若未查到再根据映射关系存放规则确定存放所述目的名址映射关系的负责ILR，再从所述负责ILR获取所述目的名址映射关系。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述接入ILR从所述负责ILR获取所述目的名址映射关系具体包括：所述接入ILR向所述负责ILR发送第二报文，其中携带所述目的AID；所述负责ILR根据所述目的AID查询本地映射表获得所述目的名址映射关系；所述负责ILR向所述接入ILR发送响应报文，其中携带所述目的名址映射关系；所述接入ILR接收所述响应报文，获取所述目的名址映射关系。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述第二报文中还携带第一报文的报文内容，所述负责ILR查询本地映射表后，根据所述目的名址映射关系向所述目的AID对应的ASN发送第三报文，其中携带所述第一报文的报文内容。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述接入1LR根据所述目的名址映射关系向所述目的AID对应的ASN发送第三报文，其中携带所述第一报文的报文内容。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述接入ILR和负责ILR的本地映射表根据分布式哈希算法生成，所述映射关系存放规则指分布式哈希算法。
7.一种名址映射系统，其特征在于，该系统在身份位置分离框架的网络中实现，包括：
接入业务节点(ASN)，用于向接入身份位置寄存器(ILR)发送第一报文，其目的地址是目的身份标识(AID)；还用于接收所述接入ILR发送的预定量目的名址映射关系，并据此更新本地映射表；
所述接入ILR，与所述ASN连接，用于接收所述第一报文，以及获取并缓存所述目的AID对应的目的名址映射关系；当缓存的所述目的名址映射关系达到预定量时，还用于将所述预定量目的名址映射关系发送给所述ASN。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于：所述第一报文指所述ASN在本地映射表无法查到目的名址映射关系的报文；所述系统还包括负责ILR，所述接入ILR具体包括：
接收模块，用于接收所述第一报文并通知本地查询模块；还用于接收所述ILR发送的响应报文，其中携带所述目的名址映射关系，以及通知所述缓存模块进行缓存；
本地查询模块，与所述接收模块连接，用于根据所述目的AID查询本地映射表，查到所述目的名址映射关系时，通知缓存模块进行缓存，未查到时，通知负责ILR确定模块；
所述ILR确定模块，与所述本地查询模块连接，用于根据映射关系存放规则确定存放所述目的名址映射关系的负责ILR，还用于通知所述发送模块向所述负责ILR发送第二报文；
发送模块，用于向所述负责ILR发送第二报文，其中携带目的AID；还用于将所述预定量目的名址映射关系发送给所述ASN；
所述缓存模块，用于缓存所述目的AID对应的目的名址映射关系；当缓存的所述目的名址映射关系达到预定量时，还用于通知所述发送模块将所述预定量目的名址映射关系发送给所述ASN；
所述负责ILR，用于接收所述第二报文，还用于查询本地映射表获得所述目的名址映射关系，以及向所述接入ILR发送携带所述目的名址映射关系的响应报文。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于：所述第二报文中还携带第一报文的报文内容，所述负责ILR还用于根据所述目的名址映射关系向所述目的AID对应的ASN发送第三报文，其中携带所述第一报文的报文内容。
10.如权利要求8所述的系统，其特征在于：所述接入ILR的发送模块，还用于根据所述目的名址映射关系向所述目的AID对应的ASN发送第三报文，其中携带所述第一报文的报文内容。
11.如权利要求7或8所述的系统，其特征在于：所述接入ILR和负责ILR的本地映射表根据分布式哈希算法生成，所述映射关系存放规则指分布式哈希算法。
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