CN102238058B - 数据报文处理方法、入口隧道路由器及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种数据报文处理方法及入口隧道路由器及系统，该方法基于LISP网络，DNS服务器中保存端主机域名和EID的对应关系，该方法包括：A、源端主机向DNS服务器发送DNS查询报文，其中携带目的端主机的域名，DNS服务器向源端主机返回包含目的端主机的EID的DNS响应报文；B、ITR侦听DNS响应报文，截获响应报文中的目的端主机的EID；C、ITR根据目的端主机的EID向映射服务器查询获取目的端主机的路由标识(RLOC)；D、ITR接收源端主机发送给目的端主机的数据报文后，根据所述目的端主机的RLOC进行数据报文转发。本发明方法及入口隧道路由器及系统可以提高数据报文转发效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其是一种涉及位置身份分离协议(LISP)网络中的数据报文处理方法、入口隧道路由器及系统。
背景技术
3G和4G是无线通信领域对下一代网络的研究核心，旨在基于全IP分组核心网提高无线移动通信的质量；NGN和NGI分别是电信网和互联网领域对下一代网络融合的研究；CNGI旨在构建基于IPv6的下一代互联网；虽然各种研究存在很大差异，但是各种研究普遍接受的观点是：未来网络是基于分组的统一承载网络。因此研究下一代网络构架将以互联网为主要参考对象。互联网从其诞生以来一直保持高速发展，已成为当前最成功、最具生命力的通信网络，其灵活可扩展性、高效的分组交换、终端强大的功能等特点非常符合新一代网络的设计需要，互联网将是新一代网络设计的主要参考蓝本。然而，互联网的结构还远远没有达到最优，存在很多重大的设计问题。除IP地址空间无法满足应用需要外，还主要表现在以下方面：
互联网发明于二十世纪七十年代，人们难以预计今天世界上将存在大量的移动终端和多家乡终端，因此当时的互联网协议栈主要是针对以“固定”方式连接的终端而设计。在当时的网络环境下，由于终端基本上不会从一个位置移动到其它位置，发送的地址就是接收的地址，路经是可逆的，所以具有身份和位置双重属性的IP地址能够非常好的工作，IP地址的身份属性与位置属性之间没有产生任何冲突。IP地址同时代表身份和位置恰恰满足了当时的网络需求。从当时的网络环境来看，这种设计方案简单有效，简化了协议栈的层次结构。但毋庸置疑的是，IP地址的身份属性与位置属性之间存在着内部矛盾。IP地址的身份属性要求任意两个IP地址都是平等的，虽然IP地址可以按照组织机构进行分配，但是连续编码的IP地址之间没有必然的关系，或者至少在拓扑位置上没有必然的关系；IP地址的位置属性则要求IP地址基于网络拓扑(而不是组织机构)进行分配，处于同一个子网内的IP地址都应该处于一个连续的IP地址块中，这样才可以使网络拓扑中的IP地址前缀聚合，从而减少路由器设备的路由表的条目，保证路由系统的可扩展性。
伴随着网络规模和技术的发展，一些动态分配IP地址的技术逐步出现，如动态主机配置协议(DHCP，Dynamic Host Configuration Protocol)，这就开始打破IP地址唯一表示一个终端的假定。私有IP地址空间的使用和网络地址转换(NAT，Network Address Translator)技术的诞生使得情况继续恶化。在这种情况下同时具有身份属性与位置属性的IP地址将难以继续胜任它的角色，IP地址的双重属性问题已经凸显出来。除了技术层面的需求发生了显著变化以外，互联网的用户状况也已经发生了巨大的改变。在互联网诞生之后的最初几年中，互联网基本上被一些处于共同团体且相互信任的人员使用，传统互联网协议栈也是基于此种假设而设计的；而目前的互联网用户则是鱼龙混杂，人们难以继续互相信任。在这种情况下，缺乏内嵌安全性机制的互联网也需要发生变革。
总的来说，IP地址双重属性的内在矛盾将导致如下主要问题：
1.路由可扩展问题。关于互联网路由系统的可扩展性存在一个基本的假定：
“地址按照拓扑进行分配，或者拓扑按照地址进行部署，二者必选其一”。IP地址的身份属性要求IP地址基于终端所属的组织机构(而不是网络拓扑)进行分配，而且这种分配要保持一定的稳定性，不能经常改变；而IP地址的位置属性要求IP地址基于网络拓扑进行分配，以便保证路由系统的可扩展性。这样，IP地址的两种属性就产生了冲突，最终引发了互联网路由系统的可扩展问题。
2.移动性问题。IP地址的身份属性要求IP地址不应该随着终端位置的改变而变化，这样才能够保证绑定在身份上的通信不中断，也能够保证终端在移动后，其它终端仍能够使用它的身份与之建立通信联系；而IP地址的位置属性则要求IP地址随着终端位置的改变而改变，以便IP地址能够在新的网络拓扑中聚合，否则网络就必须为移动后的终端保留单独的路由信息，从而造成路由表条目的急剧增长。
3.多家乡问题。多家乡通常指终端或网络同时通过多个ISP的网络接入到互联网。多家乡技术的优点包括增加网络的可靠性、支持多个ISP之间的流量负载均衡和提高总体可用带宽等。但是，IP地址双重属性的内在矛盾使得多家乡技术难以实现。IP地址的身份属性要求一个多家乡终端始终对其它终端展现不变的身份，无论该多家乡终端是通过几个ISP接入到互联网；而IP地址的位置属性则要求一个多家乡终端在不同的ISP网络中使用不同的IP地址通信，这样才能保证终端的IP地址能够在ISP网络的拓扑中聚合。
4.安全和位置隐私问题。由于IP地址同时包含终端的身份信息和位置信息，所以通信对端和恶意窃听者都可以根据一个终端的IP地址同时获得该终端的身份信息和拓扑位置信息。总的来说，自从传统互联网的体系结构建立以来，互联网的技术环境和用户群体都已经发生了翻天覆地的变化，互联网需要随之进行革新。IP地址的双重属性问题是困扰互联网继续发展的根本原因之一，将IP地址的身份属性和位置属性进行分离，是解决互联网所面临问题的一个很好的思路。新网络将基于这种思路进行设计，提出一种身份信息与位置信息分离映射的网络结构，以解决现有互联网存在的一些严重弊端。
为了解决身份和位置的问题，业界进行了大量的研究和探索，所有身份与位置分离方案的基本思想都是将原本绑定在IP地址上的身份与位置双重属性分离。其中，有些方案采用应用层的URL(统一资源定位符UniformResource Locator，URL是用于完整地描述Internet上网页和其他资源的地址的一种标识方法。)或FQDN(合格域名Fully Qualified DomainName)作为终端的身份标识等；有些方案引入了新的名字空间作为身份标识，如HIP(Host Identity Protocol)在以IP地址为位置标识的网络层上增加主机标识；有些方案将IP地址进行分类，部分IP作为身份标识，部分IP作为位置标识，如LISP(Locator/ID Separation Protocol，位置身份分离协议)中使用EID(endpoint ID)作为身份标识，RLOC(Routing Locator)作为路由标识等。
其中比较有代表性的是基于网络的解决方案，其核心思想是将网络分为两个部分，一个部分是传输网络或者转发网络，位于整个网络的中心；另一部分是边缘网络或者接入网络，通过接入交换路由器连接到转发网络；其中接入网络和转发网络的地址空间和路由信息是相互隔离的。
如图1所示，LISP方案中将IP地址分成EID身份标识和RLOC路由标识，EID作为端主机的身份标识，RLOC为ITR/ETR(Ingress TunnelRouter/Egress Tunnel Router)路由器的路由标识，接入网络端主机的路由前缀信息，即EID的路由前缀信息不扩散到转发网络，而是由ITR/ETR将EID前缀信息以及RLOC信息注册在映射服务器上。端主机1向端主机2发送报文，源地址为EID(a)，目的地址为EID(b)，入口隧道路由器ITR收到报文后，查询映射服务器，得到端主机2所属的出口隧道路由器ETR的路由标识RLOC2(RLOC2也称为端主机2的路由标识)，然后使用RLOC1和RLOC2封装报文后通过转发网络发送到ETR，ETR接收报文解封装后发送给端主机2。
上述基于网络的位置身份分离方案的优点是不需要对终端进行修改，直接利用现有的终端，降低网络演进对用户的影响，同时也可以降低网络改造的成本，但是该方案存在一个问题，当ITR收到端主机1到端主机2的报文时，需要到映射服务器查找EID/RLOC的映射信息，得到映射信息以后进行封装转发，这个查询过程需要时间，ITR必须对接收到的报文进行缓存，等待的时间越长，缓存的数据量越大，必然消耗ITR设备大量的资源，影响ITR正常的转发性能；同时还存在安全方面的隐患，容易形成对映射服务器的攻击。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种数据报文处理方法及入口隧道路由器及系统，以提高数据报文转发效率。
为解决以上技术问题，本发明提供一种数据报文处理方法，该方法基于位置身份分离(LISP)网络，域名系统(DNS)服务器中保存端主机域名和身份标识(EID)的对应关系，该方法包括：
A、源端主机向DNS服务器发送DNS查询报文，其中携带目的端主机的域名，所述DNS服务器向所述源端主机返回包含目的端主机的EID的DNS响应报文；
B、入口隧道路由器(ITR)侦听DNS响应报文，截获响应报文中的目的端主机的EID；
C、所述ITR根据所述目的端主机的EID向映射服务器查询获取所述目的端主机的路由标识(RLOC)；
D、所述ITR接收所述源端主机发送给目的端主机的数据报文后，根据所述目的端主机的RLOC进行数据报文转发。
进一步地，步骤B中，ITR从收到的转发网络报文中，侦听DNS响应报文，并根据DNS报文格式、DNS的端口号、DNS的身份标识或DNS的路由标识，判断收到的转发网络报文是否为DNS响应报文。
进一步地，步骤A中，所述DNS查询报文经过ITR转发至DNS服务器，步骤B中，所述ITR从DNS响应报文中截获目的端主机的EID后，将所述DNS响应报文转发给源终端；所述源终端根据所述DNS响应报文中的目的端主机EID向目的端主机发送数据报文。
进一步地，步骤C具体包括：所述ITR向映射服务器查询前，先查询本地缓存，若本地缓存中没有目的端主机的EID和RLOC的映射关系，则向映射服务器发送映射查询请求，根据映射服务器的映射查询响应获取目的端主机的RLOC，缓存目的端主机的EID和RLOC的映射关系。
进一步地，步骤D中，所述ITR接收到所述源端主机发送给目的端主机的数据报文后，先查询本地缓存，若本地缓存中没有或者正在查询目的端主机的EID和RLOC的映射关系，则等待收到所述映射服务器的映射查询响应后，再进行报文转发。
进一步地，所述ITR采用封装方式实现数据报文转发。
进一步地，步骤D中，所述源端主机发送的数据报文中源、目的地址分别为源、目的端主机的EID，所述ITR进行数据报文转发时，用源、目的端主机的RLOC对源端主机发送的数据报文进行封装，封装后的数据报文的源、目的地址分别为源、目的端主机的RLOC，封装后的报文中还包括源、目的端主机的EID。
为解决以上技术问题，本发明还提供一种入口隧道路由器，该入口隧道路由器(ITR)位于位置身份分离(LISP)网络，所述LISP网络包括DNS服务器，用于保存端主机域名和身份标识的对应关系，接收端主机发送的携带目的端主机的域名的DNS查询报文，以及向端主机返回携带目的端主机的EID的DNS响应报文，所述ITR包括：
侦听模块，与报文处理模块连接，用于侦听DNS响应报文，截获响应报文中目的端主机的身份标识(EID)；
映射查询模块，与所述侦听模块连接，用于根据截获的目的端主机的EID向映射服务器查询获取目的端主机的路由标识(RLOC)；
报文处理模块，与所述映射查询模块及侦听模块连接，用于接收源端主机发送给目的端主机的数据报文，还用于根据映射查询模块获取的RLOC进行数据报文转发；还用于接收及转发从转发网络发来的发送给其下源端主机的报文。
进一步地，所述ITR的侦听模块从所述报文处理模块收到的转发网络报文中，侦听DNS响应报文，并根据DNS报文格式、DNS的端口号、DNS的身份标识或DNS的路由标识，判断收到的转发网络报文是否为DNS响应报文。
进一步地，所述报文处理模块，还用于接收并转发的报文包括源端主机发送给DNS服务器的DNS查询报文以及DNS服务器发送给源端主机的DNS响应报文。
进一步地，所述ITR还包括与所述映射查询模块连接的映射信息缓存模块，用于缓存端主机的EID和RLOC的映射关系；所述映射查询模块向映射服务器查询前，先查询所述映射信息缓存模块，若映射信息缓存模块中没有目的端主机的EID和RLOC的映射关系，再向映射服务器发送映射查询请求，根据映射服务器的映射查询响应获取目的端主机的RLOC，还用于向所述映射信息缓存模块保存目的端主机的EID和RLOC的映射关系。
进一步地，所述ITR的报文处理模块接收到所述源端主机发送给目的端主机的数据报文后，还用于通知映射查询模块查询映射信息缓存模块，若映射信息缓存模块中没有目的端主机的EID和RLOC映射关系，则等待映射查询模块收到所述映射服务器的映射查询响应后，再进行报文转发。
进一步地，所述ITR的报文处理模块采用封装实现数据报文转发。
为解决以上技术问题，本发明还提供一种数据报文处理系统，该数据报文处理系统基于位置身份分离(LISP)网络实现，该系统包括端主机、入口隧道路由器(ITR)及DNS服务器，其中：
所述端主机，包括域名查询模块及报文收发模块，其中，域名查询模块用于向DNS服务器发送携带目的端主机的域名的DNS查询报文，以及接收所述DNS服务器返回的携带目的端主机的EID的DNS响应报文；报文收发模块用于根据所述DNS响应报文中的目的端主机EID向目的端主机发送数据报文及接收数据报文；
所述ITR包括：
侦听模块，与报文处理模块连接，用于侦听DNS响应报文，截获响应报文中目的端主机的身份标识(EID)；
映射查询模块，与所述侦听模块连接，用于根据截获的目的端主机的EID向映射服务器查询获取目的端主机的路由标识(RLOC)；
报文处理模块，与所述映射查询模块及侦听模块连接，用于接收源端主机发送给目的端主机的数据报文，还用于根据映射查询模块获取的RLOC进行数据报文转发；还用于接收及转发从转发网络发来的发送给其下源端主机的报文；
DNS服务器用于保存端主机域名和身份标识的对应关系，接收端主机发送的DNS查询报文，以及向端主机返回DNS响应报文。
进一步地，所述ITR的侦听模块从所述报文处理模块收到的转发网络报文中，侦听DNS响应报文，并根据DNS报文格式、DNS的端口号、DNS的身份标识或DNS的路由标识，判断收到的转发网络报文是否为DNS响应报文。
进一步地，所述报文处理模块，还用于接收并转发的报文包括源端主机发送给DNS服务器的DNS查询报文以及DNS服务器发送给源端主机的DNS响应报文。
进一步地，所述ITR还包括与所述映射查询模块连接映射信息缓存模块，用于缓存端主机的EID和RLOC的映射关系；所述映射查询模块向映射服务器查询前，先查询所述映射信息缓存模块，若映射信息缓存模块中没有目的端主机的EID和RLOC的映射关系，再向映射服务器发送映射查询请求，根据映射服务器的映射查询响应获取目的端主机的RLOC，还用于向所述映射信息缓存模块保存目的端主机的EID和RLOC的映射关系。
进一步地，所述ITR的报文处理模块接收到所述源端主机发送给目的端主机的数据报文后，还用于通知映射茶韵模块查询映射信息缓存模块，若映射信息缓存模块中没有目的端主机的EID和RLOC映射关系，则等待映射查询模块收到所述映射服务器的映射查询响应后，再进行报文转发。
进一步地，所述ITR的报文处理模块接收的所述源端主机发送的数据报文中源、目的地址分别为源、目的端主机的EID，进行数据报文转发时，用源、目的端主机的RLOC对源端主机发送的数据报文进行封装，封装后的数据报文的源、目的地址分别为源、目的端主机的RLOC，封装后的报文中还包括源、目的端主机的EID。
本发明数据报文处理方法及接入业务节点的主要思想基于位置身份分离(LISP)网络，入口隧道路由器(ITR)收到源端主机发送的数据报文前，根据源端主机查询DNS(domain name system，域名系统)返回的数据报文侦听到目的端主机的EID，并向映射服务器查询EID/RLOC的映射信息，从而提高ITR对源端主机数据报文的转发效率，改善ITR的转发性能。
附图说明
图1身份和位置分离的网络架构的组成示意图；
图2是本发明数据报文处理处理方法的流程示意图；
图3是本发明接入服务节点的模块结构示意图；
图4是本发明数据报文处理系统的模块结构示意图。
具体实施方式
本发明数据报文处理方法及接入业务节点的主要思想是基于位置身份分离(LISP)网络，入口隧道路由器(ITR)收到源端主机发送的数据报文前，根据源端主机查询DNS(domain name system，域名系统)返回的数据报文侦听到目的端主机的EID，并向映射服务器查询EID/RLOC的映射信息，从而提高ITR对源端主机数据报文的转发效率，改善ITR的转发性能。
本发明基于位置身份分离LISP(Locator/ID Separation Protocol)协议网络架构下的实施本发明的映射信息的传输方法，ITR(Ingress Tunnel Router，入口隧道路由器)收到源主机发送的报文前，根据源主机查询DNS(domainname system，域名系统)返回的报文侦听到目的端主机的EID，并向映射服务器查询EID/RLOC的映射信息，从而解决ITR收到源主机发送的报文以后等待查询映射信息，需要存储收到的大量报文，导致影响ITR转发性能的问题。
LISP协议网络架构是一种基于网络的位置身份分离方案，将现有互联网的IP地址分为身份标识EID(Endpoint identifier)和路由标识RLOC(RoutingLocator)，方案的优点是不需要改变目前终端主机的协议栈，终端的兼容性好，重点在于解决网络路由规模的可扩展性、流量工程和移动性。LISP的网络架构示意图见图1，以EID标识的终端设备、入口隧道路由器ITR和出口隧道路由器ETR作为接入网络和转发网络的连接。可理解地，入口隧道路由器ITR和出口隧道路由器ETR是相对而言的。
图2为本发明实施例的映射信息传输方法的流程图，包括：
201：源端主机根据要访问的目的端主机的域名向DNS服务器发送DNS查询报文，其中携带目的端主机的域名，所述DNS服务器向所述源端主机返回包含目的端主机的身份标识(EID)的DNS响应报文；
在传统的DNS服务器中存储端主机的域名和IP地址的对应关系，在本发明的身份和位置分离网络中，DNS服务器中存储端主机的域名和身份标识(即端主机的身份属性)的对应关系，同时DNS服务器在身份和位置分离网络中有自己的身份标识和路由标识。
源端主机和目的端主机通信时，源端主机根据目的端主机的域名利用DNS客户端协议查询DNS服务器以得到目的端主机的身份标识EID，DNS服务器返回包含目的端主机身份标识EID的响应报文，源入口隧道路由器ITR侦听该响应报文，截获目的端主机的EID。
DNS服务器身份标识是系统设定的公知地址，源端主机发送的DNS查询报文和DNS响应报文必须经过ITR转发。
DNS的报文格式如下：
其中：
标识字段：用于报文标识，终端设置，DNS服务器使用该标识返回结果；
标志字段：16位，重要位段的定义如下：
| 位数 | 名称 | 说明 |
| 1位 | QR | 0表示查询报文1表示响应报文 |
| 4位 | Opcode | 0表示标准查询 |
| 1位 | AA | 表示授权回答 |
| 1位 | TC | 表示可切断 |
| 4位 | Rcode | 返回码，0表示无差错 |
DNS查询报文中的问题部分通常只有一个问题，格式包括查询名、查询类型和查询类，查询名就是需要查找的域名，如“ZTE.COM.CN”。查询类为1是指互联网地址IP，本发明为身份标识。
DNS响应报文中的资源记录，在DNS报文格式中的最后3个字段，回答字段、授权字段和额外字段，采用资源记录格式，格式如下：
| 域名 | 类型 | 类 |
| 生存时间 | 资源数据长度 | 资源数据 |
其中：域名是记录中资源数据对应的名字，它的格式和前面的查询名字段格式一样。
类型说明RR的类型码，它和前面的查询类型值是一样的。通常为1，表示互联网数据。
生存时间是客户程序保留该资源记录的秒数，资源记录通常的生存时间为2天。
资源数据长度说明资源数据的数量，该数据的格式依赖域类型字段的值，对于类型A资源数据是4字节的IP地址，本发明中为EID。
202，ITR侦听DNS响应报文，截获响应报文中的目的端主机的身份标识EID；
ITR从收到的转发网络报文(本发明中将从转发网络接收的报文称为转发网络报文)中侦听DNS响应报文，判断该报文是否是DNS的响应报文，如果是，则实时提取DNS响应报文中的目的端主机的EID，完成侦听功能，并将DNS响应报文转发给源端主机，源端主机接收到该DNS响应报文后，生成目的地址为目的端主机的EID的数据报文，并发送给ITR。
ITR可根据以下三种方式判断接收的报文是否为DNS响应报文：
1、ITR根据上述的DNS的报文格式判断是否为DNS响应报文；
2、DNS均支持UDP和TCP，并使用特定的端口号，如DNS的端口号为53，DNS的查询报文的目的端口号为53，DNS响应报文的源端口号为53，ITR根据源端口号判断是否为DNS响应报文；
3、DNS有特定的身份标识及路由标识，ITR根据源端地址中的身份标识或路由标识进行判断。
203，ITR根据目的端主机EID向映射服务器查询获取目的端主机所属的出口隧道路由器的RLOC；
若ITR本地缓存有映射关系，则ITR截获目的端主机EID后先查询本地缓存的映射关系，若在本地缓存中未查到目的端主机的映射关系，则ITR向位置身份分离网络的映射服务器发送映射查询请求，根据映射服务器的映射查询目的端主机的所属的出口隧道路由器的RLOC，并根据映射服务器返回的目的端主机所属的出口隧道路由器的RLOC，在本地缓存保存目的端主机的EID和RLOC的映射关系；
若ITR本地缓存中没有保存映射关系，则ITR截获目的端主机EID后直接向映射服务器查询目的端主机所属的出口隧道路由器的RLOC。
ITR向映射服务器查询目的端主机的RLOC时，查询请求中携带目的端主机的EID，向位置身份分离网络的映射服务器查询映射信息，即目的端主机所属的出口隧道路由器的RLOC。
204，ITR接收所述源端主机发送给目的端主机的数据报文后，根据所述目的端主机的RLOC进行数据报文转发。
接收数据报文与获得映射服务器返回的RLOC之间一定有时间差，多数情况是先收到终端的数据报文，这种情况下先查询本地缓存，若本地缓存中没有或者正在查询目的端主机的AID和RID的映射关系，则缓存数据报文，等待收到映射查询响应后，再进行报文转发；如果先收到映射服务器返回的映射信息，不管是否收到终端的数据报文，应该立即将RLOC进行本地映射表的缓存，这样ITR收到终端的数据报文以后就可以直接进行本地查询。
源端主机发送的数据报文中源、目的地址分别为源、目的端主机的EID，ITR接收所述源端主机发送给目的端主机的数据报文后，根据数据报文中的目的端主机EID查询本地缓存获取目的端主机RLOC，利用查询到的RLOC封装该数据报文，封装后的数据报文的源、目的地址分别为源、目的端主机的RLOC，且封装报文中还包括源、目的端主机的EID；然后通过转发网络发送给出口隧道路由器ETR，ETR解封装后发送给目的端主机。
本发明中，通过ITR侦听DNS响应报文，在收到端主机的数据报文前，提前截获目的端主机的EID，并在本地未缓存目的端主机的映射关系的情况下，提前向映射服务器进行查询，从而减少数据报文的缓存，减少缓存器的大小，减少数据管理的任务量，使得ITR设备有更多的资源来进行数据转发，提高转发数据的处理效率。
图3所示，为实现以上方法，本发明还提供了一种入口隧道路由器，该入口隧道路由器(ITR，Ingress Tunnel Router)位于位置身份分离(LISP)网络，所述LISP网络包括DNS服务器，用于保存端主机域名和身份标识的对应关系，接收端主机发送的携带目的端主机的域名的DNS查询报文，以及向端主机返回携带目的端主机的EID的DNS响应报文，
与本发明相关地，ITR包括：
侦听模块，与报文处理模块连接，用于侦听DNS响应报文，截获响应报文中目的端主机的身份标识(EID)；
映射查询模块，与所述侦听模块连接，用于根据截获的目的端主机的EID向映射服务器查询获取目的端主机的路由标识(RLOC)；
报文处理模块，与所述映射查询模块及侦听模块连接，用于接收、处理并转发数据报文、DNS查询及响应报文以及映射查询及响应报文，与本发明相关地，包括用于接收源端主机发送给目的端主机的数据报文，还用于根据映射查询模块获取的RLOC进行数据报文转发；还用于接收及转发从转发网络发来的发送给其下源端主机的报文。
进一步地，所述ITR的侦听模块从所述报文处理模块收到的转发网络报文中，侦听DNS响应报文，并根据DNS报文格式、DNS的端口号、DNS的身份标识或DNS的路由标识，判断收到的转发网络报文是否为DNS响应报文。
进一步地，所述报文处理模块，还用于接收并转发的报文包括源端主机发送给DNS服务器的DNS查询报文以及DNS服务器发送给源端主机的DNS响应报文。
进一步地，所述ITR还包括与所述映射查询模块连接的映射信息缓存模块，用于缓存端主机的EID和RLOC的映射关系；所述映射查询模块向映射服务器查询前，先查询所述映射信息缓存模块，若映射信息缓存模块中没有目的端主机的EID和RLOC的映射关系，再向映射服务器发送映射查询请求，根据映射服务器的映射查询响应获取目的端主机的RLOC，还用于向所述映射信息缓存模块保存目的端主机的EID和RLOC的映射关系。
进一步地，所述ITR的报文处理模块接收到所述源端主机发送给目的端主机的数据报文后，还用于通知映射查询模块查询映射信息缓存模块，若映射信息缓存模块中没有目的端主机的EID和RLOC映射关系，则报文处理模块内部缓存该数据报文，等待映射查询模块收到所述映射服务器的映射查询响应后，再进行报文转发。
所述ITR的报文处理模块采用封装实现数据报文转发，具体如上所述。
图4所示，本发明还提供一种数据报文处理系统，该系统基于位置身份分离(LISP)网络实现，该系统包括端主机、入口隧道路由器(ITR)及DNS服务器，其中：
所述端主机，包括域名查询模块及报文收发模块，其中，域名查询模块用于向DNS服务器发送携带目的端主机的域名的DNS查询报文，以及接收所述DNS服务器返回的携带目的端主机的EID的DNS响应报文；报文收发模块用于根据所述DNS响应报文中的目的端主机EID向目的端主机发送数据报文及接收数据报文；
所述ITR包括：
侦听模块，与报文处理模块连接，用于侦听DNS响应报文，截获响应报文中目的端主机的身份标识(EID)；
映射查询模块，与所述侦听模块连接，用于根据截获的目的端主机的EID向映射服务器查询获取目的端主机的路由标识(RLOC)；
报文处理模块，与所述映射查询模块及侦听模块连接，用于接收、处理并转发数据报文、DNS查询及响应报文以及映射查询及响应报文，与本发明相关地，包括用于接收源端主机发送给目的端主机的数据报文，还用于根据映射查询模块获取的RLOC进行数据报文转发；还用于接收及转发从转发网络发来的发送给其下源端主机的报文；
DNS服务器用于保存端主机域名和身份标识的对应关系，接收端主机发送的DNS查询报文，以及向端主机返回DNS响应报文。
所述ITR的侦听模块从所述报文处理模块收到的转发网络报文中，侦听DNS响应报文，并根据DNS报文格式、DNS的端口号、DNS的身份标识或DNS的路由标识，判断收到的转发网络报文是否为DNS响应报文。
所述报文处理模块，还用于接收并转发的报文包括源端主机发送给DNS服务器的DNS查询报文以及DNS服务器发送给源端主机的DNS响应报文。
所述ITR还包括与所述映射查询模块连接映射信息缓存模块，用于缓存端主机的EID和RLOC的映射关系；所述映射查询模块向映射服务器查询签，先查询所述映射信息缓存模块，若映射信息缓存模块中没有目的端主机的EID和RLOC的映射关系，再向映射服务器发送映射查询请求，根据映射服务器的映射查询响应获取目的端主机的RLOC，还用于向所述映射信息缓存模块保存目的端主机的EID和RLOC的映射关系。
所述ITR的报文处理模块接收到所述源端主机发送给目的端主机的数据报文后，还用于通知映射查询模块查询映射信息缓存模块，若映射信息缓存模块中没有目的端主机的EID和RLOC映射关系，则报文处理模块内部缓存该数据报文，等待映射查询模块收到所述映射服务器的映射查询响应后，再进行报文转发。
所述ITR的报文处理模块接收的所述源端主机发送的数据报文中源、目的地址分别为源、目的端主机的EID，进行数据报文转发时，用源、目的端主机的RLOC对源端主机发送的数据报文进行封装，封装后的数据报文的源、目的地址分别为源、目的端主机的RLOC，且封装后的报文中还包括源、目的端主机的EID。
出口隧道路由器(ETR)对接收的数据报文进行解封装还原。
进一步地，所述位置身份分离(LISP)网络还包括映射服务器，所述映射服务器，用于根据ITR(或ETR)的查询返回RLOC。
Claims (19)
1.一种数据报文处理方法，其特征在于，该方法基于位置身份分离LISP网络，域名系统DNS服务器中保存端主机域名和身份标识EID的对应关系，该方法包括：
A、源端主机向DNS服务器发送DNS查询报文，其中携带目的端主机的域名，所述DNS服务器向所述源端主机返回包含目的端主机的EID的DNS响应报文；
B、入口隧道路由器ITR在收到源端主机向目的端主机发送的数据报文前，侦听所述DNS服务器向所述源端主机返回的包含目的端主机的EID的DNS响应报文，截获所述DNS响应报文中的目的端主机的EID，并根据所述目的端主机的EID向映射服务器查询获取所述目的端主机的路由标识RLOC；
C、所述ITR接收所述源端主机发送给目的端主机的数据报文后，根据所述目的端主机的RLOC进行数据报文转发。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤B中，ITR从收到的转发网络报文中，侦听DNS响应报文，并根据DNS报文格式、DNS的端口号、DNS的身份标识或DNS的路由标识，判断收到的转发网络报文是否为DNS响应报文。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤A中，所述DNS查询报文经过ITR转发至DNS服务器，步骤B中，所述ITR从DNS响应报文中截获目的端主机的EID后，将所述DNS响应报文转发给源端主机；所述源端主机根据所述DNS响应报文中的目的端主机EID向目的端主机发送数据报文。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤B中：所述ITR向映射服务器查询前，先查询本地缓存，若本地缓存中没有目的端主机的EID和RLOC的映射关系，则向映射服务器发送映射查询请求，根据映射服务器的映射查询响应获取目的端主机的RLOC，缓存目的端主机的EID和RLOC的映射关系。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤C中，所述ITR接收到所述源端主机发送给目的端主机的数据报文后，先查询本地缓存，若本地缓存中没有或者正在查询目的端主机的EID和RLOC的映射关系，则等待收到所述映射服务器的映射查询响应后，再进行报文转发。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述ITR采用封装方式实现数据报文转发。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤C中，所述源端主机发送的数据报文中源地址、目的地址分别为源端主机的EID、目的端主机的EID，所述ITR进行数据报文转发时，用源端主机的RLOC、目的端主机的RLOC对源端主机发送的数据报文进行封装，封装后的数据报文的源地址、目的地址分别为源端主机的RLOC、目的端主机的RLOC，封装后的报文中还包括源端主机的EID、目的端主机的EID。
8.一种入口隧道路由器，其特征在于，该入口隧道路由器ITR位于位置身份分离LISP网络，所述LISP网络包括域名系统DNS服务器，用于保存端主机域名和身份标识的对应关系，接收源端主机发送的携带目的端主机的域名的DNS查询报文，以及向源端主机返回携带目的端主机的身份标识EID的DNS响应报文，所述ITR包括：
侦听模块，与报文处理模块连接，用于在收到源端主机向目的端主机发送的数据报文前侦听DNS服务器向所述源端主机返回的携带目的端主机的EID的DNS响应报文，截获所述DNS响应报文中目的端主机的身份标识EID；
映射查询模块，与所述侦听模块连接，用于根据截获的目的端主机的EID向映射服务器查询获取目的端主机的路由标识RLOC；
报文处理模块，与所述映射查询模块及侦听模块连接，用于接收源端主机发送给目的端主机的数据报文，还用于根据映射查询模块获取的目的端主机的RLOC进行数据报文转发；还用于接收及转发从转发网络发来的发送给其下源端主机的报文。
9.如权利要求8所述入口隧道路由器，其特征在于：所述ITR的侦听模块从所述报文处理模块收到的转发网络报文中，侦听DNS响应报文，并根据DNS报文格式、DNS的端口号、DNS的身份标识或DNS的路由标识，判断收到的转发网络报文是否为DNS响应报文。
10.如权利要求8所述的入口隧道路由器，其特征在于：所述报文处理模块接收并转发的报文还包括源端主机发送给DNS服务器的DNS查询报文以及DNS服务器发送给源端主机的DNS响应报文。
11.如权利要求8所述的入口隧道路由器，其特征在于，所述ITR还包括与所述映射查询模块连接的映射信息缓存模块，用于缓存端主机的EID和RLOC的映射关系；所述映射查询模块向映射服务器查询前，先查询所述映射信息缓存模块，若映射信息缓存模块中没有目的端主机的EID和RLOC的映射关系，再向映射服务器发送映射查询请求，根据映射服务器的映射查询响应获取目的端主机的RLOC，还用于向所述映射信息缓存模块保存目的端主机的EID和RLOC的映射关系。
12.如权利要求8所述的入口隧道路由器，其特征在于：所述ITR的报文处理模块接收到所述源端主机发送给目的端主机的数据报文后，还用于通知映射查询模块查询映射信息缓存模块，若映射信息缓存模块中没有目的端主机的EID和RLOC映射关系，则等待映射查询模块收到所述映射服务器的映射查询响应后，再进行报文转发。
13.如权利要求8所述的入口隧道路由器，其特征在于：所述ITR的报文处理模块采用封装实现数据报文转发。
14.一种数据报文处理系统，其特征在于，该数据报文处理系统基于位置身份分离LISP网络实现，该系统包括端主机、入口隧道路由器ITR及域名系统DNS服务器，其中：
所述端主机，包括域名查询模块及报文收发模块，其中，域名查询模块用于向DNS服务器发送携带目的端主机的域名的DNS查询报文，以及接收所述DNS服务器返回的携带目的端主机的身份标识EID的DNS响应报文；报文收发模块用于根据所述DNS响应报文中的目的端主机EID向目的端主机发送数据报文及接收数据报文；
所述ITR包括：
侦听模块，与报文处理模块连接，用于在收到源端主机向目的端主机发送的数据报文前侦听DNS服务器向所述源端主机返回的携带目的端主机的EID的DNS响应报文，截获所述DNS响应报文中目的端主机的身份标识EID；
映射查询模块，与所述侦听模块连接，用于根据截获的目的端主机的EID向映射服务器查询获取目的端主机的路由标识RLOC；
报文处理模块，与所述映射查询模块及侦听模块连接，用于接收源端主机发送给目的端主机的数据报文，还用于根据映射查询模块获取的RLOC进行数据报文转发；还用于接收及转发从转发网络发来的发送给其下源端主机的报文；
DNS服务器用于保存端主机域名和身份标识的对应关系，接收端主机发送的DNS查询报文，以及向端主机返回DNS响应报文。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于：所述ITR的侦听模块从所述报文处理模块收到的转发网络报文中，侦听DNS响应报文，并根据DNS报文格式、DNS的端口号、DNS的身份标识或DNS的路由标识，判断收到的转发网络报文是否为DNS响应报文。
16.如权利要求14所述的系统，其特征在于：所述报文处理模块接收并转发的报文还包括源端主机发送给DNS服务器的DNS查询报文以及DNS服务器发送给源端主机的DNS响应报文。
17.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述ITR还包括与所述映射查询模块连接映射信息缓存模块，用于缓存端主机的EID和RLOC的映射关系；所述映射查询模块向映射服务器查询前，先查询所述映射信息缓存模块，若映射信息缓存模块中没有目的端主机的EID和RLOC的映射关系，再向映射服务器发送映射查询请求，根据映射服务器的映射查询响应获取目的端主机的RLOC，还用于向所述映射信息缓存模块保存目的端主机的EID和RLOC的映射关系。
18.如权利要求14所述的系统，其特征在于：所述ITR的报文处理模块接收到所述源端主机发送给目的端主机的数据报文后，还用于通知映射茶韵模块查询映射信息缓存模块，若映射信息缓存模块中没有目的端主机的EID和RLOC映射关系，则等待映射查询模块收到所述映射服务器的映射查询响应后，再进行报文转发。
19.如权利要求14所述的系统，其特征在于：所述ITR的报文处理模块接收的所述源端主机发送的数据报文中源地址、目的地址分别为源端主机的EID、目的端主机的EID，进行数据报文转发时，用源端主机的RLOC、目的端主机的RLOC对源端主机发送的数据报文进行封装，封装后的数据报文的源地址、目的地址分别为源端主机的RLOC、目的端主机的RLOC，封装后的报文中还包括源端主机的EID、目的端主机的EID。
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