CN102238242A - 一种IPv6下映射机制的模拟评价系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种IPv6下映射机制的模拟评价系统，包括：数据处理模块，包括：获取子模块，用于针对输入的原始数据，获取其数据包的方向属性；转换子模块，用于将数据包从IPv4格式转换为IPv6格式；封装路由器模块，包括：映射查询子模块，用于在接收到数据包时，判断缓存中是否命中其映射信息，若否，则向分布式映射系统发出查询，并触发丢弃子模块；丢弃子模块，用于根据方向属性，执行数据包的丢弃操作；分布式映射系统模块，用于根据实例化的分布式映射系统，对所述查询做出响应；记录模块，用于获取并记录所述封装路由器模块的映射缓存命中信息，以及，所述分布式映射系统模块的查询响应信息。本发明用以实现IPv6边缘网地址下映射机制常规功能的评价。

Description

一种IPv6下映射机制的模拟评价系统

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，特别是涉及一种IPv6下映射机制的模拟评价系统。

背景技术

随着互联网的发展和壮大，路由可扩展问题日益严重：核心路由表的指数级膨胀和全球路由系统的更新广泛影响着路由系统的的稳定；所述路由可扩展问题出现的根本原因是IP地址重载了用户身份标识、用户位置标识和用户路由标识等多重语义；边缘网络要求多宿主、流量工程等原因使大量边缘路由进入核心路由表，与核心网对路由可聚合的要求相矛盾。

分离方案是解决路由可扩展问题的有效途径，其将边缘网地址从核心路由系统中分离，在全球路由系统中仅根据核心网地址转发包；该分离方案的关键技术之一是在边缘路由器包转发前，将包的边缘网地址映射为核心网地址。

目前，已有多种映射机制被提出，通常，这些映射机制的常规性能涉及映射信息的存储和查询响应等方面；例如，集中式存储不具备可扩展性，而分布式存储会带来查询延迟、数据有效性等问题，因而，映射机制常规性能的评价变得越来越重要。

然而，现有映射机制的评价方法主要针对封装路由器(ITR，IngressTunnel Router)局部缓存的性能，或者，局限于IPv4(互联网协议第4版，Internet Protocol Version 4)边缘网地址下的映射机制，而缺乏对IPv6(互联网协议第6版，Internet Protocol Version 6)边缘网地址下映射机制常规性能的评价。

总之，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够实现IPv6边缘网地址下映射机制的评价。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种IPv6下映射机制的模拟评价系统，用以实现IPv6边缘网地址下映射机制常规功能的评价。

为了解决上述问题，本发明公开了一种IPv6下映射机制的模拟评价系统，包括：

数据处理模块，包括：

获取子模块，用于针对输入的原始数据，获取其数据包的方向属性；

转换子模块，用于将所述数据包从IPv4格式转换为IPv6格式，并发送至封装路由器模块；

封装路由器模块，包括：

映射查询子模块，用于在接收到数据包时，判断缓存中是否命中该数据包的映射信息，若否，则向分布式映射系统发出查询，并触发丢弃子模块；

丢弃子模块，用于根据数据包的方向属性，执行数据包的丢弃操作；

分布式映射系统模块，用于根据实例化的分布式映射系统，对所述查询做出响应；

记录模块，用于获取并记录所述封装路由器模块的映射缓存命中信息，以及，所述分布式映射系统模块的查询响应信息。

优选的，所述获取子模块包括：

地址段获取单元，用于获取当前数据包所属边缘网的地址段；

方向属性获取单元，用以判断当前数据包的源地址和目的地址，若其均属于边缘网地址段，则该数据包为边缘网内部通信包，舍弃该数据包，

若源地址属于边缘网地址段而目的地址不属于边缘网地址段，则该数据包为出方向数据包，舍弃该数据包的源地址，

若源地址不属于边缘网地址段而目的地址属于边缘网地址段，则该数据包为入方向数据包，舍弃该数据包目的地址，以及，

若其均不属于边缘网地址段，则该数据包为非正常数据，舍弃该数据包。

优选的，所述转换子模块包括：

地址划分单元，用于针对IPv4格式的数据包，将其地址按位从高到低分为6位、6位、6位、6位和8位；

散列单元，用于将前四个6位地址按函数f(x)＝x×1024散列为四个16位地址，作为转换后IPv6地址的前64位。

优选的，所述丢弃子模块，用于丢弃所述数据包中的出方向数据包。

优选的，所述封装路由器模块还包括：

索引查询子模块，用于在缓存命中失败时，查询索引缓存，并根据查询结果向分布式映射系统发出查询；

所述记录模块，还用于获取并记录所述索引缓存的命中信息。

优选的，所述索引缓存查询为查询存储映射信息的权威映射节点；

所述索引查询子模块包括：

第一查询单元，用于在索引缓存命中成功时，向所述命中的权威映射节点发出查询；

第二查询单元，用于在索引缓存命中失败时，向索引缓存中缓存的距离该权成映射节点最近的映射节点发出查询。

优选的，所述映射查询子模块，用于针对所述查询中的边缘网地址，将相应的查询包发往分布式映射系统内的指定节点；

所述分布式映射系统模块包括：

构造子模块，用于根据IPv6下映射信息规模和当前服务器的存储、转发能力，构造分布式映射系统的规模限制模型；

实例化子模块，用于根据所述规模限制模型和分布式映射系统结构类型，实例化分布式映射系统；

查询响应子模块，用于根据所述查询中的边缘网地址，转发查询包至下一跳，直至查询包到达最终映射节点，由该最终映射节点反馈映射信息至封装路由器模块。

优选的，所述构造子模块，用于根据公式(1)构造分布式映射系统的规模限制模型：

$\left\{\begin{array}{c}N\×C\≥S\\ N\×P\×K\≥\mathrm{Pa}\×S\×h\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，N表示分布式映射系统中的节点数，C表示每个映射节点存储映射信息的能力，S表示映射信息规模，P表示每个映射节点处理映射查询的能力，K表示一个逻辑映射节点对应的物理冗余节点数，Pa代表需要查询的映射信息规模占总映射信息规模的百分比，h表示映射查询包在分布式映射系统中的平均跳数。

优选的，所述实例化子模块包括：

第一估算单元，用于根据现有网络规模，估算映射信息规模S；

第二估算单元，根据当前服务器的存储和处理能力，估算C以及P；

第三估算单元，用于根据已有覆盖网的冗余节点设置经验，估算K；

推算单元，用于根据局部网络模拟实验和局部网络规模，推算Pa；

计算单元，用于根据分布式映射系统结构类型，计算h；

下限获取单元，用于根据公式(1)得到分布式映射系统中节点数N的下限，并根据该下限实例化分布式映射系统。

优选的，所述映射缓存信息包括：映射缓存命中次数和映射缓存接受查询次数；

所述记录模块，用于计算单位时间内，所述映射缓存命中次数与映射缓存接受查询次数的比值，得到映射缓存的命中率。

优选的，所述查询响应信息包括：分布式映射系统接受查询的次数、单个映射节点接受查询的次数；

所述记录模块，用于计算单位时间内分布式映射系统接受查询的次数，得到分布式映射系统的查询频率，以及，

根据映射节点标识信息，计算单个映射节点在单位时间内接受查询的次数，得到映射节点的查询负载。

优选的，所述映射缓存信息还包括：总丢包数；

所述记录模块，用于计算单位时间内的总丢包数，得到丢包频率。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明在ITR模块前增加了数据处理模块，并在所述数据处理模块进行数据包从IPv4格式向IPv6格式的转换，同时保持其流量和地址分布特征，使评价系统可以对IPv6边缘网地址下分布式映射系统的性能进行较为合理的评价；

其次，本发明在数据处理模块获取数据包的方向属性，有助于ITR模块根据数据包的方向采取不同动作，例如，在ITR模块收到入方向数据包时，若本地未缓存源边缘网地址的映射信息，可以在转发该数据包的同时触发映射查询；这样设置可有效提高ITR模块映射缓存的性能，降低ITR丢包的可能性；又如，在ITR模块收到未知映射信息的出方向数据包时，将该数据包丢掉，用以降低路由器的负担；

再者，在ITR模块中可选地使用二级缓存机制：映射缓存和索引缓存，，以提高分布式映射系统的服务质量，同时有助于评价二级缓存机制对提高服务质量的影响；

最后，在分布式映射系统模块中构造分布式映射系统的规模限制模型，并根据该模型进行分布式映射系统的实例化而非凭空实例化分布式映射系统，从而使实例化的分布式映射系统更贴近实际。

附图说明

图1是本发明一种IPv6下映射机制的模拟评价系统实施例的结构图；

图2是本发明一种数据包从IPv4格式向IPv6格式转换的示意图；

图3是本发明一种数据处理模块的工作流程示意；

图4是本发明一种封装路由器模块102的工作流程示意；

图5是本发明一种查询响应子模块的工作流程示意；

图6是本发明对对现有分布式映射系统结构类型LISP-DHT在IPv6边缘网地址下的实例化示意；

图7是本发明对对现有分布式映射系统结构类型DHT-MAP在IPv6边缘网地址下的实例化示意；

图8是本发明对现有分布式映射系统结构类型NLMS在IPv6边缘网地址下的实例化示意；

图9是本发明一种记录模块的工作流程示意；

图10是本发明一种对图6-8中所示的LISP-DHT、DHT-MAP和NLMS实例进行评价实验的结果示例。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

根据对映射模型需求限制的分析，在IPv4边缘网地址下集中式存储索引信息的方式即可提供有效的映射服务，不需要分布式的索引系统，而IPv6边缘网地址下只有分布式存储索引信息才能满足映射系统的可扩展性要求，因此评价IPv6边缘网地址下的分布式映射系统更有意义。

而当前IPv6地址只有少量被分配和利用，少数的IPv6流量不能反映其大规模使用下数据包的流量和地址分布的特征，综上，本专利发明人创造性地提出了本发明的核心构思之一，也即，将数据包从现在广泛使用的IPv4格式转换为IPv6格式，同时保持其流量和地址分布特征，使评价系统能够对在IPv6为边缘网地址的情况下映射机制的性能做评价。

参照图1，示出了本发明一种IPv6下映射机制的模拟评价系统实施例的结构图，具体可以包括：

数据处理模块101，可以进一步包括：

获取子模块111，用于针对输入的原始数据，获取其数据包的方向属性；

转换子模块112，用于将所述数据包从IPv4格式转换为IPv6格式，并发送至封装路由器模块；

封装路由器模块102，可以进一步包括：

映射查询子模块121，用于在接收到数据包时，判断缓存中是否命中该数据包的映射信息，若否，则向分布式映射系统发出查询，并触发丢弃子模块；

丢弃子模块122，用于根据数据包的方向属性，执行数据包的丢弃操作；

分布式映射系统模块103，用于根据实例化的分布式映射系统，对所述查询做出响应；

记录模块104，用于获取并记录所述封装路由器模块的映射缓存命中信息，以及，所述分布式映射系统模块的查询响应信息。

以下分别对上述模块进行详细说明。

数据处理模块101、

获取子模块111、

在本实施例中，所述输入的原始数据可能为数据包，也可能为流数据，由于数据处理模块101一般以数据包为单位进行数据处理，所以，在所述原始数据为流数据时，需要将该流数据转换为包数据，取流数据的大小和包数属性，并按实际顺序排列包数据。

在网络通信领域，封装路由器(ITR，Ingress Tunnel Router)模块的操作会依赖于数据包的方向。例如，当ITR模块收到出方向数据包(从下连边缘网用户发往远端边缘网)时，若ITR模块没有相应的映射信息则无法转发包。

又如，当ITR模块收到入方向数据包(从远端边缘网发往下连边缘网用户)时，虽然已知本地的边缘网映射信息ITR模块可将数据包直接转发至边缘网，但对于入方向数据包(由远端源路由器封装)来说，其只包含有外层源地址(远端核心网地址)到内层源地址(远端边缘网地址)的一条映射信息，存在如下问题：

1)仅有一条映射信息无法提供冗余备份；

例如，当入方向数据包所含的外层源地址不可达时，本地将无法和远端边缘网通信，即使远端边缘网还拥有其它映射信息以提供可达性。

2)仅有一条映射信息不利于ITR模块和远端边缘网实施流量工程。

因而，本实施例在数据包进入ITR模块前即获取数据包的方向属性，从而方便ITR模块根据所述方向属性采取相应的动作。

例如，在ITR模块收到入方向数据包时，若本地未缓存源边缘网地址的映射信息，可以在转发包的同时触发映射查询；这样设置可有效提高ITR映射缓存的性能，降低ITR丢包的可能性。

在具体实现中，所述获取子模块111可以进一步包括以下单元：

地址段获取单元A1，用于获取当前数据包所属边缘网的地址段；

方向属性获取单元A2，用以判断当前数据包的源地址和目的地址，若其均属于边缘网地址段，则该数据包为边缘网内部通信包，舍弃该数据包，

若源地址属于边缘网地址段而目的地址不属于边缘网地址段，则该数据包为出方向数据包，舍弃该数据包的源地址，

若源地址不属于边缘网地址段而目的地址属于边缘网地址段，则该数据包为入方向数据包，舍弃该数据包目的地址，以及，

若其均不属于边缘网地址段，则该数据包为非正常数据，舍弃该数据包。

转换子模块112、

由于IPv6地址空间巨大，边缘网地址极有可能按块分配。考虑到当前IPv6地址最小的分配单位为264，这些地址块很有可能在分离方案中予以保存；在本实施例中，假设映射信息的存储以“/64”的边缘网地址前缀为单位存储，这样，ITR模块收到的映射查询响应也应为“/64”边缘网地址前缀(而非单个边缘网地址)的映射信息。

因此，在本发明的一种优选实施例中，为评价ITR模块缓存的性能，可以只着重考察数据流中边缘网地址前缀的分布特性；此时，所述转换子模块112可以进一步包括：

地址划分单元B1，用于针对IPv4格式的数据包，将其地址按位从高到低分为6位、6位、6位、6位和8位；

散列单元B2，用于将前四个6位地址按函数f(x)＝x×1024散列为四个16位地址，作为转换后IPv6地址的前64位。

由于当前IPv4核心路由表中的路由前缀最长为24，因而，本优选实施例将IPv4地址中的前24位散列到IPv6地址的前64位，能够最大限度地保持数据流地址的分布特征，更好地反映实际情况。

可以理解，本领域技术人员还可以在转换IPv4地址中的前24位的同时，对IPv4地址中的后8位也进行转换；参考图2，示出了此种情形下IPv4向IPv6格式转换的示意图，在实际中，可以将IPv4地址中的后8位地址按函数f(x)＝x×256散列为IPv6的后64位地址，本发明对此不加以限制。

下面以图3所示的流程对数据处理模块101进行详细说明，所述流程具体可以包括：

步骤301、判断原始数据是否为流数据，若是，则执行步骤302，否则，执行步骤303；

步骤302、将流数据转换为包数据，并执行步骤303；

步骤303、按时间顺序排列包数据；

步骤304、获取数据包的时间，大小、源地址和目的地址等属性；

步骤305、获取数据包的方向属性，并将该方向属性添加至数据包中；

步骤306、将数据包从IPv4格式转换为IPv6格式。

封装路由器模块102、

丢弃子模块122、

现有IPv4边缘网地址下的映射机制，会在ITR模块缓存未知映射信息的数据包的结构；但是，在高速网路下，高速的数据流量容易使路由器超负载而导致其崩溃，也即，路由器缓存数据包是不现实的。

针对上述情形，所述丢弃子模块122，可用于丢弃所述数据包中的出方向数据包，也即，在收到未知映射信息的出方向数据包时，将该数据包丢掉，用以降低路由器的负担。

另外，为提高分布式映射系统模块103的服务质量，在本发明的另一种优选实施例中，可以在ITR模块中使用二级缓存机制：映射缓存和索引缓存，此时，所述封装路由器模块102还可以包括：

索引查询子模块C1，用于在缓存命中失败时，查询索引缓存，并根据查询结果向分布式映射系统发出查询；

此时，所述记录模块104，还用于获取并记录所述索引缓存的命中信息。

由于所述索引缓存查询通常为查询存储映射信息的权威映射节点，用以得到权威映射节点的地址，而所述查询结果也可以包括索引缓存命中成功和索引缓存命中失败，故可以在所述索引查询子模块C1中设计如下单元：

第一查询单元C11，用于在索引缓存命中成功时，向所述命中的权威映射节点发出查询；

第二查询单元C12，用于在索引缓存命中失败时，向索引缓存中缓存的距离该权威映射节点最近的映射节点发出查询。

例如，分布式映射系统模块103有26个映射节点A-Z，所述索引缓存中存储有7个映射节点A-G，假设当前数据包的权威映射节点为B，则索引缓存命中成功；而如果当前数据包的权成映射节点为H，则索引缓存命中失败，并向距离H最近的映射节点G发出查询。

可以理解，本领域技术人员可以根据需要，在ITR模块中可选地使用二级缓存机制，可以在提高分布式映射系统的服务质量的同时，评价二级缓存机制对提高服务质量的影响。

下面以图4所示的流程对封装路由器模块102进行详细说明，所述流程具体可以包括：

步骤401、在接收到数据包时，判断缓存中是否命中该数据包的映射信息，若否，则执行步骤402；

在实际中，可以根据缓存参数进行判断，例如，所述缓存参数可以包括缓存大小、有效时间等。

步骤402、判断当前数据包的方向属性，若为出方向数据包，则执行步骤403，若为入方向数据包，则执行步骤404；

步骤403、丢弃该数据包，并执行步骤404；；

步骤404、判断是否应用索引缓存，若是，则执行步骤405，否则，执行步骤408；

步骤405、判断索引缓存是否命中，若是，则执行步骤406，否则，执行步骤407；

步骤406、向所述命中的权威映射节点发出查询；

步骤407、向索引缓存中距离该权威映射节点最近的映射节点发出查询；

步骤408、向分布式映射系统内的指定节点发出查询。

本例中使用了二级缓存机制，也即，步骤408为一级映射缓存机制，步骤405-407为二级索引缓存机制；可以理解，本领域技术人员可以根据需要，选择是否使用该二级索引缓存机制，本发明对此不加以限制。

可以理解，在收到分布式映射系统模块103的查询响应后，封装路由器模块102可以表项的形式，将所述查询响应添加至映射缓存和/或索引缓存中。

分布式映射系统模块103、

由于本实施例着重评价IPv6边缘网地址下分布式映射系统的性能，而当前IPv6地址只有少量被分配和利用，因而可以不考虑分布式映射系统中节点的具体拓扑位置，而将任两节点的通信延迟统一设为当前网路中两点的平均延迟，例如可以为115ms，从而达到着重考察不同分布式映射系统的结构(而非部署)对映射服务质量的影响。

由于在实际中，所述映射查询子模块121，通常针对所述查询中的边缘网地址，将相应的查询包发往分布式映射系统内的指定节点；因而，所述分布式映射系统模块103的结构可以包括：

构造子模块D1，用于根据IPv6下映射信息规模和当前服务器的存储、转发能力，构造分布式映射系统的规模限制模型；

实例化子模块D2，用于根据所述规模限制模型和分布式映射系统结构类型，实例化分布式映射系统；

查询响应子模块D3，用于根据所述查询中的边缘网地址，转发查询包至下一跳，直至查询包到达最终映射节点，由该最终映射节点反馈映射信息至封装路由器模块。

例如，在从封装路由器模块102获取查询包，并由查询响应子模块D3向记录模块104输入接受查询的时间，接受查询包的该指定映射节点可以向记录模块104输入自身节点标识和接受查询的时间后，所述查询响应子模块D3即可以按照图5所示流程，根据查询的边缘网地址转发查询包至下一跳，直至查询包到达最终映射节点；进一步，若存在查询延迟，所述查询响应子模块D3还可将所述查询延迟汇报给记录模块104。

本实施例根据规模限制模型进行分布式映射系统的实例化而非凭空实例化分布式映射系统，能够实例化的分布式映射系统更贴近实际。

在具体实现中，所述构造子模块D1，可以根据公式(1)构造分布式映射系统的规模限制模型：

$\left\{\begin{array}{c}N\×C\≥S\\ N\×P\×K\≥\mathrm{Pa}\×S\×h\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，N表示分布式映射系统中的节点数，C表示每个映射节点存储映射信息的能力，S表示映射信息规模，P表示每个映射节点处理映射查询的能力，K表示一个逻辑映射节点对应的物理冗余节点数，Pa代表需要查询的映射信息规模占总映射信息规模的百分比，h表示映射查询包在分布式映射系统中的平均跳数。

这样，所述实例化子模块D2可以根据实际情况和相应的分布式映射系统结构类型来进行实例化操作，具体可以包括如下单元：

第一估算单元D21，用于根据现有网络规模，估算映射信息规模S；

第二估算单元D22，根据当前服务器的存储和处理能力，估算映射节点存储映射信息的能力C，以及，处理映射查询的能力P；

第三估算单元D23，用于根据已有覆盖网的冗余节点设置经验，估算一个逻辑映射节点对应的物理冗余节点数K；

推算单元D24，用于根据局部网络模拟实验和局部网络规模，推算需要查询的映射信息规模占总映射信息规模的百分比Pa；

计算单元D25，用于根据分布式映射系统结构类型，计算映射查询包在分布式映射系统中的平均跳数h；

下限获取单元D26，用于根据公式(1)得到分布式映射系统中节点数N的下限，并根据该下限实例化分布式映射系统。

参照图6-8，分别示出了展示了应用公式(1)对现有分布式映射系统结构类型LISP-DHT(基于分布式哈希表的地址-身份分离协议，Locator-Identifier Separation Protocol-Distributed Hash Table)、DHT-MAP(基于分布式哈希表的映射，Distributed Hash Table-MAP)、NLMS(中立的层级映射系统，Neutral Layered Mapping System)在IPv6边缘网地址下的实例化示意图。

记录模块104、

以下通过不同的通信对象来说明记录模块104的工作过程：

1)封装路由器模块102；

在实际中，可以从所述封装路由器模块102获取各种映射缓存命中信息。

例如，在所述映射缓存命中信息中包括有映射缓存命中次数和映射缓存接受查询次数时，所述记录模块104，可用于计算单位时间内，所述映射缓存命中次数与映射缓存接受查询次数的比值，得到映射缓存的命中率。

又如，所述映射缓存命中信息中还可以包括总丢包数，而此时，所述记录模块104，可用于计算单位时间内的总丢包数，得到丢包频率。

2)分布式映射系统模块103。

在网络通信中，也可以从所述分布式映射系统模块103获取各种查询响应信息。

例如，在所述映射缓存命中信息中可以包括：分布式映射系统接受查询的次数、单个映射节点接受查询的次数；

此时，所述记录模块，可用于计算单位时间内分布式映射系统接受查询的次数，得到分布式映射系统的查询频率，以及，

根据映射节点标识信息，计算单个映射节点在单位时间内接受查询的次数，得到映射节点的查询负载。

当然，本领域技术人员可以根据需要，从所述分布式映射系统模块103获取其它查询响应信息，例如，在输入查询包在分布式映射系统103中经历的跳数也即查询包跳数时，记录模块104可以将所述查询包跳数加2，得到查询跳数。

参照图9，在本发明的一种应用示例中，在使用二级缓存时，所述记录模块104还可以与索引查询子模块C1进行通信，获取索引缓存性能，此时，所述通信主要可以包括：

1)记录模块104与封装路由器模块102通信，获取并记录映射缓存性能901和索引缓存性能902；

2)记录模块104与分布式映射系统103通信，获取并记录查询频率903、映射节点负载904、查询跳数905和查询延迟906。

参照图10，示出了利用本发明所述模拟评价系统对图6-8中所示的映射机制LISP-DHT、DHT-MAP和NLMS实例进行评价实验的结果；该评价实验使用清华大学出口路由器一天的流量数据。

其中，图10(a)示出了三种机制的查询跳数分布，可以看到NLMS下查询包经历的最大跳数和平均跳数均小于LISP-DHT和DHT-MAP机制；

图10(b)示出了三种机制下的映射节点一天接受的总查询次数，图中三个点○、□、△分别表示DHT-MAP、LISP-DHT和NLMS下参与查询处理的映射节点总数和平均的映射节点总查询次数；可以看出，NLMS参与查询处理的映射节点数最少，平均的映射节点总查询次数也最少；该评价实验说明NLMS在IPv6边缘网地址下的性能优于LISP-DHT和DHT-MAP机制。

以上对本发明所提供的一种IPv6下映射机制的模拟评价系统，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 (12)

1.一种IPv6下映射机制的模拟评价系统，其特征在于，包括：

数据处理模块，包括：

获取子模块，用于针对输入的原始数据，获取其数据包的方向属性；

转换子模块，用于将所述数据包从IPv4格式转换为IPv6格式，并发送至封装路由器模块；

封装路由器模块，包括：

映射查询子模块，用于在接收到数据包时，判断缓存中是否命中该数据包的映射信息，若否，则向分布式映射系统发出查询，并触发丢弃子模块；

丢弃子模块，用于根据数据包的方向属性，执行数据包的丢弃操作；

分布式映射系统模块，用于根据实例化的分布式映射系统，对所述查询做出响应；

记录模块，用于获取并记录所述封装路由器模块的映射缓存命中信息，以及，所述分布式映射系统模块的查询响应信息。

2.如权利要求1所述的一种IPv6下映射机制的模拟评价系统，所述获取子模块包括：

地址段获取单元，用于获取当前数据包所属边缘网的地址段；

方向属性获取单元，用以判断当前数据包的源地址和目的地址，若其均属于边缘网地址段，则该数据包为边缘网内部通信包，舍弃该数据包，

若源地址属于边缘网地址段而目的地址不属于边缘网地址段，则该数据包为出方向数据包，舍弃该数据包的源地址，

若源地址不属于边缘网地址段而目的地址属于边缘网地址段，则该数据包为入方向数据包，舍弃该数据包目的地址，以及，

若其均不属于边缘网地址段，则该数据包为非正常数据，舍弃该数据包。

3.如权利要求1所述的一种IPv6下映射机制的模拟评价系统，所述转换子模块包括：

地址划分单元，用于针对IPv4格式的数据包，将其地址按位从高到低分为6位、6位、6位、6位和8位；

散列单元，用于将前四个6位地址按函数f(x)＝x×1024散列为四个16位地址，作为转换后IPv6地址的前64位。

4.如权利要求2所述的一种IPv6下映射机制的模拟评价系统，所述丢弃子模块，用于丢弃所述数据包中的出方向数据包。

5.如权利要求1所述的一种IPv6下映射机制的模拟评价系统，所述封装路由器模块还包括：

索引查询子模块，用于在缓存命中失败时，查询索引缓存，并根据查询结果向分布式映射系统发出查询；

所述记录模块，还用于获取并记录所述索引缓存的命中信息。

6.如权利要求5所述的一种IPv6下映射机制的模拟评价系统，所述索引缓存查询为查询存储映射信息的权威映射节点；

所述索引查询子模块包括：

第一查询单元，用于在索引缓存命中成功时，向所述命中的权威映射节点发出查询；

第二查询单元，用于在索引缓存命中失败时，向索引缓存中缓存的距离该权威映射节点最近的映射节点发出查询。

7.如权利要求1所述的一种IPv6下映射机制的模拟评价系统，

所述映射查询子模块，用于针对所述查询中的边缘网地址，将相应的查询包发往分布式映射系统内的指定节点；

所述分布式映射系统模块包括：

构造子模块，用于根据IPv6下映射信息规模和当前服务器的存储、转发能力，构造分布式映射系统的规模限制模型；

实例化子模块，用于根据所述规模限制模型和分布式映射系统结构类型，实例化分布式映射系统；

查询响应子模块，用于根据所述查询中的边缘网地址，转发查询包至下一跳，直至查询包到达最终映射节点，由该最终映射节点反馈映射信息至封装路由器模块。

8.如权利要求7所述的一种IPv6下映射机制的模拟评价系统，所述构造子模块，用于根据公式(1)构造分布式映射系统的规模限制模型：

其中，N表示分布式映射系统中的节点数，C表示每个映射节点存储映射信息的能力，S表示映射信息规模，P表示每个映射节点处理映射查询的能力，K表示一个逻辑映射节点对应的物理冗余节点数，Pa代表需要查询的映射信息规模占总映射信息规模的百分比，h表示映射查询包在分布式映射系统中的平均跳数。

9.如权利要求8所述的一种IPv6下映射机制的模拟评价系统，所述实例化子模块包括：

第一估算单元，用于根据现有网络规模，估算映射信息规模S；

第二估算单元，根据当前服务器的存储和处理能力，估算C以及P；

第三估算单元，用于根据已有覆盖网的冗余节点设置经验，估算K；

推算单元，用于根据局部网络模拟实验和局部网络规模，推算Pa；

计算单元，用于根据分布式映射系统结构类型，计算h；

下限获取单元，用于根据公式(1)得到分布式映射系统中节点数N的下限，并根据该下限实例化分布式映射系统。

10.如权利要求1所述的一种IPv6下映射机制的模拟评价系统，所述映射缓存信息包括：映射缓存命中次数和映射缓存接受查询次数；

所述记录模块，用于计算单位时间内，所述映射缓存命中次数与映射缓存接受查询次数的比值，得到映射缓存的命中率。

11.如权利要求1所述的一种IPv6下映射机制的模拟评价系统，所述查询响应信息包括：分布式映射系统接受查询的次数、单个映射节点接受查询的次数；

所述记录模块，用于计算单位时间内分布式映射系统接受查询的次数，得到分布式映射系统的查询频率，以及，

根据映射节点标识信息，计算单个映射节点在单位时间内接受查询的次数，得到映射节点的查询负载。

12.如权利要求10所述的一种IPv6下映射机制的模拟评价系统，所述映射缓存信息还包括：总丢包数；

所述记录模块，用于计算单位时间内的总丢包数，得到丢包频率。

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