CN105591890B - 更新入口隧道路由器的映射缓存的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出更新入口隧道路由器的映射缓存的方法及装置。方法包括：MS接收ITR发来的映射请求消息，将该ITR的RLOC地址与该消息携带的目的EID的绑定关系放入自身维护的ITR与目的主机绑定列表中；MS接收ETR发来的注册消息，该注册消息携带要注册的EID，在自身维护的ITR与目的主机绑定列表中查找该要注册的EID绑定的所有RLOC地址，向该所有RLOC地址对应的各ITR发送映射响应消息，该映射响应消息携带该要注册的EID与发来该注册消息的ETR的RLOC地址的映射关系。本申请实施例在主机迁移后，ITR可以及时更新映射缓存，提高了流量重定向速度和成功率。

Description

更新入口隧道路由器的映射缓存的方法及装置

技术领域

本申请涉及LISP(Locator/Identity Separation Protocol，位置和标识分离协议)技术领域，尤其涉及LISP网络中更新ITR(Ingress Router，入口隧道路由器)的映射缓存的方法及装置。

背景技术

LISP提供了一种新型的网络架构，将IP地址分为两个独立的地址空间：EID(Endpoint Identifier，端点标识)和RLOC(Routing Locator，路由位置符)。EID为通信端点的主机地址，与现有实现相同，在LISP中的作用类似于DNS(Domain Name System，域名系统)，拥有独立的空间。在LISP网络中，EID可以独立于RLOC进行迁移；RLOC为LISP路由器的地址，可在现有Internet中路由转发，可全局路由。EID之间通信的报文封装在RLOC之间的隧道中进行转发。

图1为LISP网络全景示意图，如图1所示，LISP组件如下：

1)xTRs(xTunnel Routers)：隧道路由器，包括：ITR(Ingress Router，入口TR)和ETR(Egress TR，出口TR)；

每个LISP站点的所有ETR上都维护有本站点的EID与RLOC的映射关系，ETR周期性地将本站点的EID与RLOC的映射关系通过注册报文发送给MS。

2)Map DB(Map DataBase，映射数据库)：EID到RLOC的映射数据库，包含RLOC与EID的映射关系，存储在映射服务器(MS，Map Server)上；

MS接收到ETR发来的注册报文，将报文中的EID与RLOC的映射关系存储在Map DB中。

3)PxTR(Proxy xTR)：代理xTR，位于支持LISP和不支持LISP的网络边界处。

LISP通过ITR和ETR实现了核心网和边缘网的分离，它通过一个映射系统用来实现从EID至RLOC的映射解析。LISP通过IP-in-IP的封装及解封装机制实现了在核心网中的路由和转发。

以图1为例，当LISP站点A内的主机1向LISP站点B内的主机2发送数据时，主机2的EID在核心网中是不可路由的；当数据包到达ITR后，ITR发现本地的映射缓存(Map Cache)中没有保存主机2的EID对应的RLOC，则向MR(Map Resolver，映射解析器)发送Map-Request消息以查询主机2的EID对应的RLOC，MR将Map-Request消息转发给MS，MS在本地Map DB中查找到主机2的EID对应的ETR的RLOC，MS将Map-Request消息转发给ETR，ETR将主机2的EID和自己的RLOC携带在Map-Reply消息中返回给ITR；然后ITR封装该数据包，以自己的RLOC为源地址，以对端ETR的RLOC为目的地址，同时在Map Cache中保存主机2的EID与ETR的RLOC的映射关系；对端ETR收到该包后解封装该包，最后将数据包发送给主机2。

在LISP网络中，主机会发生迁移，如图2所示，vCenter(虚拟中心)控制VM(VirtualMachine，虚拟机)的迁移，设在某一时刻，vCenter确定将VM B从DC(Data Center，数据中心)1迁移到DC2，则具体迁移过程如下：

1)VM B从DC1迁移到DC2，ETR4收到VM B发出的免费ARP(Address ResolutionProtocol，地址解析协议)报文或者数据报文，从而ETR4感知到VM B迁移到本ETR下；

2)ETR4通过组播Notify消息向本二层网的其它ETR(ETR3)通知VM B迁入DC2，并通过注册消息向MS注册VM B的EID；

3)MS根据VM B的EID在本地Map DB中，查找到VM B对应的迁出ETR：ETR2的RLOC，向ETR2发送Map-Notify消息通知VM B已迁出；

4)ETR2收到该Map-Notify消息后，将VM B的状态设为：迁出，并将该Map-Notify消息在本二层网内广播；

5)当ETR2收到目的为VM B的数据报文后，向发出该数据报文的远端ITR发起SMR(Solicit Map-Request，请求发起映射请求)消息，该SMR消息中携带VM B的EID，以触发该远端ITR重新去请求VM B对应的迁入RLOC，同时丢弃该数据报文；

6)远端ITR收到该SMR消息，向MR(映射解析器)发起携带VM B的EID的Map-Request消息，MR将Map-Request消息转发给MS，MS在本地Map DB中查找到VM B的EID对应的迁入ETR4的RLOC，MS将Map-Request消息转发给ETR4，ETR4将VM B的EID与ETR4的RLOC的映射关系携带在Map-Reply消息中返回给远端ITR，远端ITR以该映射关系更新自身Map Cache中保存的原VM B的EID与ETR2的RLOC的映射关系，此后，该远端ITR发出的以VM B为目的的报文不再发给ETR2，而是发给ETR4，流量迁移完成。

发明内容

本申请实施例提供更新ITR的映射缓存的方法及装置。

本申请的技术方案是这样实现的：

一种更新入口隧道路由器ITR的映射缓存的方法，该方法包括：

映射服务器MS接收ITR发来的映射请求消息，将该ITR的路由位置符RLOC地址与该消息携带的目的端点标识EID的绑定关系放入自身维护的ITR与目的主机绑定列表中；

MS接收出口隧道路由器ETR发来的注册消息，该注册消息携带要注册的EID，在自身维护的ITR与目的主机绑定列表中查找该要注册的EID绑定的所有RLOC地址，向该所有RLOC地址对应的各ITR发送映射响应消息，该映射响应消息携带该要注册的EID与发来该注册消息的ETR的RLOC地址的映射关系，以使得：ITR根据该映射响应消息更新自身映射缓存中该要注册的EID对应的映射关系。

一种更新入口隧道路由器ITR的映射缓存的装置，位于映射服务器MS上，该装置包括：

绑定关系维护模块：接收ITR发来的映射请求消息，将该ITR的路由位置符RLOC地址与该消息携带的目的端点标识EID的绑定关系放入自身维护的ITR与目的主机绑定列表中；

映射缓存更新模块：接收出口隧道路由器ETR发来的注册消息，该注册消息携带要注册的EID，在绑定关系维护模块维护的ITR与目的主机绑定列表中查找该要注册的EID绑定的所有RLOC地址，向该所有RLOC地址对应的各ITR发送映射响应消息，该映射响应消息携带该要注册的EID与发来该注册消息的ETR的RLOC地址的映射关系，以使得：ITR根据该映射响应消息更新自身映射缓存中该要注册的EID对应的映射关系。

可见，本申请实施例中，MS在收到ITR发来的Map-Request消息后，记录ITR的RLOC地址与目的EID的绑定关系，在得知主机迁移后，向该主机的EID绑定的所有ITR发送Map-Reply消息，以通知该所有ITR主机迁移到的新ETR，从而使得：在主机迁移后，ITR可以及时更新映射缓存，从而可以直接将发给主机的流量发送给新ETR，而无需再经过原ETR的处理，降低了TR设备之间的耦合性，提高了流量重定向速度和成功率。

附图说明

图1为LISP网络全景示意图；

图2为主机在LISP站点间的迁移示例图；

图3为本申请一实施例提供的更新ITR的映射缓存的方法流程图；

图4为本申请另一实施例提供的更新ITR的映射缓存的方法流程图；

图5为本申请实施例提供的更新ITR的映射缓存的装置的组成示意图。

具体实施方式

申请人对现有的LISP网络中的主机迁移过程进行分析，发现存在如下问题：

当主机发生迁移后，ITR第一次发给该主机的流量，仍然会发送给主机迁移前的原ETR，然后原ETR向ITR回复SMR，以触发ITR去请求主机迁移后的新ETR，来实现ITR映射缓存的更新，从而实现流量的重定向，这样对TR设备之间的耦合性的要求较高，而实际应用中，网络状况和设备状况是无法保证的，例如：若原ETR在收到ITR发来的流量后发生了重启，则原ETR在重启后不会发出SMR；或者，由于网络震荡，原ETR发出的SMR没有到达ITR，这都会导致ITR的映射缓存没有及时更新，从而流量重定向失败。

图3为本申请一实施例提供的更新ITR的映射缓存的方法流程图，其具体步骤如下：

步骤301：MS接收ITR发来的映射请求消息，将该ITR的RLOC地址与该消息携带的目的EID的绑定关系放入自身维护的ITR与目的主机绑定列表中。

步骤302：MS接收ETR发来的注册消息，该注册消息携带要注册的EID，在自身维护的ITR与目的主机绑定列表中查找该要注册的EID绑定的所有RLOC地址，向该所有RLOC地址对应的各ITR发送映射响应消息，该映射响应消息携带该要注册的EID与发来该注册消息的ETR的RLOC地址的映射关系，以使得：ITR根据该映射响应消息更新自身映射缓存中该要注册的EID对应的映射关系。

一种实施例中，MS接收ETR发来的注册消息之后、在自身维护的ITR与目的主机绑定列表中查找该要注册的EID绑定的所有RLOC地址之前进一步包括：

在映射数据库中查找该要注册的EID对应的原RLOC地址，构造数据报文，该数据报文的目的EID为该要注册的EID，将该数据报文发送给所述原RLOC地址对应的ETR；且，若接收到所述原RLOC地址对应的ETR回复的SMR消息，且该SMR消息携带该要注册的EID，则执行所述在自身维护的ITR与目的主机绑定列表中查找该要注册的EID绑定的所有RLOC地址的动作。

一种实施例中，构造的数据报文的源RLOC地址为MS的地址，目的RLOC地址为该要注册的EID对应的原RLOC地址。

一种实施例中，MS将该数据报文发送给所述原RLOC地址对应的ETR进一步包括：设置等待定时器，

且，若在等待定时器超时时，未接收到所述原RLOC地址对应的ETR回复的SMR消息，则判断已发送该数据报文的次数是否达到预设阈值，若是，确认该要注册的EID对应主机并未发生迁移，否则，返回执行所述将该数据报文发送给所述原RLOC地址对应的ETR的动作。

图4为本申请另一实施例提供的更新ITR的映射缓存的方法流程图，其具体步骤如下：

步骤401：MS接收ITR发来的Map-Request消息，该消息携带目的EID，MS将该消息的源RLOC地址与该消息携带的目的EID的绑定关系放入自身维护的ITR与目的主机绑定列表中。

步骤402：MS接收ETR发来的注册消息，该注册消息携带要注册的EID，在Map DB中查找到该要注册的EID对应的原RLOC地址，以本MS的地址作为源RLOC地址，以该要注册的EID对应的原RLOC地址作为目的RLOC地址，以该要注册的EID为目的EID构造一个数据报文，将该数据报文发送出去。

数据报文的源EID可以为任意EID。

步骤403：若MS在预设等待时间内接收到以该要注册的EID对应的原RLOC地址为源RLOC地址的SMR消息，且该消息携带该要注册的EID，则确认该要注册的EID对应主机发生了迁移，则在自身维护的ITR与目的主机绑定列表中，查找该要注册的EID绑定的所有RLOC地址，向该所有RLOC地址对应的ITR发送Map-Reply消息，该Map-Reply消息携带该要注册的EID以及步骤402中的注册消息的源RLOC地址。

ITR收到该Map-Reply消息后，会根据该消息携带的要注册的EID以及步骤402中的注册消息的源RLOC地址更新自身映射缓存中保存的该要注册的EID与原RLOC地址的映射关系。

其中，要注册的EID对应的原RLOC地址即，要注册的EID迁移前所在的原ETR的RLOC地址，考虑到该原ETR可能会发生重启或者发生短时故障等，从而导致无法及时收到MS发出的数据报文，本申请实施例进行了如下优化：

MS在向该原ETR发出数据报文的同时，启动一个等待定时器，若在该等待定时器超时时，未收到该原ETR回复的SMR消息，则继续向该原ETR发出数据报文并启动等待定时器，若发出数据报文的次数达到预设阈值但仍未在等待定时器超时前收到原ETR回复的SMR消息，则确认要注册的EID对应主机并未发生迁移。

以下给出本申请的应用示例：

仍以图2为例，VM A、VM B在ETR2所属的网段1.1.1.0/24在线，其中，VM A的地址为1.1.1.100/32，VM B的地址为1.1.1.200/32。

步骤01：ETR2启动后，向MS发送注册消息，该消息携带EID网段：1.1.1.0/24，MS将EID网段：1.1.1.0/24与ETR2的RLOC地址的映射关系放入Map DB中。

步骤02：ITR接收到本地一VM发来的数据报文，报文的目的EID为VM B的EID：1.1.1.200/32，ITR在自身的Map Cache内未查找到VM B的EID对应的RLOC地址，则向MR/MS发送Map-Request消息，该消息携带VM B的EID：1.1.1.200/32。

步骤03：MS接收该Map-Request消息，将该消息的源RLOC地址(即ITR的RLOC地址)与VM B的EID(即目的EID)的绑定关系放入自身维护的ITR与目的主机绑定列表中，并在MapDB中查找VM B的EID对应的RLOC地址(即ETR2的RLOC地址)，则向ETR2发出Map-Request消息，Map-Request消息携带VM B的EID。

步骤04：ETR2收到Map-Request消息后，向MS返回Map-Reply消息，Map-Reply消息携带VM B的EID，MS将该Map-Reply消息转发给ITR，ITR将VM B的EID与ETR2的RLOC地址的映射关系放入自身的Map Cache，并将本地VM发来的数据报文发送给ETR2。

步骤05：某一时刻，VM B从DC1迁移到了DC2，ETR4感知到后，向MS发送注册消息，该注册消息携带VM B的EID。

步骤06：MS接收该注册消息，根据VM B的EID查询Map DB，查询到的映射关系为：1.1.1.0/24与ETR2的RLOC地址，则得知VM B发生了迁移，则构造一个数据报文，数据报文的源RLOC地址为本MS的地址，目的RLOC地址为ETR2的RLOC地址，目的EID为VM B的EID，发出该数据报文，并设置SMR等待时间。

步骤07：ETR2收到该数据报文，发现VM B已迁出，则向MS回复SMR消息，MS在SMR等待时间内收到该SMR消息，则确认VM B确实已从ETR2迁出，根据VM B的EID查询自身维护的ITR与目的主机绑定列表，查询到VM B的EID绑定的所有RLOC地址(本示例中，只有一个RLOC地址，即上述ITR的RLOC地址)，则向ITR发送Map-Reply消息，Map-Reply消息携带VM B的EID和ETR4的RLOC地址。

步骤08：ITR接收该Map-Reply消息，将自身的Map Cache内的VM B的EID和ETR2的RLOC地址的映射关系替换为VM B的EID和ETR4的RLOC地址的映射关系。

此后，ITR发给VM B的流量就可以根据Map Cache内的VM B的EID和ETR4的RLOC地址的映射关系，直接发给ETR4了，而无需先发给ETR2再由ETR2触发SMR来更新Map Cache了。

本申请实施例的有益技术效果如下：

一)MS在收到ITR发来的Map-Request消息后，记录ITR的RLOC地址与目的EID的绑定关系，在得知主机迁移后，向该主机的EID绑定的所有ITR发送Map-Reply消息，以通知该所有ITR主机迁移到的新ETR，从而使得：在主机迁移后，ITR可以及时更新映射缓存，从而可以直接将发给主机的流量发送给新ETR，而无需再经过原ETR的处理，降低了TR设备之间的耦合性，提高了流量重定向速度和成功率。

二)在MS接收到ETR发来的注册消息后，通过向要注册的EID迁移前所在的原ETR发送数据报文来确认该EID是否确实发生了迁移，进一步提高了本申请实施例在处理主机迁移时的处理准确度。

三)在MS向要注册的EID迁移前所在的原ETR发送数据报文时，可多次发送，以使得：在原ETR发生重启或者短时故障时，提高ETR回复SMR消息的几率，进一步提高了本申请实施例在处理主机迁移时的处理准确度。

图5为本申请实施例提供的更新ITR的映射缓存的装置的组成示意图，该装置位于LISP网络中的MS上，该装置主要包括：

绑定关系维护模块：接收ITR发来的映射请求消息，将该ITR的RLOC地址与该消息携带的目的EID的绑定关系放入自身维护的ITR与目的主机绑定列表中；

映射缓存更新模块：接收ETR发来的注册消息，该注册消息携带要注册的EID，在绑定关系维护模块维护的ITR与目的主机绑定列表中查找该要注册的EID绑定的所有RLOC地址，向该所有RLOC地址对应的各ITR发送映射响应消息，该映射响应消息携带该要注册的EID与发来该注册消息的ETR的RLOC地址的映射关系，以使得：ITR根据该映射响应消息更新自身映射缓存中该要注册的EID对应的映射关系。

一种实施例中，映射缓存更新模块接收ETR发来的注册消息之后、在绑定关系维护模块维护的ITR与目的主机绑定列表中查找该要注册的EID绑定的所有RLOC地址之前进一步包括：

在映射数据库中查找该要注册的EID对应的原RLOC地址，构造数据报文，该数据报文的目的EID为该要注册的EID，将该数据报文发送给所述原RLOC地址对应的ETR；且，若接收到所述原RLOC地址对应的ETR回复的SMR消息，且该SMR消息携带该要注册的EID，则执行所述在绑定关系维护模块维护的ITR与目的主机绑定列表中查找该要注册的EID绑定的所有RLOC地址的动作。

一种实施例中，映射缓存更新模块构造的数据报文的源RLOC地址为MS的地址，目的RLOC地址为该要注册的EID对应的原RLOC地址。

一种实施例中，映射缓存更新模块将该数据报文发送给所述原RLOC地址对应的ETR进一步包括：设置等待定时器，

且，若在等待定时器超时时，未接收到所述原RLOC地址对应的ETR回复的SMR消息，则判断已发送该数据报文的次数是否达到预设阈值，若是，确认该要注册的EID对应主机并未发生迁移，否则，返回执行所述将该数据报文发送给所述原RLOC地址对应的ETR的动作。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种更新入口隧道路由器ITR的映射缓存的方法，其特征在于，该方法包括：

映射服务器MS接收ITR发来的映射请求消息，将该ITR的路由位置符RLOC地址与该消息携带的目的端点标识EID的绑定关系放入自身维护的ITR与目的主机绑定列表中；

MS接收出口隧道路由器ETR发来的注册消息，该注册消息携带要注册的EID，在自身维护的ITR与目的主机绑定列表中查找该要注册的EID绑定的所有RLOC地址，向该所有RLOC地址对应的各ITR发送映射响应消息，该映射响应消息携带该要注册的EID与发来该注册消息的ETR的RLOC地址的映射关系，以使得：ITR根据该映射响应消息更新自身映射缓存中该要注册的EID对应的映射关系；

所述MS接收ETR发来的注册消息之后、在自身维护的ITR与目的主机绑定列表中查找该要注册的EID绑定的所有RLOC地址之前进一步包括：

在映射数据库中查找该要注册的EID对应的原RLOC地址，构造数据报文，该数据报文的目的EID为该要注册的EID，将该数据报文发送给所述原RLOC地址对应的ETR；且，若接收到所述原RLOC地址对应的ETR回复的请求发起映射请求SMR消息，且该SMR消息携带该要注册的EID，则执行所述在自身维护的ITR与目的主机绑定列表中查找该要注册的EID绑定的所有RLOC地址的动作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据报文的源RLOC地址为MS的地址，所述数据报文的目的RLOC地址为该要注册的EID对应的原RLOC地址。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将该数据报文发送给所述原RLOC地址对应的ETR进一步包括：设置等待定时器，

且，若在等待定时器超时时，未接收到所述原RLOC地址对应的ETR回复的SMR消息，则判断已发送该数据报文的次数是否达到预设阈值，若是，确认该要注册的EID对应主机并未发生迁移，否则，返回执行所述将该数据报文发送给所述原RLOC地址对应的ETR的动作。

4.一种更新入口隧道路由器ITR的映射缓存的装置，位于映射服务器MS上，其特征在于，该装置包括：

绑定关系维护模块：接收ITR发来的映射请求消息，将该ITR的路由位置符RLOC地址与该消息携带的目的端点标识EID的绑定关系放入自身维护的ITR与目的主机绑定列表中；

映射缓存更新模块：接收出口隧道路由器ETR发来的注册消息，该注册消息携带要注册的EID，在绑定关系维护模块维护的ITR与目的主机绑定列表中查找该要注册的EID绑定的所有RLOC地址，向该所有RLOC地址对应的各ITR发送映射响应消息，该映射响应消息携带该要注册的EID与发来该注册消息的ETR的RLOC地址的映射关系，以使得：ITR根据该映射响应消息更新自身映射缓存中该要注册的EID对应的映射关系；

所述映射缓存更新模块接收ETR发来的注册消息之后、在绑定关系维护模块维护的ITR与目的主机绑定列表中查找该要注册的EID绑定的所有RLOC地址之前进一步包括：

在映射数据库中查找该要注册的EID对应的原RLOC地址，构造数据报文，该数据报文的目的EID为该要注册的EID，将该数据报文发送给所述原RLOC地址对应的ETR；且，若接收到所述原RLOC地址对应的ETR回复的请求发起映射请求SMR消息，且该SMR消息携带该要注册的EID，则执行所述在绑定关系维护模块维护的ITR与目的主机绑定列表中查找该要注册的EID绑定的所有RLOC地址的动作。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述映射缓存更新模块构造的数据报文的源RLOC地址为MS的地址，目的RLOC地址为该要注册的EID对应的原RLOC地址。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述映射缓存更新模块将该数据报文发送给所述原RLOC地址对应的ETR进一步包括：设置等待定时器，

且，若在等待定时器超时时，未接收到所述原RLOC地址对应的ETR回复的SMR消息，则判断已发送该数据报文的次数是否达到预设阈值，若是，确认该要注册的EID对应主机并未发生迁移，否则，返回执行所述将该数据报文发送给所述原RLOC地址对应的ETR的动作。