CN105592000B

CN105592000B - 位置和标识分离协议注册方法及装置

Info

Publication number: CN105592000B
Application number: CN201410559849.2A
Authority: CN
Inventors: 林长望; 王飓; 潘凝
Original assignee: New H3C Technologies Co Ltd
Current assignee: New H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2018-10-09
Anticipated expiration: 2034-10-21
Also published as: CN105592000A

Abstract

本申请提出位置和标识分离协议注册方法及装置。方法包括：TR启动后，向MS发起TCP连接建立请求；当与MS之间建立TCP连接后，TR向MS发起BGP邻居建立请求；当与MS建立BGP邻居后，TR构造LISP注册消息，该注册消息携带本地LISP站点的所有EID，将该LISP注册消息封装到BGP消息的消息体中，并在该BGP消息的消息头中携带LISP注册标志，将该BGP消息发送给MS。本申请实现了可靠的LISP注册。

Description

位置和标识分离协议注册方法及装置

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注册方法及装置。

背景技术

LISP(Locator/Identity Separation Protocol，位置和标识分离协议)是一种位置和标识分离的建网思想，形成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，且根据网络拓扑情况进行聚合。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 TR，入口TR)和ETR(Egress TR，出口TR)；

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；

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-Response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；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，TR周期性向MS注册本地LISP站点的EID，具体过程如图2所示：

步骤200：预先在TR和MS上配置注册密钥，且在MS上配置TR信息以及授权的EID。

MS只接受授权的EID，用以增强安全性。

步骤201：TR和MS不建立TCP(Transfer Control Protocol，传输控制协议)连接，TR通过UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)封装的LISP注册消息，向MS周期性注册本地LISP站点的EID。

TR可以将本地LISP站点的所有EID一次性地封装到一个LISP注册消息中，或者分次封装到多个LISP注册消息中发送给MS。

通常，注册周期为1分钟，超时因子为3，即MS在三分钟内未收到一个TR的LISP注册消息，则删除该TR注册的EID。

步骤202：MS收到LISP注册消息后，通过认证及配置检查后，查找本地映射数据库，若映射数据库中不存在该EID，则新增EID注册信息到映射信息库中，并设置老化时长为三分钟；若映射数据库中存在该EID，则MS刷新该条EID注册信息的老化时长。

发明内容

本申请提供LISP注册方法及装置。

本申请的技术方案是这样实现的：

一种LISP注册方法，该方法包括：

TR启动后，向MS发起TCP连接建立请求；

当与MS之间建立TCP连接后，TR向MS发起BGP邻居建立请求；

当与MS建立BGP邻居后，TR构造LISP注册消息，该注册消息携带本地LISP站点的所有EID，将该LISP注册消息封装到BGP消息的消息体中，并在该BGP消息的消息头中携带LISP注册标志，将该BGP消息发送给MS。

一种LISP注册方法，该方法包括：

MS侦听到TR发来的TCP连接建立请求，与TR建立TCP连接；

与TR的TCP连接建立，MS接收TR发来的BGP邻居建立请求，与TR建立BGP邻居；

MS接收TR发来的BGP消息，根据BGP消息头中携带的LISP注册标志，从BGP消息体中解析出LISP注册消息，从LISP注册消息中读取EID和该TR的RLOC；

MS将读取的EID与TR的RLOC的映射关系放入本地映射数据库中。

一种LISP注册装置，位于TR上，该装置包括：

BGP邻居建立模块：本TR启动后，向MS发起TCP连接建立请求；当与MS之间建立TCP连接后，向MS发起BGP邻居建立请求；

LISP注册模块：当与MS建立BGP邻居后，构造LISP注册消息，该注册消息携带本地LISP站点的所有EID，将该LISP注册消息封装到BGP消息的消息体中，并在该BGP消息的消息头中携带LISP注册标志，将该BGP消息发送给MS。

一种LISP注册装置，位于MS上，该装置包括：

BGP邻居建立模块：侦听到TR发来的TCP连接建立请求，与TR建立TCP连接；与TR的TCP连接建立，接收TR发来的BGP邻居建立请求，与TR建立BGP邻居；

LISP注册处理模块：接收TR发来的BGP消息，根据BGP消息头中携带的LISP注册标志，从BGP消息体中解析出LISP注册消息，从LISP注册消息中读取EID和该TR的RLOC，将读取的EID与TR的RLOC的映射关系放入本地映射数据库中。

可见，本申请中，通过在TR与MS之间建立TCP连接和BGP邻居，实现了TR和MS之间的可靠通信；

且，只在BGP邻居建立时和EID更新时向MS发送注册报文，节省了网络资源并提高了注册可靠性。

附图说明

图1为LISP网络全景示意图；

图2为现有的TR周期性向MS注册本地LISP站点的EID的示意图；

图3为本申请一实施例提供的LISP注册方法流程图；

图3-2为本申请实施例提供的BGP消息头的格式示意图；

图4为本申请另一实施例提供的LISP注册方法流程图；

图4-2为本申请实施例提供的用于获取EID的LISP请求消息的格式示意图；

图5为本申请一实施例提供的LISP注册装置的组成示意图；

图6为本申请实施例提供的TR的硬件结构示意图；

图7本申请另一实施例提供的LISP注册装置的组成示意图；

图8为本申请实施例提供的MS的硬件结构示意图。

具体实施方式

申请人对现有的TR向MS注册本地LISP站点的EID的过程进行分析发现：

1)TR和MS之间是通过不可靠的UDP消息进行交互的，没有可靠确认机制，TR只有周期性地发送LISP注册消息才能保证MS收到TR的LISP注册消息。

2)当LISP网络中的EID数量增大时，TR需要向MS发送的LISP注册消息的数量较多，而TR需要在1分钟内发完所有LISP注册消息，最坏情况下，TR可能3分钟都无法发完LISP注册消息，导致MS上的注册信息会老化。

3)多个TR可能向同一个MS周期性发送LISP注册消息，导致MS一直忙于处理LISP注册消息。

图3为本申请一实施例提供的LISP注册方法流程图，其具体步骤如下：

步骤301：TR启动后，向MS发起TCP连接建立请求。

步骤302：当与MS之间建立TCP连接后，TR向MS发起BGP(Border GatewayProtocol，边界网关协议)邻居建立请求。

步骤303：当与MS建立BGP邻居后，TR构造LISP注册消息，该消息携带本地LISP站点的所有EID，将该LISP注册消息封装到BGP消息的消息体中，并在该BGP消息的消息头中携带LISP注册标志将该BGP消息发送给MS。

本步骤的LISP注册消息中，每个EID的TTL(Time to Live，生命周期)都为预设非零值，以表示EID在线。

LISP注册消息的源地址为发出该注册消息的TR的RLOC。

本步骤中的BGP消息的格式如表1所示：

BGP消息头
	消息体(LISP注册消息)

表1本申请实施例中的BGP消息的格式

其中，BGP消息头的格式如图3-2所示：

Type字段的已有取值及含义如下：

1–OPEN(打开)；

2–UPDATE(更新)；

3–NOTIFICATION(通知)；

4–KEEPALIVE(保活)。

本申请实施例中，Type字段需要新增取值，该取值与现有取值不同即可，其含义为：lisp notification(注册)消息，以表明BGP消息体中封装了LISP注册消息。

优选地，当本地LISP站点的EID发生变化时，TR构造LISP注册消息，该消息携带变化的EID，将该LISP注册消息封装到BGP消息的消息体中，并在该BGP消息的消息头中携带LISP注册标志，将该BGP消息发送给MS。

其中，当EID为新增EID时，LISP注册消息中该EID对应的TTL为预设非零值；当EID为退出EID时，LISP注册消息中该EID对应的TTL为0。

在实际应用中，TR也可维护一个更新EID列表，专用于存放变化的EID：新增的和退出的EID，并周期性地遍历该列表，将该列表中的EID封装到LISP注册消息中，并将该LISP注册消息封装到BGP消息中发送给MS。

优选地，当TR接收到MS发来的用于获取EID的LISP请求报文时，将对应的EID放入LISP注册消息中，并将该注册消息封装到BGP消息的消息体中，在该BGP消息的消息头中携带LISP注册标志，将该BGP消息发送给MS。其中，若MS请求的EID在线，则LISP注册消息中该EID对应的TTL为预设非零值；若MS请求的EID已退出，则LISP注册消息中该EID对应的TTL为零。

图4为本申请又一实施例提供的LISP注册方法流程图，其具体步骤如下：

步骤401：MS启动后，侦听到TR发来的TCP连接建立请求，与TR建立TCP连接。

实际应用中，MS在绑定了BGP协议的端口上侦听来自TR的TCP连接建立请求和步骤402中的BGP邻居建立请求。

步骤402：与TR的TCP连接建立，MS接收TR发来的BGP邻居建立请求，与TR建立BGP邻居。

步骤403：MS接收TR发来的BGP消息，根据BGP消息头中携带的LISP注册标志，从BGP消息体中解析出LISP注册消息，从LISP注册消息中读取EID和该TR的RLOC。

步骤404：MS将读取的EID与TR的RLOC的映射关系放入本地映射数据库中。

优选地，本步骤中，MS首先根据配置的密钥对LISP注册消息进行认证，认证通过，判断读取的EID是否为授权EID，若是，则将该EID与该TR的RLOC的映射关系放入本地映射数据库；否则，丢弃该EID。

优选地，当MS发现与TR的BGP邻居断开时，在本地映射数据库中查找该TR对应的所有映射关系，重置查找到的所有映射关系的老化定时器，当老化定时器超时时，删除对应的映射关系。

优选地，对于分布式LISP组网，MR与MS之间以及MS与MS之间都建立BGP邻居，且MS将本地映射数据库中的所有TR与EID的映射关系都定时通过BGP消息同步到所有MR与其它MS。

优选地，当MS接收到ITR发来的用于请求EID对应的ETR的Map-Request消息时，在映射数据库中查找到该EID对应的ETR后，直接将该ETR的RLOC携带在Map-Response消息中返回给ITR，而不将Map-Request消息转发给ETR，以加快响应速度。

优选地，当MS发现自身配置发生变化时，如：与TR间的注册密钥变化时，MS主动向TR发送用于获取EID的LISP消息，以获取该TR的本地LISP站点的EID。

其中，用于获取EID的LISP请求消息的格式可如图4-2所示：

其中，各字段的含义如下：

Type：取值与已有取值不同即可，上述格式中Type＝5，以表示该LISP消息用于获取EID；

Record Count(记录计数)：表示需要获取的EID的数目；

其中，当请求所有EID时，可令Record Count＝1，同时令EID-Prefix＝0。

Nonce：消息序列号，用于唯一标识一次请求、响应，一次请求、响应的序列号必须相同；

Key ID：密钥标识；

Authentication Data Length：认证数据长度；

Authentication Data：认证数据；

Record TTL：记录生命周期；

EID mask-len：EID掩码；

EID-Prefix-AFI：EID前缀地址族标识；

EID-Prefix：EID前缀。

其中，每一个EID对应一组Record TTL到EID-Prefix之间的字段。

当TR接收到MS发来的LISP消息时，进行如下处理：

步骤01：根据Type字段确定出该消息为获取EID的消息；

步骤02：读取Record Count字段，根据Record Count的取值分如下几种情况：

a、若Record Count＝1、EID-Prefix＝0，则确定MS要获取所有EID，则将本地LISP站点内的所有EID放入LISP注册消息中，同时将每个EID的TTL都设为预设非零值，将该LISP注册消息封装到BGP消息的消息体中，同时在BGP消息的消息头中设置LISP注册标志，将BGP消息发送到MS；

b、若Record Count和所有EID-Prefix都不为0，则确定EID要获取部分EID，则针对每个EID-Prefix，查询对应的EID的状态：在线还是退出，若在线，则将该EID放入LISP注册消息中，同时将该EID的TTL设为预设非零值；若退出，则将该EID放入LISP注册消息中，同时将该EID的TTL设为零；当将所有EID-Prefix对应的EID都放入LISP注册消息后，将该LISP注册消息封装到BGP消息的消息体中，同时在BGP消息的消息头中设置LISP注册标志，将BGP消息发送到MS。

图5为本申请一实施例提供的LISP注册装置的组成示意图，该装置位于TR上，该装置主要包括：BGP邻居建立模块和LISP注册模块，其中：

BGP邻居建立模块：本TR启动后，向MS发起TCP连接建立请求；当与MS之间建立TCP连接后，向MS发起BGP邻居建立请求。

优选地，所述装置进一步包括LISP注册更新模块，用于当本地LISP站点的EID发生变化时，构造LISP注册消息，该注册消息携带变化的EID，将该LISP注册消息封装到BGP消息的消息体中，并在该BGP消息的消息头中携带LISP注册标志，将该BGP消息发送给MS。

优选地，所述装置进一步包括EID获取应答模块，用于接收MS发来的用于获取EID的LISP请求报文，将对应的EID放入LISP注册消息中，并将该注册消息封装到BGP消息的消息体中，在该BGP消息的消息头中携带LISP注册标志，将该BGP消息发送给MS。

本申请实施例提供的TR是可以软硬件结合的可编程设备，从硬件层面而言，TR的硬件架构示意图具体可以参见图6。图6为本申请实施例提供的包含LISP注册装置的TR的硬件结构示意图。该TR中包括：机器可读存储介质、CPU和其它硬件，其中：

机器可读存储介质：存储指令代码；所述指令代码被CPU执行时完成的操作主要为LISP注册装置完成的功能。

CPU：与机器可读存储介质通信，读取和执行机器可读存储介质中存储的所述指令代码，完成上述LISP注册装置完成的功能。

上述的LISP注册装置作为一个逻辑意义上的装置，其是通过CPU将机器可读存储介质中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。当对应的计算机程序指令被执行时，形成的LISP注册装置用于按照上述实施例中的LISP注册方法执行相应操作。

图7为本申请另一实施例提供的LISP注册装置的组成示意图，该装置位于MS上，该装置主要包括：BGP邻居建立模块和LISP注册处理模块，其中：

BGP邻居建立模块：侦听到TR发来的TCP连接建立请求，与TR建立TCP连接；与TR的TCP连接建立，接收TR发来的BGP邻居建立请求，与TR建立BGP邻居。

优选地，所述装置进一步包括BGP邻居断开处理模块，用于当发现与TR的BGP邻居断开时，在本地映射数据库中查找该TR对应的所有映射关系，重置查找到的所有映射关系的老化定时器，当老化定时器超时时，删除对应的映射关系。

优选地，当所述MS处于分布式LISP组网中时，所述装置进一步包括映射数据库同步模块，用于与每个MR建立BGP邻居，与其它每个MS建立BGP邻居，将本地映射数据库中的所有TR与EID的映射关系定时通过BGP消息同步到所有MR与其它MS。

优选地，所述装置进一步包括EID获取模块，用于当发现本MS的配置发生变化时，向TR发送用于获取该TR的EID的LISP请求消息。

本申请实施例提供的MS是可以软硬件结合的可编程设备，从硬件层面而言，MS的硬件架构示意图具体可以参见图8。图8为本申请实施例提供的包含LISP注册装置的MS的硬件结构示意图。该MS中包括：机器可读存储介质、CPU和其它硬件，其中：

本申请实施例中的机器可读存储介质可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可以是：RAM(Radom Access Memory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。本申请所描述的任一机器可读存储介质都可以被认为是非暂时性的。

本申请实施例的有益技术效果如下：

本申请实施例中，TR与MS之间建立可靠的TCP连接，并在TCP连接的基础上建立BGP邻居，将LISP注册消息封装到BGP消息中发送，从而保证了LISP注册消息能够可靠地发送到MS；

另外，TR只在BGP邻居建立时和EID更新时，才向MS发送封装了LISP注册消息的BGP消息，减少了TR和MS之间交互的LISP注册消息，节省了网络资源并进一步提高了LISP注册的可靠性。

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

1.一种位置和标识分离协议LISP注册方法，其特征在于，该方法包括：

隧道路由器TR启动后，向映射服务器MS发起TCP连接建立请求；

当与MS之间建立TCP连接后，TR向MS发起边界网关协议BGP邻居建立请求；

当与MS建立BGP邻居后，TR构造LISP注册消息，该注册消息携带本地LISP站点的所有端点标识EID，将该LISP注册消息封装到BGP消息的消息体中，并在该BGP消息的消息头中携带LISP注册标志，将该BGP消息发送给MS。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

当本地LISP站点的EID发生变化时，所述TR构造LISP注册消息，该注册消息携带变化的EID，将该LISP注册消息封装到BGP消息的消息体中，并在该BGP消息的消息头中携带LISP注册标志，将该BGP消息发送给MS。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

TR接收MS发来的用于获取EID的LISP请求报文，将对应的EID放入LISP注册消息中，并将该注册消息封装到BGP消息的消息体中，在该BGP消息的消息头中携带LISP注册标志，将该BGP消息发送给MS。

4.一种位置和标识分离协议LISP注册方法，其特征在于，该方法包括：

映射服务器MS侦听到隧道路由器TR发来的TCP连接建立请求，与TR建立TCP连接；

与TR的TCP连接建立后，MS接收TR发来的边界网关协议BGP邻居建立请求，与TR建立BGP邻居；

MS接收TR发来的BGP消息，根据BGP消息头中携带的LISP注册标志，从BGP消息体中解析出LISP注册消息，从LISP注册消息中读取端点标识EID和该TR的路由位置符RLOC；

MS将读取的EID与TR的RLOC的映射关系放入本地映射数据库中。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

当MS发现与TR的BGP邻居断开时，在本地映射数据库中查找该TR对应的所有映射关系，重置查找到的所有映射关系的老化定时器，当老化定时器超时时，删除对应的映射关系。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述MS处于分布式LISP组网中时，所述方法进一步包括：

MS与每个映射解析器MR建立BGP邻居，MS与其它每个MS建立BGP邻居，MS将本地映射数据库中的所有TR与EID的映射关系定时通过BGP消息同步到所有MR与其它MS。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

当MS发现自身配置发生变化时，向TR发送用于获取该TR的EID的LISP请求消息。

8.一种位置和标识分离协议LISP注册装置，位于隧道路由器TR上，其特征在于，该装置包括：

边界网关协议BGP邻居建立模块：本TR启动后，向映射服务器MS发起TCP连接建立请求；当与MS之间建立TCP连接后，向MS发起BGP邻居建立请求；

LISP注册模块：当与MS建立BGP邻居后，构造LISP注册消息，该注册消息携带本地LISP站点的所有端点标识EID，将该LISP注册消息封装到BGP消息的消息体中，并在该BGP消息的消息头中携带LISP注册标志，将该BGP消息发送给MS。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括LISP注册更新模块，用于当本地LISP站点的EID发生变化时，构造LISP注册消息，该注册消息携带变化的EID，将该LISP注册消息封装到BGP消息的消息体中，并在该BGP消息的消息头中携带LISP注册标志，将该BGP消息发送给MS。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括EID获取应答模块，用于接收MS发来的用于获取EID的LISP请求报文，将对应的EID放入LISP注册消息中，并将该注册消息封装到BGP消息的消息体中，在该BGP消息的消息头中携带LISP注册标志，将该BGP消息发送给MS。

11.一种位置和标识分离协议LISP注册装置，位于映射服务器MS上，其特征在于，该装置包括：

边界网关协议BGP邻居建立模块：侦听到隧道路由器TR发来的TCP连接建立请求，与TR建立TCP连接；与TR的TCP连接建立后，接收TR发来的BGP邻居建立请求，与TR建立BGP邻居；

LISP注册处理模块：接收TR发来的BGP消息，根据BGP消息头中携带的LISP注册标志，从BGP消息体中解析出LISP注册消息，从LISP注册消息中读取端点标识EID和该TR的路由位置符RLOC，将读取的EID与TR的RLOC的映射关系放入本地映射数据库中。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括BGP邻居断开处理模块，用于当发现与TR的BGP邻居断开时，在本地映射数据库中查找该TR对应的所有映射关系，重置查找到的所有映射关系的老化定时器，当老化定时器超时时，删除对应的映射关系。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，当所述MS处于分布式LISP组网中时，所述装置进一步包括映射数据库同步模块，用于与每个映射解析器MR建立BGP邻居，与其它每个MS建立BGP邻居，将本地映射数据库中的所有TR与EID的映射关系定时通过BGP消息同步到所有MR与其它MS。

14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括EID获取模块，用于当发现本MS的配置发生变化时，向TR发送用于获取该TR的EID的LISP请求消息。