CN106604333B - 一种基于lisp的终端快速移动切换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于LISP的终端快速移动切换方法，包括以下步骤：1.移动终端接入接入编号为A的隧道路由器xTRA，并向xTRA注册；2.xTRA向映射系统发送映射注册报文，映射系统根据该报文的推送标志位向其余隧道路由器(简记为xTR)发送映射推送报文，其余xTR更新xTRA的映射信息；3.移动终端和xTRA之间维持接入状态；4.移动终端断开与xTRA的连接；5.xTRA向映射系统发送映射注册报文删除旧的映射信息，映射系统根据该报文的推送标志位向其余xTR发送映射推送报文，其余xTR删除该移动终端的映射信息；6.移动终端接入编号为C隧道路由器xTRC，并向xTRC注册；7.xTRC向映射系统更新映射信息；8.移动终端和xTRC之间维持接入状态。本发明实现了标地分离网络中移动终端的快速切换。

Description

一种基于LISP的终端快速移动切换方法
技术领域
本发明主要涉及到标地分离(标识与地址/位置分离)网络领域，特指一种基于LISP(Locator/Identifier Separation Protocol，位置/标识分离协议)的终端快速移动切换方法，即运用移动终端接入注册、映射信息更新和推送机制实现了标地分离网络中移动终端的快速切换。
背景技术
LISP最初是由Cisco公司提出的位置与身份分离方案，它将传统IP地址拆分为表明位置的路由位置标识(RLOC，Routing Locator)和表明身份的终端身份标识(EID，Endpoint ID)，RLOC定义了设备如何接入网络，如何被找到；EID定义了设备是谁，属于什么组织。RLOC和EID这两个地址并存在一个地址内，但互相之间保持独立，打破了原有的位置与身份之间的纽带，通过位置和身份信息的解耦合避免了IP语义重载，并能良好地支持终端移动性。LISP采用“映射-封装”机制，以终端身份标识EID为索引查询映射系统(MappingSystem)，使用所返回的路由位置标识RLOC对报文进行封装并发送。目前，该协议的RFC(Request For Comments，请求注解)已成为IETF(Internet Engineer ing Task Force，互联网络研究任务组)的标准文档，Cisco也在IOS中支持LISP功能，具有大规模部署的可行性。标地分离作为一种新型网络体系架构，随之也带来了一系列新的问题，如：移动性支持问题。OpenLISP作为首个实现LISP的开源项目，它较完整地实现了协议规定的标识和地址分离功能，但却未能对终端移动性提供支持。
发明内容
针对现有LISP不支持终端移动性的技术问题，本发明提供一种能够在标地分离网络中实现移动终端快速切换的方法，本发明通过增加移动终端接入注册、映射信息更新和推送机制实现了标地分离网络中移动终端的快速切换，在标地分离的网络架构下降低移动终端切换延时，保持移动条件下良好的会话连续性。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于LISP的终端快速移动切换方法，步骤为：
S1：移动终端接入编号为A的隧道路由器xTRA，并向隧道路由器xTRA注册，编号为A的隧道路由器为Ingress/Egress Tunnel Router A，简记为xTRA，每个隧道路由器均有唯一的编号，隧道路由器xTRA是标地分离网络中的其中一个隧道路由器；
S2：隧道路由器xTRA向映射系统发送映射注册报文更新映射信息，所述映射注册报文的操作标志位置为REGISTER_UPDATE，映射系统根据该映射注册报文的推送标志位向标地分离网络中的其余隧道路由器发送映射推送报文；所述其余隧道路由器收到映射推送报文后更新隧道路由器xTRA对应的固定网络前缀和移动终端映射信息；
S3：移动终端和隧道路由器xTRA之间通过发送接入保活请求/接入保活应答报文维持接入状态；
S4：移动终端断开与隧道路由器xTRA的连接，隧道路由器xTRA通过网络连接断开或接入保活定时器超时判断移动终端离开；
S5：隧道路由器xTRA向映射系统发送映射注册报文删除旧的映射信息，所述映射注册报文的操作标志位为REGISTER_DELETE，然后映射系统根据该映射注册报文的推送标志位向标地分离网络中的其余隧道路由器发送映射推送报文；所述其余隧道路由器收到映射推送报文后删除该移动终端的映射信息；
S6：移动终端切换接入标地分离网络中不同于隧道路由器xTRA的另一个隧道路由器，记移动终端接入编号为C的隧道路由器xTRC，并向隧道路由器xTRC进行注册，A不等于C；
S7：隧道路由器xTRC向映射系统发送映射注册报文更新映射信息；
S8：移动终端和隧道路由器xTRC之间通过发送接入保活请求/接入保活应答报文维持接入状态。
作为本发明的进一步改进：在所述步骤S1中移动终端向隧道路由器xTRA进行注册的流程为：
S101：移动终端首先读取网络接口状态，如果接口状态为“断开”则重复读取接口状态；如果接口状态为“连接”，则基于链路层广播报文向xTRA发送接入注册请求报文，注册请求报文中包含移动终端接入隧道路由器xTRA的网络接口IP地址EIDMN；
S102：xTRA同样首先判断网络接口状态，如果接口状态为“断开”则重复读取接口状态，当网络接口状态为“连接”时则收取该接口上的链路层报文，判断该移动终端是否存在于注册终端信息表中，如果存在则丢弃该报文，如果不存在则将该移动终端加入注册终端信息表中，添加针对该移动终端的主机路由信息，启动对应移动终端的接入保活定时器，最后向移动终端发送接入注册应答报文进行响应，接入注册应答报文中包括隧道路由器xTRA与移动终端相连网络接口的IP地址IPxTR-MN和网络掩码MaskxTR-MN；
S103：移动终端收到接入注册应答报文后，添加到隧道路由器xTRA与移动终端相连网络接口所配置网络前缀PrefixxTR-MN＝IPxTR-MN&MaskxTR-MN的路由，其中&为字符连接符，并设定所接入隧道路由器xTRA对应网络接口地址IPxTR-MN为默认网关。
作为本发明的进一步改进：在所述步骤S3中移动终端和隧道路由器xTRA之间通过发送接入保活请求/接入保活应答报文维持接入状态的流程如下：
S301：移动终端将向隧道路由器xTRA周期性地发送接入保活请求报文，用于复位移动终端的保活定时器，记每隔Tkeepalive秒移动终端向隧道路由器xTRA发送接入保活请求报文，接入保活请求报文中包含移动终端接入网络的接口IP地址EIDMN；
S302：隧道路由器xTRA收到接入保活请求报文后复位EIDMN对应移动终端的接入保活定时器，然后向移动终端回复接入保活应答报文；
S303：如果移动终端在达到发送接入保活请求报文的上限次数，记为MAXkeepalive次，仍未收到隧道路由器xTRA回复的接入保活应答报文或网络连接断开时，则转入步骤S1即接入注册过程重新进行注册；如果移动终端收到隧道路由器xTRA回复的接入保活应答报文，则维护移动终端的接入状态。
作为本发明的进一步改进：所述步骤S2、S5、S7中，映射系统根据该映射注册报文的推送标志位向标地分离网络中的其余隧道路由器xTR发送映射推送报文具体是指：如果该映射注册报文的推送标志位为1，则映射系统向其余xTR发送映射推送报文；否则，映射系统不用向其余隧道路由器xTR发送映射推送报文。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明在步骤S1中的接入注册请求和接入注册应答报文加入了移动终端接口地址、隧道路由器接口地址以及隧道路由器接口网络掩码字段，用于配置移动终端上的路由和默认网关，以及隧道路由器上的主机路由信息，保证了在基于传统IP架构的标地分离网络中终端移动切换的可行性。
2、本发明在步骤S3、S8中移动终端采用发送接入保活请求报文复位隧道路由器对其设定的保活定时器，并基于保活定时器超时和网络连接状态判断终端的移动行为，保证了在基于传统IP架构的标地分离网络中终端移动切换的快速感知。
3、本发明在步骤S2、S5、S7的映射注册报文中采用操作标志位来指导映射系统是否要执行映射信息的更新操作或删除操作，保证了映射系统中映射信息的实时更新。
4、本发明在步骤S2、S5、S7的映射注册报文中采用推送标志位来指导映射系统是否要发送映射推送报文，当映射注册报文的推送标志位置1时，映射系统将向所有剩余的隧道路由器发送映射推送报文通告该隧道路由器的映射更新信息，保证了映射信息在全网的一致性以及较短的终端移动切换延时。
附图说明
图1是本发明基于LISP的终端快速移动切换方法流程示意图。
图2是本发明中移动终端处理流程图。
图3是本发明中隧道路由器处理流程图。
图4是本发明中映射系统处理流程图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明所提出的一种基于LISP的终端快速移动切换方法，其执行步骤为：
S1：移动终端接入编号为A的隧道路由器xTRA，并向隧道路由器xTRA进行注册，编号为A的隧道路由器为Ingress/Egress Tunnel Router A，简记为xTRA，每个隧道路由器均有唯一的编号，隧道路由器xTRA是标地分离网络中的其中一个隧道路由器；
S2：隧道路由器xTRA向映射系统发送映射注册报文更新映射信息，所述映射注册报文的操作标志位置为REGISTER_UPDATE，映射系统根据该映射注册报文的推送标志位向标地分离网络中的其余隧道路由器发送映射推送报文；所述其余隧道路由器收到映射推送报文后更新隧道路由器xTRA对应的固定网络前缀和移动终端映射信息；
S3：移动终端和隧道路由器xTRA之间通过发送接入保活请求/接入保活应答报文维持接入状态；
S4：移动终端断开与隧道路由器xTRA的连接，隧道路由器xTRA通过网络连接断开或接入保活定时器超时判断移动终端离开；
S5：隧道路由器xTRA向映射系统发送映射注册报文删除旧的映射信息，所述映射注册报文的操作标志位为REGISTER_DELETE，然后映射系统根据该映射注册报文的推送标志位向标地分离网络中的其余隧道路由器发送映射推送报文；所述其余隧道路由器收到映射推送报文后删除该移动终端的映射信息；
S6：移动终端切换接入标地分离网络中不同于隧道路由器xTRA的另一个隧道路由器，记移动终端接入编号为C的隧道路由器xTRC，并向隧道路由器xTRC进行注册，A不等于C；在所述步骤S6与S1中移动终端向隧道路由器进行注册的流程完全相同，区别是：S1步骤中隧道路由器为xTRA，S6步骤中隧道路由器为xTRC；
S7：隧道路由器xTRC向映射系统发送映射注册报文更新映射信息；在所述步骤S7与S2中隧道路由器向映射系统更新映射信息的流程完全相同，区别是：S2步骤中隧道路由器为xTRA，S7步骤中隧道路由器为xTRC；
S8：移动终端和隧道路由器xTRC之间通过发送接入保活请求/接入保活应答报文维持接入状态；在所述步骤S8与S3中移动终端和隧道路由器之间通过发送接入保活请求/接入保活应答报文维持接入状态流程完全相同，区别是：S3步骤中隧道路由器为xTRA，S8步骤中隧道路由器为xTRC。
如图2所示，在本发明所提出的一种基于LISP的终端快速移动切换方法中，移动终端的协议处理流程为：
2.1移动终端首先读取网络接口状态，如果接口状态为“断开”即“DOWN”则重复读取接口状态；如果接口状态为“连接”即“UP”，则基于链路层广播报文向隧道路由器xTRA发送接入注册请求报文，注册请求报文中包含移动终端接入隧道路由器xTRA的网络接口IP地址EIDMN；
2.2移动终端收到隧道路由器xTRA发送的接入注册应答报文后，添加到隧道路由器xTRA与移动终端相连网络接口所配置网络前缀PrefixxTR-MN＝IPxTR-MN&MaskxTR-MN的路由，其中&为字符连接符，并设定所接入隧道路由器xTRA对应网络接口地址IPxTR-MN为默认网关；
2.3移动终端向隧道路由器xTRA周期性地发送接入保活请求报文，用于复位移动终端的保活定时器，记每隔Tkeepalive秒移动终端向隧道路由器xTRA发送接入保活请求报文，接入保活请求报文中包含移动终端接入网络的接口IP地址EIDMN；
2.4如果移动终端在达到发送接入保活请求报文的上限次数，记为MAXkeepalive次，仍未收到隧道路由器xTRA回复的接入保活应答报文或网络连接断开时，则转入步骤S1即接入注册过程重新进行注册；如果移动终端收到隧道路由器xTRA回复的接入保活应答报文，则维护移动终端的接入状态。
如图3所示，在本发明所提出的一种基于LISP的终端快速移动切换方法中，隧道路由器的协议处理流程为：
3.1隧道路由器同样首先判断网络接口状态，如果接口状态为“断开”即“DOWN”则重复读取接口状态，当网络接口状态为“连接”即“UP”时则收取该接口上的链路层报文，判断该移动终端是否存在于注册终端信息表中，如果存在则丢弃该报文，如果不存在则将该移动终端加入注册终端信息表中，添加针对该移动终端的主机路由信息，启动对应移动终端的接入保活定时器，最后向移动终端发送接入注册应答报文进行响应，接入注册应答报文中包括隧道路由器与移动终端相连网络接口的IP地址IPxTR-MN和网络掩码MaskxTR-MN；
3.2隧道路由器收到接入保活请求报文后复位EIDMN对应移动终端的接入保活定时器，然后向移动终端回复接入保活应答报文；
3.3当网络连接断开或接入保活定时器超时，记超时时间为Ttimeout秒，隧道路由器将注销移动终端的接入状态，删除注册终端信息表中对应的表项和接入保活定时器，并向映射系统发送映射注册报文(操作标志位为REGISTER_DELETE)删除该终端的映射信息以通告移动终端的离开；如果隧道路由器收到映射系统发送的映射推送报文，则更新该报文中包含的固定网络前缀和移动终端映射信息。
如图4所示，在本发明所提出的一种基于LISP的终端快速移动切换方法中，映射系统的协议处理流程为：
映射系统收到隧道路由器发送的映射注册报文后，首先判断该隧道路由器发送的映射注册报文与上一次存储的映射注册报文是否相同，如果相同则忽略。如果不同则判断操作标志位，如果是更新操作则将该隧道路由器所注册的网络前缀映射信息进行更新，同时将所更新的网络前缀和移动终端主机信息标注为隶属于该隧道路由器。如果是删除操作则删除该移动终端的映射信息。其次，映射系统根据注册报文中的推送标志位确定是否发送推送报文，如果推送标志位为1，表示需要进行推送，则发送映射推送报文通告该隧道路由器的映射信息，如果推送标志位为0，表示不需要进行推送，则不发送映射推送报文。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于LISP的终端快速移动切换方法，其特征在于，步骤为：
S1：移动终端接入编号为A的隧道路由器xTRA，并向隧道路由器xTRA注册，编号为A的隧道路由器为Ingress/Egress Tunnel Router A，简记为xTRA，每个隧道路由器均有唯一的编号，隧道路由器xTRA是标地分离网络中的其中一个隧道路由器；所述步骤S1中移动终端向隧道路由器xTRA进行注册的流程为：
S101：移动终端首先读取网络接口状态，如果接口状态为“断开”则重复读取接口状态；如果接口状态为“连接”，则基于链路层广播报文向xTRA发送接入注册请求报文，注册请求报文中包含移动终端接入隧道路由器xTRA的网络接口IP地址EIDMN；
S102：隧道路由器xTRA同样首先判断网络接口状态，如果接口状态为“断开”则重复读取接口状态，当网络接口状态为“连接”时则收取该接口上的链路层报文，判断该移动终端是否存在于注册终端信息表中，如果存在则丢弃该报文，如果不存在则将该移动终端加入注册终端信息表中，添加针对该移动终端的主机路由信息，启动对应移动终端的接入保活定时器，最后向移动终端发送接入注册应答报文进行响应，接入注册应答报文中包括隧道路由器xTRA与移动终端相连网络接口的IP地址IPxTR-MN和网络掩码MaskxTR-MN；
S103：移动终端收到接入注册应答报文后，添加到隧道路由器xTRA与移动终端相连网络接口所配置网络前缀PrefixxTR-MN＝IPxTR-MN&MaskxTR-MN的路由，其中&为字符连接符，并设定所接入隧道路由器xTRA对应网络接口地址IPxTR-MN为默认网关；
S2：隧道路由器xTRA向映射系统发送映射注册报文更新映射信息，所述映射注册报文的操作标志位置为REGISTER_UPDATE，映射系统根据该映射注册报文的推送标志位向标地分离网络中的其余隧道路由器发送映射推送报文；所述其余隧道路由器收到映射推送报文后更新隧道路由器xTRA对应的固定网络前缀和移动终端映射信息；
S3：移动终端和隧道路由器xTRA之间通过发送接入保活请求/接入保活应答报文维持接入状态；
S4：移动终端断开与隧道路由器xTRA的连接，隧道路由器xTRA通过网络连接断开或接入保活定时器超时判断移动终端离开；
S5：隧道路由器xTRA向映射系统发送映射注册报文删除旧的映射信息，所述映射注册报文的操作标志位为REGISTER_DELETE，然后映射系统根据该映射注册报文的推送标志位向标地分离网络中的其余隧道路由器发送映射推送报文；所述其余隧道路由器收到映射推送报文后删除该移动终端的映射信息；
S6：移动终端切换接入标地分离网络中不同于隧道路由器xTRA的另一个隧道路由器，记移动终端接入编号为C的隧道路由器xTRC，并向隧道路由器xTRC进行注册，A不等于C；
S7：隧道路由器xTRC向映射系统发送映射注册报文更新映射信息；
S8：移动终端和隧道路由器xTRC之间通过发送接入保活请求/接入保活应答报文维持接入状态。
2.根据权利要求1所述的基于LISP的终端快速移动切换方法，其特征在于，在所述步骤S3中移动终端和隧道路由器xTRA之间通过发送接入保活请求/接入保活应答报文维持接入状态的流程如下：
S301：移动终端将向隧道路由器xTRA周期性地发送接入保活请求报文，用于复位移动终端的保活定时器，记每隔Tkeepalive秒移动终端向隧道路由器xTRA发送接入保活请求报文，接入保活请求报文中包含移动终端接入网络的接口IP地址EIDMN；
S302：隧道路由器xTRA收到接入保活请求报文后复位EIDMN对应移动终端的接入保活定时器，然后向移动终端回复接入保活应答报文；
S303：如果移动终端在达到发送接入保活请求报文的上限次数，记为MAXkeepalive次，仍未收到隧道路由器xTRA回复的接入保活应答报文或网络连接断开时，则转入步骤S1即接入注册过程重新进行注册；如果移动终端收到隧道路由器xTRA回复的接入保活应答报文，则维护移动终端的接入状态。
3.根据权利要求1所述的基于LISP的终端快速移动切换方法，其特征在于，所述步骤S2、S5、S7中，映射系统根据该映射注册报文的推送标志位向标地分离网络中的其余隧道路由器xTR发送映射推送报文具体是指：如果该映射注册报文的推送标志位为1，则映射系统向其余隧道路由器xTR发送映射推送报文；否则，映射系统不用向其余xTR发送映射推送报文。
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