CN1968253A

CN1968253A - 统一的反向地址解析

Info

Publication number: CN1968253A
Application number: CN200610141864.0A
Authority: CN
Inventors: D·帕帕季米特里乌
Original assignee: Alcatel NV
Current assignee: Alcatel Lucent SAS; Alcatel Lucent NV
Priority date: 2005-10-05
Filing date: 2006-10-08
Publication date: 2007-05-23
Also published as: EP1773026B1; US20070076725A1; US7639692B2; EP1773026A1; DE602005013674D1; ATE427620T1

Abstract

本发明涉及一种将硬件地址解析成网络地址的方法，该方法包括：在源节点和端节点之间建立通过数据通信网络的数据路径，通过在沿数据路径的网络节点之间交换信令消息来建立该数据路径，该信令交换依赖于用于寻址网络节点的控制网络地址；在源节点发送请求，由此将关联于数据路径的特定硬件地址解析成网络地址。该方法还包括：在源节点将通用路径标识符编码到请求中，由此可以识别数据路径，并且利用作为目的网络地址的、特定网络节点的特定控制网络地址来发送请求，该请求还被转发到端节点；在端节点，根据通用路径标识符识别数据路径、确定该数据路径是否终止于端节点，并将特定数据网络地址返回给源节点。本发明还涉及实现所述方法的网络节点。

Description

统一的反向地址解析

技术领域

本发明涉及用于将硬件地址解析成网络地址的方法，所述方法包括以下步骤：

-在源节点和端节点之间建立通过数据通信网络的数据路径，其中所述数据路径是通过在沿所述数据路径的网络节点之间交换信令消息而被建立的，该信令交换依赖于用于通过所述数据通信网络寻址所述网络节点的控制网络地址，

-在所述源节点，发送请求，由此将关联于所述数据路径的特定硬件地址解析成网络地址。

背景技术

所述方法在现有技术中是已知的，并且在由互联网工程任务组(IETF)于1998年9月发表的题为“反向地址解析协议”的请求注释(RFC)2390中对其进行了描述。

RFC 2390公开了这样一种方法：其允许发送设备(主机或站)请求与给定硬件地址(或物理地址)相对应的网络地址(协议地址或逻辑地址)，并且更具体地，公开了这样一种方法：其允许帧中继发送设备发现与帧中继虚电路(VC)相关联的目标设备的网络地址，其中所述帧中继虚电路是永久虚电路(PVC)或交换虚电路(SVC)，所述虚电路由数据链路连接标识符(DLCI)来标识，其中该数据链路连接标识符具有仅本地意义并且可以被看作是等同于硬件地址的帧中继。

这个方法称作反向地址解析协议(InARP)，并且允许发现相邻节点的网络地址。

InARP分组典型地借助于与传送该InARP分组的原(native)数据平面相关联的封装方法来被封装。例如，InARP分组利用网络层协议ID(NLPID，Network Level Protocol Identity)和子网访问协议(SNAP)封装方法而被封装成帧中继帧。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于在源节点和端节点之间传送InARP分组的更有效的方法。

根据本发明，由于所述方法还包括以下步骤这一事实而达到这个目的：

-在所述源节点，将通用路径标识符编码到所述请求中，由此所述数据路径可以被识别，并且利用作为目的网络地址的、沿所述数据路径的特定网络节点的特定控制网络地址来发送所述请求，所述请求被进一步转发到所述端节点，

-在所述端节点，根据所述通用路径标识符识别所述数据路径、确定所述数据路径是否终止于所述端节点，并且将与所述数据路径相关联的特定数据网络地址返回给所述源节点。

通过用于控制网络操作的控制地址空间来发送InARP请求，而不是带内转发InARP请求，即借助于源节点和端节点之间所建立的数据路径。

在路径建立期间已经被用作通用参考并且具有全网络意义(network-wide significance)的路径标识符被编码到所述请求中，其中所述路径标识符还被用在所述端节点，用来识别终止于该端节点的特定数据路径，并且用来返回与该数据路径相关联的数据网络地址。

信令协议的例子是资源预留协议-流量工程(RSVP-TE)，其中所述信令协议特别用于通过基于通用多协议标签交换(GMPLS)的网络来建立标签交换路径(LSP)。

根据本发明的方法的优点在于，在不需要定制的封装方法和相应的编码/解码装置的情况下，统一的反向地址解析方案可以用于各种不同的基础的数据链路层。

根据本发明方法的另一实施例的特征在于，所述特定控制网络地址是沿所述数据路径的中间网络节点的控制网络地址，其特征还在于，所述方法还包括以下步骤：在所述中间网络节点，从所述通用路径标识符导出沿所述数据路径的另一下一跳的另一控制网络地址，并且利用作为目的网络地址的所述另一控制网络地址将所述请求转发到所述另一下一跳。

在这个实施例中，InARP请求从源节点被发送到沿所述数据路径的中间网络节点，并且典型地被发送到这样的中间网络节点：已经在控制平面中为建立所述数据路径而建立了与该中间网络节点的邻接。

假设其控制网络地址在源节点是已知的，则所述InARP请求还可以被发送到沿所述数据路径的另一网络节点。

在沿所述数据路径的任何中间节点，对InARP请求的处理在于考虑(look at)路径标识符，并且使用该路径标识符来导出进一步沿所述数据路径的下一跳(或下一中间网络节点)的网络地址，其中将所述InARP请求发送到该地址。例如在RSVP-TE中，这个地址对应于所谓的N-HOP地址。

同样的机制可以应用于反方向以返回InARP响应。

这个实施例的优点在于，它依赖于在每个中间网络节点所维持的路径状态信息，其中所述状态信息用于获取(retrieve)另一网络节点的网络地址，其中将InARP分组转发到该地址以使其到达它们的目的地，即InARP请求的端节点和InARP响应的源节点。

根据本发明方法的另一实施例的特征在于，所述特定控制网络地址是所述端节点的控制网络地址。

在这个可选实施例中，假设其控制网络地址在源节点是已知的，则所述请求被直接发送到所述端节点。例如在RSVP-TE中，这个地址对应于所谓的隧道端点地址。

在这个实施例中，所述请求可以沿着与所述数据路径所沿路由不同的路由。

根据本发明方法的又一实施例的特征在于，所述请求在遍及所述数据通信网络所使用的通用网络层之上被封装。

所述网络层例如是互联网协议(IP)层。

这个实施例的优点还在于，通用封装方法可以在不考虑所使用的信令协议簇并且不考虑所建立数据路径的类型的情况下而被使用。

本发明还涉及一种网络节点，该网络节点适于与其它网络节点交换信令消息以建立通过数据通信网络的数据路径，其中所述信令交换依赖于用于通过所述数据通信网络寻址所述网络节点和所述其它网络节点的控制网络地址，并且该网络节点包括通信单元，该通信单元适于接收源自源节点的请求，由此将关联于所述数据路径的特定硬件地址解析成网络地址。

根据本发明的网络节点的特征在于，所述通信单元还适于利用作为目的网络地址的所述网络节点的特定控制网络地址来接收所述请求，其特征还在于，所述网络节点还包括解析单元，该解析单元耦合到所述通信单元，并且适于根据被所述源节点编码到所述请求中的通用路径标识符识别所述数据路径、确定所述数据路径是否终止于所述网络节点，并且如果是的话，向所述源节点返回与所述数据路径相关联的特定数据网络地址。

根据本发明网络节点的另一实施例的特征在于，如果所述数据路径没有在所述网络节点终止，则所述解析单元还适于从所述通用路径标识符导出沿所述数据路径的另一下一跳的另一控制网络地址，其特征还在于，所述通信单元还适于利用作为目的网络地址的所述另一控制网络地址将所述请求转发到所述另一下一跳。

应当指出，也用在权力要求中的术语“包括”不应被解释为限于其后列出的装置。因此，“包括装置A和B的设备”这一表述的范围不应限于只由部件A和B组成的设备。其意味着所述设备关于本发明的相关部件是A和B。

类似地，应当指出，也用在权力要求中的术语“耦合”不应被解释为限于仅直接连接。因此，“耦合到设备B的设备A”这一表述的范围不应限于这样的设备或系统：其中设备A的输出直接连接到设备B的输入，和/或反之亦然。其意味着在A的输出和B的输入之间存在路径，和/或反之亦然，所述路径可以是包括其它设备或装置的路径。

附图说明

通过参考以下结合附图的实施例的描述，本发明的上述及其它目的和特征将变得更加显而易见，并且本发明本身将得到最好的理解，其中：

-图1示出了根据本发明的数据通信系统的第一操作；

-图2示出了根据本发明的数据通信系统的第二操作；

-图3示出了根据本发明的网络节点。

具体实施方式

在图1中可以看到数据通信网络1，其包括网络节点11至16，所述网络节点适于在它们的输入和输出端口之间交换数据单元。

网络节点11至16可以以下列交换域中的任一个进行操作：

-基于分组的交换，例如IP路由器、MPLS交换机、以太网交换机；

-基于小区的交换，例如异步传输模式(ATM)交换机；

-基于时间的交换，例如时分复用(TDM)、同步数据层次结构(SDH)或同步光网络(SONET)，增/减多路复用器或交叉连接系统；

-基于波长的交换，例如密集波分复用(DWDM)设备；

-基于物理的交换，例如光交叉连接(OXC)设备。

通过网络1、在也称作源节点的网络节点11和也称作端节点的网络节点16之间经由中间网络节点12至15建立路径21。

通过数据通信网络所建立的数据路径的例子是：

-LSP；

-ATM VC或虚路径(VP)；

-帧中继VC。

在本发明的优选实施例中，网络节点11至16通过交换RSVP-TE信令消息来建立路径21。路径21可以穿过信令交换中未涉及的其它中间网络节点(未示出)。

硬件地址唯一地标识了耦合到网络的物理接口，或不止一个这种物理接口的集合。硬件地址仅具有本地意义，并且当分组在网络上传播时被替换。硬件地址也可以标识虚拟接口，该虚拟接口是在一个或多个物理接口之上而逻辑上被定义的。

硬件地址的例子是：

-媒体访问控制(MAC)地址，例如以太网地址；

-帧中继VC的DLCI；

-ATM VC或VP的虚路径标识符(VPI)和/或虚信道标识符(VCI)；

-SDH/SONET容器的服务访问点标识符(SAPI)。

网络地址标识了一些网络业务的特定接收方，并且具有全网络意义，从而业务可以通过网络向特定目的地传播。

在本发明的优选实施例中，所述网络地址是IP地址。

为更好地理解本发明，网络地址被进一步分成数据网络地址和控制网络地址。

数据网络地址用于传播网络业务(或有效负载业务)，这与控制网络地址相反，控制网络地址用于操作网络，例如建立路径、释放路径、交换其它路径信息等。

为操作网络，节点与一个或多个网络节点建立控制邻接，其中所述控制邻接利用上面提到的控制网络地址来交换信令消息(或控制业务)。

特意地，网络节点11至16分别被分配有控制IP地址IPC@1至IPC@6。

在图3中可以看到网络节点101，其包括以下功能块：

-物理端口111至117；

-交换单元121；

-通信单元122；

-解析单元123；

-本地储存库124。

交换单元121耦合到物理端口111至117和通信单元122。解析单元123耦合到通信单元122和本地储存库124。

物理端口111至117适于接收和发送物理信号，该信号是电信号、光信号或无线电磁信号。

交换单元121适于将信号(例如波长)或所传送的数据单元(例如IP分组、MPLS分组、ATM信元、SDH容器)从任何输入端口交换到任何输出端口。交换是通过转发、选路、绑定或交叉连接表来被驱动的。

交换单元121还适于向合适的目的地交换IP分组。目的IP地址从进入的IP分组中被解码，并且在选路表(未示出)中寻找最接近的匹配以找到向其转发所述分组的特定(物理或逻辑)接口。

网络节点101被分配有控制网络地址IPC@x，并且向内部端口传送被绑定到该IP地址的IP分组，在那里，所述IP分组进一步被分离并分派给合适的应用。

在本发明的优选实施例中，InARP分组在IP之上被封装，并且借助于IP报头中的特定协议值是可区分的。

通信单元122是被绑定到网络地址IPC@x(见图3中的DA＝IPC@x)的IP分组的接收方，其协议值指定了InARP。通信单元122适于从进入的InARP请求中解码通用路径标识符，并且最后供应解析单元123。

在本发明的优选实施例中，假设所述通用路径标识符是下列信息元素的组合：

-包含于RSVP路径消息中的对象SENDER_TEMPLATE的IPv4/v6隧道发送方地址；

-包含于RSVP路径消息中的对象SENDER_TEMPLATE的LSPID；

-包含于RSVP路径或RSVP resv消息中的对象SESSION的IPv4/v6隧道端点地址；

-包含于RSVP路径或RSVP resv消息中的对象SESSION的、可能结合了扩展隧道ID的隧道ID。

参考2001年12月的Awduche等人的RFC 3209的4.6.章，以获得关于所述信息元素的准确意义以及将它们编码到RSVP消息中的更多信息。

也可以使用明确标识了特定LSP并具有全网络意义的任何其它逻辑标识符。

本地储存库124为每个被配置LSP保存路径状态信息，其中所述路径状态信息包括下列信息元素：

-所述路径的上一跳的网络地址，如从RSVP消息中的对象RSVP_HOP中所获取的；

-所述路径的下一跳的网络地址，如从RSVP resv消息中的对象RSVP_HOP中所获取的；

-所述源节点的网络地址，或等同地，包含于RSVP路径消息中的对象SENDER_TEMPLATE的IPv4/v6隧道发送方地址；

-所述端节点的网络地址，或等同地，包含于RSVP路径或RSVP resv消息中的对象SESSION的IPv4/v6隧道端点地址；

-所述路径的逻辑标识符，或等同地，LSP ID、隧道ID和可能地扩展隧道ID的组合。

解析单元123适于通过比较IPv4/v6隧道端点地址和它自己的(一个或多个)控制网络地址，来确定网络节点101是否是特定LSP的端节点，目前是通过检查IPv4/v6隧道端点地址是否与IPC@x值匹配。指示所述检查的结果的专用标记按照每个相应路径条目而进一步被保存在本地储存库124中。

网络节点101的操作如下。

假设要建立涉及网络节点101的两个LSP。第一LSP LSP1穿过网络节点101并且终止于另一网络节点，而第二LSP LSP2终止于网络节点101。LSP LSP1是借助于第一路径标识符Path_Id1而被标识的，而LSPLSP2是借助于第二路径标识符Path_Id2而被标识的。

路径标识符Path_Id1和Path_Id2包括上面提到的信息元素。

第一InARP请求InARP_Req1由网络节点101接收，并且由交换单元121传递给通信单元122，其中该第一InARP请求被绑定到目的地址IPC@x并且包括Path_Id1作为路径标识符。

通信单元122从InARP_req1中解码路径标识符(目前是Path_Id1)，并且将该路径标识符Path_Id1转发到解析单元123。

解析单元123利用路径标识符Path_Id1询问本地储存库124中的路径状态数据库，并且通过检查相应的标记来确定由Path_Id1所标识的LSP(目前是LSP1)是否终止于节点101。

目前，路径LSP1没有终止于节点101。因此，解析单元123读取与路径标识符Path_Id1相关联的下一跳地址(目前是IPC@y)，并且将该条信息返回给通信单元122。

通信单元122将控制网络地址IPC@y编码为InARP请求InARP_req1的目的IP地址(见图3中的DA＝IPC@y)，并且将如此修改的请求发送到交换单元121以进一步传送到合适的输出端口。

第二InARP请求InARP_Req2由网络节点101接收，并且由交换单元121传递给通信单元122，其中该InARP请求被绑定到目的地址IPC@x并且包括Path_Id2作为路径标识符。

通信单元122从InARP_req2解码路径标识符，目前是Path_Id2，并且将该路径标识符Path_Id2转发到解析单元123。

解析单元123利用路径标识符Path_Id2询问本地储存库中的路径状态数据库，并且通过检查相应的标记来确定由Path_Id2标识的LSP(目前是LSP2)是否终止于节点101。

目前，路径LSP2确实终止于节点101。因此，解析单元123确定了与Path_Id1所标识的LSP相关联的数据网络地址，目前是IPD@z，并且将该条信息返回给通信单元122。

通信单元122利用作为目标网络地址的数据网络地址IPD@z来编码InARP响应InARP_res(见图3中的TA＝IPD@z)，并且将该InARP响应InARP_res发送到交换单元121以进一步传送到合适的输出端口，其中所述响应到达LSP LSP2的源节点。

应当指出，控制和数据业务可以由不同的交换单元处理，和/或可以通过不同的物理端口。

假设网络节点11至16实现了上述的网络节点101的技术特征，则图1的数据通信系统的进一步操作如下。

源节点11想要将与标识符为Path_Id的路径21相关联的特定硬件地址解析成数据网络地址，以例如建立与另一BGP讲话方(speaker)的边界网关协议(BGP)对等关系。

源节点利用作为用于解析特定硬件地址的硬件地址、作为通用路径标识符Path_Id以及作为IP目的地址的、从所述路径状态数据库中所获取的下一跳地址，目前是IPC@2，来编码InARP请求InARP_req。InARP请求InARP_req然后通过网络1被发送到网络节点12(见图1中最左边的虚线箭头)。

网络节点12检查由Path_Id标识的路径是否终止于该节点，目前不是所述情形，然后将从其路径状态数据库中所获取的下一跳地址(目前是IPC@3)编码为InARP请求InARP_req的目的IP地址，并且将如此修改的InARP_req转发到下一跳，所述请求由此到达端节点16(见图1中的其它虚线箭头)。

端节点16检查由Path_Id标识的路径是否终止于该节点，目前是所述情形，并且利用作为与特定硬件地址相关联的目标网络地址的特定数据网络地址来编码InARP响应。InARP响应被发送到目前是网络节点15的上一跳，或通过从所述路径状态数据库读取其网络地址而被直接发送到源节点11。

在图2中可以看到所述数据通信网络的可选操作，其中，所述源节点使用作为InARP请求InARP_req的目的IP地址的隧道端点网络地址，目前是IPC@6，并且将InARP请求InARP_req直接发送到端节点16。

再次，InARP响应被发送到上一跳，目前是网络节点15，或被直接发送到源节点11。

在本发明的又一可选实施例中，InARP分组在用户数据报协议(UDP)之上被封装，并且借助于特定UDP端口号是可区分的。

最后应当指出，以上就功能块描述了本发明的实施例。根据以上给出的这些块的功能描述，如何利用已知电子元件制造这些块的实施例，对于设计电子设备领域的技术人员而言是显而易见的。因此，没有给出所述功能块的内容的详细结构。

尽管以上结合指定装置描述了本发明的原理，然而应当清楚地理解，该描述只是作为例子，而不作为对如所附权利要求所定义的本发明范围的限制。

Claims

1.一种用于将硬件地址解析成网络地址的方法，所述方法包括以下步骤：

-在源节点(11)和端节点(16)之间建立通过数据通信网络(1)的数据路径(21)，所述数据路径是通过在沿所述数据路径的网络节点(11...16)之间交换信令消息来被建立的，所述信令交换依赖于用于通过所述数据通信网络寻址所述网络节点的控制网络地址(IPC@1...IPC@6)，

-在所述源节点，发送请求(InARP_Req)，由此将关联于所述数据通路的特定硬件地址解析成网络地址，

其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

-在所述源节点，将通用路径标识符(Path_Id)编码到所述请求中，由此所述数据路径可以被识别，并且利用作为目的网络地址的、沿所述数据路径的特定网络节点(12；16)的特定控制网络地址(IPC@2；IPC@6)来发送所述请求，其中所述请求被进一步转发到所述端节点，

-在所述端节点，根据所述通用路径标识符来识别所述数据路径、确定所述数据路径是否终止于所述端节点，并且将关联于所述数据路径的特定数据网络地址返回给所述源节点。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述特定控制网络地址是沿所述数据路径的中间网络节点(12)的控制网络地址(IPC@2)，其特征还在于，所述方法还包括以下步骤：在所述中间网络节点，从所述通用路径标识符导出沿所述数据路径的另一下一跳(13)的另一控制网络地址(IPC@3)，并且利用作为目的网络地址的所述另一控制网络地址将所述请求转发到所述另一下一跳。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述特定控制网络地址是所述端节点的控制网络地址(IPC@6)。

4.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述请求在遍及所述数据通信网络所使用的通用网络层之上被封装。

5.一种网络节点(101)，该网络节点适于与其它网络节点交换信令消息以建立通过数据通信网路的数据路径(LSP1；LSP2)，所述信令交换依赖于用于通过所述数据通信网络寻址所述网络节点和所述其它网络节点的控制网络地址(IPC@x；IPC@y)，并且该网络节点包括通信单元(122)，该通信单元适于接收源自源节点的请求(InARP_Req1；InARP_Req2)，由此将关联于所述数据路径的特定硬件地址解析成网络地址，

其特征在于，所述通信单元还适于利用作为目的网络地址的所述网络节点的特定控制网络地址(IPC@x)来接收所述请求，

其特征还在于，所述网络节点还包括解析单元(123)，该解析单元耦合到所述通信单元，并且适于根据由所述源节点编码到所述请求中的通用路径标识符(Path_Id1；Path_Id2)来识别所述数据路径、确定所述数据路径是否终止于所述网络节点，并且如果是的话，将关联于所述数据路径的特定数据网络地址(IPD@z)返回给所述源节点。

6.根据权利要求5的网络节点，其特征在于，在所述数据路径没有终止于所述网络节点的情况下，所述解析单元还适于从所述通用路径标识符导出沿所述数据路径的另一下一跳的另一控制网络地址(IPC@y)，其特征还在于，所述通信单元还适于利用作为目的网络地址的所述另一控制网络地址将所述请求转发到所述另一下一跳。