[发明专利]一种身份标识与位置分离协议数据转发系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据转发技术，特别是涉及一种基于分布式哈希表映射库的身份标识与位置分离协议数据转发系统及方法。

背景技术

随着科学技术的发展，信息已成为当今推动社会向前发展的巨大动力，信息网络在各国经济与社会发展中起着决定性作用。但是，现有网络面对日益增长的业务需求和技术创新时，越来越凸显出网络在路由和地址结构方面的规模扩展性问题，例如：随着网络用户的不断增加、以及新网络技术的发展，会导致无缺省路由区域(DFZ)中的路由表规模不断增大，大大超越了现有路由器转发信息表能够提高的速度。这里，所说新网络技术包括但不限于多穴技术、流量工程、策略路由、VPN技术等等。

针对这一问题，业界提出了一种新的协议--身份标识与位置分离协议(LISP，Locator Identify Separation Protocol)，LISP将互联网IP地址分为终端标识(EID，Endpoint Identifiers)和路由位置(RLOC，Routing Locator)两部分。其中，终端标识用于标识一台主机设备，而路由位置用于路由寻址和数据报文的转发。LISP是一种映射封装(map-encapsulation)的方案，采用一种“IP-IN-IP”的方式进行报文封装。具体就是：在普通IP报文的外面再封装一层IP报文头部，其中，内层IP报文头部的源IP地址和目的IP地址字段分别用源EID和目的EID表示，外层IP报文头部的源IP地址和目的IP地址分别用源RLOC和目的RLOC表示，这样，报文在网络传输过程中，只需要根据外层IP报文头部的目的RLOC进行路由寻址和转发即可，内层IP报文头部在传输过程中保持不变。

图1为LISP数据转发流程的实现原理示意图，如图1所示，传输LISP数据的IP网络中包括：IP骨干网络以及若干隧道路由器(TR，Tunnel Router)，IP骨干网中包含若干IP服务器，隧道路由器与IP服务器相连。隧道路由器分为两类：作为通信发起方的入口隧道路由器称为ITR(Ingress Tunnel Router)，作为通信接收方的出口隧道路由器称为ETR(Egress Tunnel Router)。图1左侧的终端为ITR隧道路由器边界内的主机，其IP地址为EID1，EID1对应的RLOC为RLOC1；图1右侧的终端为ETR隧道路由器边界内的主机，其IP地址为EID2，EID2对应的RLOC为RLOC2。

ITR隧道路由器边界内的主机发起通信时，源地址、目标地址均是终端主机的IP地址(EID)，这里源地址是EID1、目标地址是EID2，如报文10所示；ITR收到消息时查询得到目标EID所对应的ETR隧道路由器的RLOC地址，并将原始报文封装在隧道报文之中，隧道报文头部的源地址、目标地址是ITR、ETR的RLOC，如报文20所示；在报文到达ETR后，ETR剥离外层的隧道报文头，此时，源地址、目标地址均是终端主机的EID，如报文30所示，ETR在本路由器边界内转发是根据目的EID转发报文至目的主机。

目前，对于LISP的控制平面流程，即：EID到RLOC的映射建立方案有很多种，如：美国UCLA大学的张丽霞教授等人提出的应用传输映射服务器(APT，A Practical Transit mapping service)解决方案、思科的Dino Farinacci等人提出的身份标识与位置分离协议替代拓扑(LISP+ALT，Locator Identify Separation Protocol Alternative Topology)方案。其中，APT解决方案提出一种集中式的存储系统，要求在应用服务器(AS)域中一台解析器存储所有的EID到RLOC的映射关系。该方案在EID到RLOC的映射关系很少时，效率比较高，但是，当映射关系比较多或者主机移动时，解析器的压力会非常大，存储效率会随着映射关系的增大而急剧下降。LISP+ALT方案提出了一种分布式的叠加层，EID前缀在叠加层以广播的形式传播，该方案的不足之处在于：该方案要求EID必须以一种便于聚合的层次化方式分配，但在主机移动时，无法保证区域内的EID便于聚合，因此该方案无法解决主机移动性问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种身份标识与位置分离协议数据转发系统及方法，能简单、方便地实现EID到RLOC的映射，进而灵活地完成LISP数据的转发。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：