[发明专利]基于多家乡主机扩展HIP协议实现流分配和流重定向的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于多家乡主机扩展主机标识协议HIP实现流分配和流重定向的方法，属于互联网通信技术领域。

背景技术

现在，越来越多的主机配置有多个网络接口，这些网络接口既可以在主机上配置多个物理接口来实现，也可以通过物理接口和逻辑接口的结合来实现。比如，当前的移动设备(手机或笔记本电脑)通常通过多个接口(有线，无线等)连接网络。这些接口可以连接到相同的网络，也可以连接到不同的网络。

随着网络的普及和发展，用户对网络的传输性能提出了更高要求，在带宽有限的情况下，如何为用户提供高性能的服务已经成为一个重要问题。多接口主机的存在使得在有限带宽下提供更好的服务成为可能。因为各接口连接的网络当前的可用带宽、拥塞情况等的不同，导致各个接口能够提供不同的服务质量，如果能将数据分配到网络状况较好的接口，或者同时分配到多个接口上进行传输，能提高服务质量，使用户得到更好的服务体验。

但是，由于多个接口的IP地址不同，在当前的网络架构中，IP地址不仅是位置标识，同时也是主机标识，传输层是与IP地址绑定在一起的，发送方无法将同一个应用流关联到多个IP地址上，而且，接收方的上层应用也无法区分从多个接口收到的目的IP地址的不同数据包是否属于同一个流。

主机标识协议HIP(Host Identity Protocol)通过在传输层和网络层之间增加主机标识层，该层采用主机标识HI(Host Identity)来标识主机，使得IP地址仅为主机的位置标识，从而将IP地址的主机标识功能分离开来，切断了网络层和传输层的紧密耦合，使应用层和传输层的连接不受IP地址变化的影响。在HIP协议中，只要确定主机标识HI，就能根据主机标识和端口号来区分上层应用，而目的IP地址只起到路由功能，当IP地址在一个连接中发生改变时，HIP协议为终端分配的主机标识HI保持不变，从而为多接口的同时使用提供了便利。

现有的HIP协议支持多家乡主机的场景，即支持一个主机存在多个IP地址的情况的方式为：多家乡主机通过更新(Update)消息将自己的多个可用IP地址通知给通信对端，同时指定其中的一个IP地址作为通信的首选IP地址(PreferredIP)。在与对端的通信过程中，对端主机在多家乡主机的多个可用地址中选择一个IP地址作为首选地址进行通信，当该IP地址不可达或多家乡主机指定另一个首选地址时，对端主机就将当前使用的目的地址变为新的首选地址(参见RFC5206)。因此，尽管多家乡主机可能存在多个可用接口，但是，现有的HIP协议将每个流同时只发送到一个IP地址上，即通信对端只选择多家乡主机指定的首选IP地址作为目的地址，并没有同时充分利用多家乡主机的多个可用接口对数据流进行调度，多家乡主机也不能根据应用的特征为应用数据选择合适的网络接口，以提高传输效率和网络利用率；同时，现有的HIP协议对于接口的改变是基于主机进行的，并不是针对某个流进行，不够灵活。这些缺陷就成为HIP协议拓展应用的技术瓶颈，如何针对网络当前的可用带宽与拥塞等情况尽快解决数据流的重新分配和再定向的技术课题，就成为业内科技人员关注的焦点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于多家乡主机扩展HIP协议实现流分配和流重定向的方法，该方法是对HIP协议进行扩展，在主机标识不改变的前提下，将数据流从主机的一个接口切换到另一个接口或者分配到多个接口上，以便充分利用主机的多个接口，提高数据的传输效率和网络的利用率。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于多家乡主机扩展主机标识协议HIP实现流分配和流重定向的方法，其特征在于：对现有的HIP协议进行扩展，增添多个重定向消息，使得数据的接收端能够为不同类型的数据设定多个不同的接收接口；所述方法包括下列操作步骤：

(1)在通信之前，发送端和接收端通过HIP协议的基本交换过程建立双方的主机标识关联；

(2)接收端使用更新消息中的定位符LOCATOR参数向发送端追加接收端的多个新的IP地址；

(3)发送端接收到接收端发送的更新消息后，先更新主机标识关联及其与接收端间的绑定信息，再向接收端的新的IP地址发送该更新消息的应答消息；

(4)接收端接收到发送端发送的该更新消息的应答消息后，向发送端反馈该更新消息的确认消息；当发送端接收到该更新消息的确认消息后，就认为接收端的新的IP地址有效；

(5)为提高传输效率，接收端以携带有重定向请求选项的重定向请求消息向发送端提出请求，要求发送端将某个应用的数据包发送到另一个或多个接口；