[发明专利]一种基于LISP协议的动态移动性管理方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于计算机网络、网络管理技术领域，具体涉及一种基于LISP协议的动态移动性管理方法及系统。

背景技术

随着移动互联网和无线网络技术的快速发展，移动性已经成为网络中必须要支持的一项基本功能。然而，在互联网设计之初，只考虑了固定终端的访问，没有考虑到终端移动性的问题。同时，随着互联网中多宿主(Multihoming)、流量工程和非聚合地址的使用，导致BGP路由表迅速增长。

IP地址的双重属性是产生以上两种问题的主要原因。IP地址同时具有身份标识和位置标识两种属性。作为终端的身份标识，IP地址在终端移动过程中不能改变，否则TCP、UDP等上层应用业务连接会因地址的改变而中断；作为终端的位置标识，IP地址在移动过程中必须改变，否则路由器无法把数据包正确地转发到终端。

针对IP地址具有双重属性的缺陷，业界在研究多种基于身份位置分离的下一代网络技术，一般分为基于网络和基于主机的两类解决方案。身份标识与位置分离协议(LISP，Locator/ID Separation Protocol)是一种基于网络的解决方案，旨在减小核心网络路由表规模。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，EID用于标识一台主机设备，而RLOC用于路由寻址和数据报文的转发。图1为LISP网络架构图，整个LISP网络由IP骨干网和边缘网络组成。边缘网络由隧道路由器构成，隧道路由器分为两类：作为通信发起方的入口路由器称为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)，ITR和ETR的地址由RLOC表示。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外层报文，其中，内层IP报文头部的源地址和目的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ITR和ETR的地址表示，这样，报文在核心网络传输过程中，只需要根据外层IP报文头部的ETR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。

总的来说，LISP有三大优点。第一，LISP倾向于在主机端不作改动，在路由系统也没有引起大的改变。第二，它具备显著减小全球路由表的潜力。第三，映射系统给流量工程的应用提供了机会。不过，LISP可能将全球路由表的汇聚性问题转移到全球映射系统的汇聚性问题。

为了实现EID到RLOC的映射，LSIP+ALT方案提出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，移动到其他区域内的主机EID无法在新的区域内聚合，因此该方案无法解决主机移动性问题。

LISP-MN是IETF工作组最近提出来的支持LISP移动性的方案。在该方案中，一个LISP节点具有一个永久性的EID，用作识别主机而不是路由。当一个移动节点漫游至一个新的网络中时，它接收到一个转交地址。该地址是当前可达的，并在映射系统把它注册为Local Locator(LLOC)。所有的LLOC都预先在映射系统里和RLOC一起注册。LISP-MN采用两层封装机制，首先在本地发包时，在源地址和目的地址分别是EID1和EID2的外面先加一层LLOC1和LLOC2的IP包头，在这里，LLOC1与EID1对应，LLOC2与EID2对应。之后MN将此包发送到ITR，ITR然后按照LLOC地址进行映射和封装。数据包到达对端后，再进行一次解封装操作。

LISP网络架构是为了解决IP地址双重属性而提出的，其极大的增强了网络的路由可扩展性。但是，LISP中并未对移动性提供具体的支持方案。目前，LSIP+ALT方案提出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，移动到其他区域内的主机EID无法再新的区域内聚合，因此该方案无法解决主机移动性问题。而LISP-MN方案虽然能够提供终端移动性支持，但是其在终端上增加了一个微LISP节点功能，同时因为双重封装机制等问题，使得切换的QoS非常低。

此外，虽然LISP提出了一些设计目标，但它并没有提出一个清晰的方案来实现。它甚至忽视了一些问题，比如快速移动性。LISP-MN存在的问题如下：