[发明专利]基于ESP封装和压缩IP在overlay层实现源路由的报文及发送方法

说明书

本发明提供了一种基于ESP封装和压缩IP在overlay层实现源路由的报文及发送方法，IPv4选路头的地址均从相同的IPv4地址网段中分配，这些IP地址都具有相同的地址前缀Prefix，若IP头的目的地址已经携带了公共前缀，那么list中的IPv4地址只携带差异部分。地址更新时，将差异部分更新到IPv4报文头的目的地址中，恢复原来的IPv4地址。本发明基于ESP封装，通过扩展定义ESP的SPI语义，结合现有的SR技术和压缩IP地址方案，提供了IPv4中overlay层面的源路由功能，且当分段比较多时，增加的负荷比较少。

技术领域

本发明涉及IP网络技术领域，具体是一种基于ESP封装和压缩IP在overlay层实现源路由的报文及发送方法。

背景技术

思科公司提出的Segment Routing（SR）协议就是在已有的网络基础上进行演进式的扩展，提供了网络可编程能力。SR是一种源路由协议，支持在路径的起点，向报文中插入转发操作指令来指导报文在网络中的转发，从而支持网络可编程。

目前SR支持MPLS和IPv6两种数据平面，基于MPLS数据平面的SR称为SR-MPLS；基于IPv6 数据平面的 SR称为 SRv6。

在SR-MPLS中，由于使用了传统的MPLS标签栈，对于overlay的网络，当前的主流隧道协议中，没有对应的标签栈的定义。在SRv6中，由于指导转发的源信息在IP扩展头中，可以方便地实现overlay层的源路由，但其方案无法适用于IPv4网络中。

ESP是IPSec的一种封装协议，在当前SD-WAN的overlay网络中，大多使用IPSec的ESP隧道封装，为了支持穿越NAT，其报文封装格式如图1所示。

为区分IKE报文和ESP报文，RFC3948定义了non-esp- marker，即一个4字节的全0字段，标识为是IKE报文。当该4字节为非0时，代表了ESP的SPI字段，ESP通过SPI字段去查询其SA。在RFC4303中，将1-255范围内的SPI作为IANA的保留数值。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种基于ESP封装和压缩IP在overlay层实现源路由的报文及发送方法，通过扩展定义ESP的SPI语义，结合现有的SR技术和压缩IP地址方案，提供了IPv4中overlay层面的源路由功能，且当分段比较多时，增加的负荷比较少。

本发明提供了一种基于ESP封装和压缩IP在overlay层实现源路由的报文，报文由头至尾依次包括MAC头、IP头、UDP头、标志位字段、IPv4选路头、ESP报文；

其中，IPv4选路头的地址均从相同的IPv4地址网段中分配，IPv4选路头的地址都具有相同的地址前缀Prefix，若IP头的目的IP已经携带了公共前缀，那么list中的IPv4地址只携带差异部分。

进一步改进，所述的IP头中的目的IP指向下一跳节点；

设定标志位字段大于0，其中，基于标志位字段构成SPI字段，SPI字段用于指向安全关联，定义标志位字段大于255；或者基于标志位字段构成SR-Flag，实现分别与不同分段路由操作之间的对应，定义标志位字段对应1至255范围中各个不同数值。

进一步改进，所述定义标志位字段对应1至255范围中任意一个数值，构成SR-Flag。

进一步改进，所述的ESP报文中由头至尾依次包括ESP头、内层IP报文、ESP尾。

本发明还提供了一种发送基于ESP封装和压缩IP在overlay层实现源路由的报文的方法，所述的报文由头至尾依次包括MAC头、IP头、UDP头、标志位字段、IPv4选路头、ESP报文，具体过程包括以下步骤：

1）将IANA保留的数值中的某一数值作为控制标记，指明需要进行压缩IPv4地址的源路由；