本发明公开了计算机网络技术领域中的一种身份与位置映射关系的实现方法。包括:将网络划分成管理域;在每个管理域中配置至少一个与其他管理域相连的映射服务器;所述映射服务器中存储归属域信息;当所述映射服务器的归属域信息发生变化时,向所述映射服务器的对等映射服务器发送更新消息;所述对等映射服务器根据更新消息,更新自身存储的归属域信息;向所述对等映射服务器的对等映射服务器转发更新消息,直至网络中的所有映射服务器收到所述更新消息并更新自身存储的归属域信息。本发明解决大规模网络映射信息的查询的时延和移动性的问题。
1.一种身份与位置映射关系的实现方法,其特征是所述方法包括:步骤1:将网络划分成管理域;步骤2:在每个管理域中配置至少一个与其他管理域相连的映射服务器;所述映射服务器中存储归属域信息;所述归属域信息是指,在归属域接入管理域时,由接入标识配置管理中心分配给归属域的接入标识与归属域形成的映射关系;归属域信息包括接入标识、归属域字段、验证码和归属域;步骤3:当所述映射服务器的归属域信息发生变化时,向所述映射服务器的对等映射服务器发送更新消息;所述对等服务器是与映射服务器所在的管理域相邻的管理域的映射服务器;相邻域中映射服务器会话建立成功后,将对等映射服务器添加到对等映射服务器列表中;映射服务器通过TCP/IP协议和对等映射服务器通信;对等映射服务器之间定时交换保活消息,以确定对等关系的存在;所述保活消息是一种定期发送的固定格式的消息,当映射服务器建立起对等的关系之后,通过定时互相发送保活消息来确定对等关系的存在;当映射服务器在一定时间之内没有接收到对等体的保活消息,则说明该对等体关系失效,将其在对等映射服务器列表中删除,以后不再向其转发更新消息;步骤4:所述对等映射服务器根据更新消息,更新自身存储的归属域信息;步骤5:向所述对等映射服务器的对等映射服务器转发更新消息,直至网络中的所有映射服务器收到所述更新消息并更新自身存储的归属域信息。
2.根据权利要求1所述的一种身份与位置映射关系的实现方法,其特征是所述接入标识采用设定数值的归属域字段将其划分为连续的接入标识块。
3.根据权利要求1所述的一种身份与位置映射关系的实现方法,其特征是所述映射服务器的归属域信息发生变化是指映射服务器上归属域信息的更新、添加或撤销。
4.根据权利要求1所述的一种身份与位置映射关系的实现方法,其特征是所述更新消息包括始发属性、目的属性、管理域序列和发生变化的归属域信息;其中,所述始发属性由最先发送变化的归属域信息的映射服务器生成,并在更新消息发送过程中保持不变;所述目的属性标记一次转发更新消息的映射服务器,转发更新消息的映射服务器接收到该变化的归属域信息后,如果目的属性中包括该转发更新消息的映射服务器的对等映射服务器,则不再向对等映射服务器转发更新消息;管理域序列标记变化的归属域信息转发过程中经过的映射服务器,如果接收到该变化的归属域信息的映射服务器已经存在管理域序列中,则该映射服务器不再处理该变化的归属域信息。
5.根据权利要求1所述的一种身份与位置映射关系的实现方法,其特征是所述对等映射服务器根据发生变化的归属域信息,更新自身存储的归属域信息具体是,归属域字段指定的长度内的接入标识进行最长匹配,如果归属域字段长度内的接入标识不同,则将该变化的归属域信息加入到归属域信息存储表中;如果接入标识相同,则检查归属域,如果归属域不同,则变更归属域信息中的归属域内容;如果归属域相同则对该变化的归属域信息不做处理。技术领域
本发明属于计算机网络技术领域,尤其涉及一种身份与位置映射关系的实现方法。
背景技术
随着互联网的快速发展,移动用户和多家乡用户不断增长,流量工程和策略路由被大量采用,传统互联网的原始设计思想难以继续适应网络在移动、多家乡、安全和路由可扩展等方面的新需求,急需进行修改和完善。IP地址的双重属性问题是导致互联网存在诸多问题的根本原因之一。近年来,各国都致力于新一代信息网络体系结构和关键技术的研究,如美国国家科学基金委员会(NSF,Nationalxa0Sciencexa0Foundation)的GENI(Globalxa0Environmentforxa0Networkxa0Innovations)计划和FIND(Futurexa0Internetxa0Design)项目以及欧盟的FIRE(Futurexa0Internetxa0Researchxa0andxa0Experimentation)计划等。我国2006年的973项目指南里明确提出将“新的网络体系基础研究”作为重点研究课题;同年立项的国家973项目“一体化可信网络与普适服务体系基础研究”对新一代信息网络体系基础理论方面的研究和探索迈出了重要的步。身份与位置分离的思想已经成为新网络体系结构研究的热点之一。Cisco公司在互联网研究专门工作组(Internetxa0Researchxa0Taskxa0Force,IRTF)的路由研究组(Routingxa0Researchxa0Group,RRG)提出了LISP(Locator/IDSeparationxa0Protocol)草案。LISP使用一部分IP地址作为终端标识(EID,Endpointxa0Identifier),另一部分作为路由位置标识(RLOC,RoutingLocators),EID为终端使用,RLOC用于转发数据包。通过EID与RLOC的映射、封装,完成数据包的转发与路由。关于EID与RLOC的映射解析,Cisco公司提出了多种机制,如LISP-ALT(LISPxa0Alternativexa0Topology)、LISP-DHT(Towardsxa0axa0DHTxa0toxa0mapxa0identifiersxa0ontoxa0locators)、LISP-CONS(Axa0Contentxa0distributionxa0Overlayxa0Networkxa0Servicexa0forxa0LISP)、NERD(Axa0Not-so-novelxa0EIDxa0toxa0RLOCxa0Database)和APT(Axa0Practicalxa0TransitMappingxa0Service)的方法。虽然方案各异,但共同点是设计一个映射关系数据库,并通过网络扩散映射信息,其重要设计目标是允许相对简单有效的映射系统得以应用,并尽量减少对现有软硬件的更改。但是现有机制并不完善,存在以下缺点:1.当网络规模增大时,映射信息的查询存在较大的时延,2.没有充分考虑对移动性的支持。申请号为200710122012.1,名称为《实现一体化网络位置管理的方法》的专利申请,提出了一种基于身份与位置标识分离映射的新网络体系结构。一体化网络在核心网中引入称为映射服务器(Identifierxa0Mappingxa0Server,IDMS)的功能实体,存储一个区域网络内终端的接入标识(AccessIdentifier,AID)和交换路由标识(Switchxa0Routingxa0Identifier,SRID)的映射信息。IDMS还能够提供映射信息的查询、插入、删除和修改服务。为了避免单个映射服务器存储过多的映射信息,采用分布式的映射信息存储结构,每台映射服务器只保存归属本域及当前移动到本域的终端的映射信息。通信过程中,需要根据身份信息查找位置信息进行映射,因此需要定位映射关系所在的映射服务器,本发明就是要建立一种快速准确的身份与位置映射关系的定位机制。
发明内容
本发明的目的在于,提出一种身份与位置映射关系的实现方法,用于解决大规模网络映射信息的查询存在时延以及没有充分考虑移动性的问题。技术方案是:一种身份与位置映射关系的实现方法,其特征是所述方法包括:步骤1:将网络划分成管理域;步骤2:在每个管理域中配置至少一个与其他管理域相连的映射服务器;所述映射服务器中存储归属域信息;步骤3:当所述映射服务器的归属域信息发生变化时,向所述映射服务器的对等映射服务器发送更新消息;步骤4:所述对等映射服务器根据更新消息,更新自身存储的归属域信息;步骤5:向所述对等映射服务器的对等映射服务器转发更新消息,直至网络中的所有映射服务器收到所述更新消息并更新自身存储的归属域信息。所述归属域信息是指,在归属域接入管理域时,由接入标识配置管理中心分配给归属域的接入标识与归属域形成的映射关系。所述归属域信息包括接入标识、归属域字段、验证码和归属域。所述接入标识采用设定数值的归属域字段将其划分为连续的接入标识块。所述映射服务器的归属域信息发生变化是指映射服务器上归属域信息的更新、添加或撤销。所述对等映射服务器是与所述映射服务器所在的管理域相邻的管理域的映射服务器。所述映射服务器通过TCP/IP协议和对等映射服务器通信。所述更新消息包括始发属性、目的属性、管理域序列和发生变化的归属域信息;其中,所述始发属性由最先发送变化的归属域信息的映射服务器生成,并在更新消息发送过程中保持不变;所述目的属性标记一次转发更新消息的映射服务器,转发更新消息的映射服务器接收到该变化的归属域信息后,如果目的属性中包括该转发更新消息的映射服务器的对等映射服务器,则不再向对等映射服务器转发更新消息;管理域序列标记变化的归属域信息转发过程中经过的映射服务器,如果接收到该变化的归属域信息的映射服务器已经存在管理域序列中,则该映射服务器不再处理该变化的归属域信息。所述对等映射服务器根据发生变化的归属域信息,更新自身存储的归属域信息具体是,归属域字段指定的长度内的接入标识进行最长匹配,如果归属域字段长度内的接入标识不同,则将该变化的归属域信息加入到归属域信息存储表中;如果接入标识相同,则检查归属域,如果归属域不同,则变更归属域信息中的归属域内容;如果归属域相同则对该变化的归属域信息不做处理。本发明的有益效果在于:通过网络中接入标识与归属域之间的映射解析,定位了节点的身份与位置映射关系的存储位置,解决大规模网络映射信息的查询的时延和移动性的问题。
附图说明
图1为本发明的标识分离映射网络中管理域的示意图;图2为本发明中归属域信息示意图;图3为映射服务器的连接示意图;图4为本发明具体实施例中移动终端接入时的通信流程图。
具体实施方式
下面结合附图,对优选实施例作详细说明。应该强调的是,下述说明仅仅是示例性的,而不是为了限制本发明的范围及其应用。步骤1:将网络划分成管理域。步骤2:在每个管理域中配置至少一个用于存储归属域信息的映射服务器。在本发明中,网络被划分为若干个管理域,每个管理域由若干个加入到该管理域中的归属域组成。归属域接入管理域的过程是,归属域管理者向接入标识配置管理中心提出分配接入标识的申请。接入标识配置管理中心向归属域管理者分配接入标识以及相应的验证码。归属域管理者将接入标识和验证码配置到其接入的管理域的映射服务器上。每台映射服务器都运行接入标识配置管理中心的安全机制,只有验证码合法的消息可以在网络中转发,否则将被映射服务器丢弃。在归属域接入管理域时,由接入标识配置管理中心分配给归属域的接入标识与归属域形成的映射关系即为归属域信息。每个管理域至少有一台映射服务器与其他管理域相连,并与邻居域的映射服务器建立会话关系,交互归属域信息;一个管理域内的各归属域之间不必采用本发明提出的方法,可以直接发送消息查询。相邻域中建立会话关系的映射服务器,互称为对等映射服务器,也即即对等服务器是与映射服务器所在的管理域相邻的管理域的映射服务器。相邻域中映射服务器会话建立成功后,可以将对等映射服务器添加到对等映射服务器列表中。映射服务器通过TCP/IP协议和对等映射服务器通信。对等映射服务器之间定时交换保活消息,以确定对等关系的存在。保活消息是一种定期发送的固定格式的消息,当映射服务器建立起对等的关系之后,通过定时互相发送保活消息来确定对等关系的存在。当映射服务器在一定时间之内没有接收到对等体的保活消息,则说明该对等体关系失效。将其在对等映射服务器列表中删除,以后不再向其转发更新消息。在本发明中,归属域信息包括接入标识、归属域字段、验证码和归属域。接入标识采用设定数值的归属域字段将其划分为连续的接入标识块。这是一种类似CIDR(无类别域间路由选择,Classlessxa0InterDomainxa0Routing)的归属域组织方式。归属域字段是一个数值,类似于IP地址的前缀,但是由于接入标识与IP地址的格式不一样,所以采用归属域字段即设定的数值将接入标识划分为连续的接入标识块,此处接入标识块对应于IP地址中的子网地址,用接入标识块来代表多个符合一定规则的接入标识。这样是为了接入标识能够聚合为接入标识块,以减少存储条目。步骤3:当所述映射服务器的归属域信息发生变化时,向所述映射服务器的对等映射服务器发送更新消息。接入管理域的归属域更新自身信息、或者断开与管理域的连接、或者有新的归属域接入管理域,都会导致管理域中的映射服务器上的归属域信息发生变化。当归属域信息发生变化时,映射服务器中会自动生成更新消息。生成的更新消息会由映射服务器发送到对等映射服务器。步骤4:所述对等映射服务器根据更新消息,更新自身存储的归属域信息。映射服务器之间采用递增机制进行信息传递。最初建立连接时,对等映射服务器之间交换自身全部的归属域信息,第一次信息交换完毕之后,每当自身的归属域信息发生变化(包括更新、添加和撤销),就向其对等映射服务器发送更新消息,转发发生变化的内容。更新消息包括始发属性、目的属性、管理域序列和发生变化的归属域信息;其中,所述始发属性由最先发送变化的归属域信息的映射服务器生成,并在更新消息发送过程中保持不变;所述目的属性标记一次转发更新消息的映射服务器,转发更新消息的映射服务器接收到该变化的归属域信息后,如果目的属性中包括该转发更新消息的映射服务器的对等服务器,则不再向对等服务器转发更新消息;管理域序列标记变化的归属域信息转发过程中经过的映射服务器,如果接收到该变化的归属域信息的映射服务器已经存在管理域序列中,则该映射服务器不再处理该变化的归属域信息。为保证信息最新,映射服务器之间的消息更新采用定时重传机制,经过一定时间后重传仍然有效的归属域信息,如果逾期没有重传某条消息,则将此消息视为无效,在存储表中删除,并不再向外转发。根据本发明,为减少网络中的消息,节约存储空间,接入标识采用一定数值的归属域字段将其划分为连续的接入标识块。如果在归属域字段指定的长度内接入标识相同,则可以将多个接入标识聚合为一个接入标识块,并将接入标识块与归属域的映射关系转发出去。对等服务器根据发生变化的归属域信息,更新自身存储的归属域信息具体是,归属域字段指定的长度内的接入标识进行最长匹配,如果归属域字段长度内的接入标识不同,则将该变化的归属域信息加入到归属域信息存储表中;如果接入标识相同,则检查归属域,如果归属域不同,则变更归属域信息中的归属域内容;如果归属域相同则对该变化的归属域信息不做处理。步骤5:向所述对等服务器的对等服务器转发更新消息,直至网络中的所有映射服务器收到所述更新消息并更新自身存储的归属域信息。为了更好地理解本发明,下面结合附图对本发明最进一步说明。图1为本发明的标识分离映射网络中管理域的示意图。图1中,10、20、30为三个管理域,13、21、31为映射服务器,11、12为管理域10下的两个归属域。如图1所示,在一定范围内将网络分为三个管理域10、20、30,其中管理域10还包括两个归属域11、12。每个管理域有至少一台映射服务器与外部管理域相连,进行消息的交互,管理域10的映射服务器为13,管理域20、30的映射服务器分别为21、31。映射服务器13、21、31之间建立连接,互为对等映射服务器,交互归属域信息,并保存全网包括管理域10、20、30的归属域信息。管理域10内的归属域11、12则不必与外管理域20、30建立连接。管理域10内的归属域11和12之间不必采取本发明的机制,可以采取互相查询的措施或者其他机制。本发明中为了减少存储条目利用一定数值的归属域字段将接入标识划分为若干个连续的接入标识块。归属域信息在映射服务器存储表中的存储格式为<接入标识,归属域字段,验证码,归属域>。对归属域信息的处理也根据接入标识块进行,具体实施例结合附图2进行说明。图2为本发明中归属域信息示意图。归属域A、B、C分别自成一个管理域,每个管理域至少有一台映射服务器与其他域相连。接入网A1、B、C分别为管理域A、B、C下的接入子网,接入网A2为新接入到管理域A的子网。接入标识AID_A、AID_B、AID_C,归属域字段FLD_A、FLD_B、FLD_C以及验证码SC_A、SC_B、SC_C是由接入标识配置管理中心分别分配给归属域A、B、C的。其中SC(Securityxa0Code)表示验证码,FLD(Field)表示归属域字段,归属域用HR(Homexa0Region)表示。起初,管理域A内只有接入子网A1接入。首先要在映射服务器IDMS_A、IDMS_B、IDMS_C上配置接入标识块、验证码和归属域,管理域A、B、C分别将接入标识AID_A1、AID_B、AID_C,归属域字段FLD_A1、FLD_B、FLD_C,验证码SC_A1、SC_B、SC_C和对应的归属域HR_A、HR_B、HR_C配置在各自的映射服务器上并添加到存储表中。在每台映射服务器上配置对等映射服务器后,B和A、C之间开始建立连接,建立连接之后,进行消息交互。在扩散归属域信息前,要使用接入标识配置管理中心的机制进行安全检查,只有接入标识与验证码合法的消息才能向外转发。通过一段时间的信息交互后,三台映射服务器分别保存三个管理域的归属域信息。当管理域A有接入子网A2接入,则要在映射服务器上配置添加到存储表中并加以转发。如果归属域字段范围内的接入标识相同,只是归属域字段不同,那么在存储表内将AID_A1和AID_A2聚合为AID_A3,并以A3,FLD_A3,SC_A,HR_A>的形式将此归属域消息转发出去。如果AID_A1和AID_A2不能聚合,则在存储表内添加一条新的存储条目。IDMS_B收到更新消息后,把接收到的消息与存储表条目进行对比。如果接入标识块能够聚合,而且归属域相同,则将其聚合为一条信息,如果不能聚合或者归属域不同,则添加一条新的归属域消息。IDMS_B再继续向IDMS_C扩散此更新消息,并逐层向外扩散。如果接入网A2离开管理域A,也需要在IDMS_A上进行配置,撤销此接入标识块。配置完成后,IDMS_A会向其对等映射服务器IDMS_B发送撤销消息,IDMS_B收到此撤销消息后,查找本身的存储表,如果有此接入标识的归属域信息则将此条消息删除,如果没有则对此消息不做处理。IDMS_B再继续向IDMS_C扩散此撤销消息,并逐层向外扩散。本发明中的映射服务器在进行更新消息转发时,除了更新消息除了包含归属域信息外,还要携带一些属性信息,以防止环路,减少网络中的消息数量。本发明提出了三种属性信息,始发属性、目的属性和管理域序列。始发属性由发起此归属域信息的映射服务器填写,并在转发过程中保持不变,映射服务器不向始发属性中的映射服务器重传。目的属性中填写此次消息发送的目的映射服务器,管理域序列保存此归属域信息经过的所有映射服务器,映射服务器收到消息处理完成后,在转发之前,检查目的属性和管理域序列,不向目的属性和管理域序列中已经存在的映射服务器转发。图3为映射服务器的连接示意图。图3中A、B、C、D、E、F分别代表六个不同管理域中的映射服务器,相连的线代表映射服务器之间建立了会话进行归属域信息的传递。图中分别画出了个映射服务器要发送的消息中的属性信息。IDMS_D将自己的配置信息扩散出去,发起此次的归属域信息。D将始发属性设置为自身D,目的属性为A,管理域序列为D。A接收到D发送的消息后,检查始发属性、目的属性和管理域序列,不再向D回传,并将目的属性设置为BC,管理域序列中添加A,然后向B和C发送。B和C接收之后,检查到目的属性中有B和C,因此之间不再互传,管理域序列中有A,因此也不再回传给A。B和C添加管理域序列后,分别向自己的对等映射服务器发送此归属域消息。这种属性信息机制有效减少了网络中的消息数量,防止了环路的产生。图4为本发明具体实施例中移动终端接入时的通信流程图。结合图2管理域的示意图,终端B1和B2的归属域为B’,现分别移动到归属域A’和C’下,归属域A’、B’、C’分属不同的管理域A、B、C。终端B1和B2的通信步骤如下:首先,管理域A、B、C中的映射服务器IDMS_A、IDMS_B、IDMS_C都要运行映射查询程序以及本发明中的映射信息机制。当终端B1和B2接入到新的ASR后,ASR_A和ASR_C分别给终端B1和B2分配新的身份与位置映射关系,并分别向当前域的映射服务器IDMS_A和IDMS_C进行汇报。IDMS_A和IDMS_C收到映射汇报消息后,向归属域IDMS_B汇报。根据已有的发明专利(申请号200710122012.1)的记载,当终端接入到域A时,首先会向IDMS_A发送查询请求,查询身份与位置的映射关系,如果存在则直接进行身份信息与位置信息的替换,进行正常的通信过程;如果不存在此终端的映射关系则通过查询接入标识与归属域的映射关系,获得该终端的归属域,并向此归属域发起查询,获得终端的身份与位置映射关系,因为不管终端是不是移动的,在归属域上都会保存它的身份与位置映射关系。根据上述原理,当终端B1向B2发起通信时,将数据包发送到ASR_A上,ASR_A需要将身份信息替换为位置信息,向IDMS_A查询身份与位置的映射关系。IDMS_A查询接入标识与归属域的映射信息,发现其归属域为IDMS_B,于是向IDMS_B发送查询请求消息。如果终端B2为移动性终端(移动性较强),则归属域不会保存映射关系,只保存当前域地址,于是IDMS_B向IDMS_C发送查询消息,IDMS_C将终端B2的身份与位置映射对发送给IDMS_B,然后返回给IDMS_A,IDMS_A将结果返回给ASR_A;如果终端为固定性终端,即移动性不强,只是移动到了外域,那么归属域IDMS_B会保存其映射关系,直接将映射关系返回给IDMS_A,然后返回给ASR_A。ASR_A接收到映射消息后,将身份信息映射为位置信息后将数据包转发出去,通过路由到达对端ASR_C。当通信源端向对端的映射服务器查询映射关系时,会将自身的映射关系汇报给对端映射服务器,这样通信对端将位置信息映射为身份信息时就不必再向源端归属域发起查询,以减少通信时延。当通信一方没有移出归属域,那么查询时只需要直接向归属域查询,不再牵扯当前管理域。以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。