一种基于lisp技术的移动ip分组的传输方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及数据通信领域，更具体地涉及一种基于LISP技术的移动IP分组的传输 方法。
【背景技术】
[0002] 随着互联网的飞速发展，路由系统在可扩展性、移动性、多宿主和流量工程等方面 存在很多问题。为解决这些问题，思科公司在IETF标准组织中提出了位置与标识分离协议 LISP(locator identity separation protocol)，该协议是目前Internet Engineering Task Force (IETF)标准组织制定的下一代Internet的关键协议。它的核心思想是:将主机 的位置与标识进行分离，增强网络的可扩展性。
[0003] 为了实现这个核心思想，LISP引入了2个名字空间：Endpoint Identifiers(EID) 和Routing Locators(RLOC)。其中，端点标识EID表示设备自身的身份信息，无法进行全局 路由，仅仅可以在本地网络内路由（如客户网络）；路由定位RL0C是全局地址，可以全局路由 并进行前缀聚合，主要用于全局网络路由。LISP为一个站点的主机或路由器分配一个固定 的EID，并基于EID建立会话连接;报文使用RL0C进行转发，当站点改变或主机移动时，RL0C 可以动态变化。EID和RL0C可以运用IPv4地址和IPv6地址实现，报文的封装由两层IP头部构 成，内层IP头部由源EID和目的EID构成，负责表示会话连接，外层IP头由源RL0C和目的RL0C 构成。
[0004] LISP不需要改变主机和核心路由设施，采用映射/封装和隧道的方式由网络边缘 路由器Ingress Tunnel Router(ITR)和Egress tunnel router(ETR)来完成目的EID和目 的RL0C的关联。当入口隧道路由器ITR收到一个IP报文(仅含有一个IP头部)时，该ITR将此 报文中的目的IP地址作为目的主机或目的站点的EID，并用此目的EID查询ITR中的"EID to RL0C"缓存表，然后构造外层IP头部，外层IP头部包含源RL0C(ITR的RL0C)和目的RL0C(由目 的EID查到的RL0C)。封装后的LISP报文随后在核心网内依据目的RL0C路由至ETR，该ETR发 现此LISP报文中的目的RL0C与自身的RL0C相同，它剥离LISP报文的外层IP头，然后依据内 层IP头中的目的ETR将该报文发送到目的主机(或目的站点）。
[0005] 移动性管理是互联网关注的一项重要技术，目前基于LISP技术的移动IP协议已经 在《draf t-meyer-1 i sp-mn》草案中被讨论。该协议与传统的LI SP协议最大的不同是采用3层 IP头封装来支持LISP域内的移动通信。如图1所示，移动节点MN a和MN b的EID分别为E1和 E2,当丽b进入LISP域2时，MN b获取转交地址C2(该地址可以由MN b的接入路由器（如基 站）的地址前缀获得），MN b将获取的转交地址C2当成LISP域2的本地路由定位Local Locator(LLOC)，值得注意的是LL0C C2和该域内的ETR的RL0C(全局地址N2)的绑定都已经 在映射服务器(Map Sever)中预先注册，MN b进入LISP域2后，需要将自身的EID(即E2地址） 进一步向Map Sever注册，将它与〈LLQC:. RLOC: N2〉进一步绑定。同样，MN a在进入 LISP域1时，它也将获取LL0C C1 (转交地址Cl)，LL0C C1与LISP域1内的ETR的RL0C(全局地 址N1)的绑定都已经预先记录在Map Sever(Map Sever可以以分布式的方式实现）中，MN a 同样需要将它的EID(即El地址)在Map Sever中注册，与〈LLOC: Cl^ RLOC: 进一步绑 定。
[0006] 丽a在LISP域1内完成注册后，当有数据报文需要发往MN b时，它将数据报文首先 发往LISP域1内默认的ITR，该ITR收到该IP报文(仅含有一个IP头）后，然后利用MN b的EID 2(即：该IP报头中的目的IP地址E2)查找自身缓存中保存的EID与〈LL0CV-RL0C>的绑定 表(EID-to-RLOC&LLOC Cache)。如果存在，ITR就利用相应的绑定条目的信息对该IP分组进 行封装，否则，该ITR将向Map Sever发送映射请求消息（该消息包含EID :E2信息），Map Sever利用该消息中的E2进行查询获得〈EID:E2hLLOC:C2hRLOC:N2〉绑定，并将该绑定 回应给LISP域1中的ITR。该ITR首先利用〈RL0C :N1-LL0C:C2〉构造"中层IP头"来封装所述 接收到的IP报文(从MN a发送来的IP报文），然后再利用〈RL0C:N1-RL0C:N2〉构造"外层IP 头"来封装该报文。随后拥有三层IP头的IP分组依据RL0C:N2地址路由到LISP域2中的ETR (该 ETR 的 RL0C 是 N2)。
[0007] 该ETR收到该分组后，发现外层IP头中的目的IP地址N2是自身的一个RL0C，该ETR 剥去外层IP头，依据中层IP头的目的IP地址LL0C:C2将该分组路由到MN b在LISP域2中的接 入路由器(也可能是基站），该路由器剥去中层IP头，然后将该IP分组发送到MN b当中。MN b 向MN a的通信与上述过程类似。
[0008] 上述方案中存在封装负荷过大以及移动节点在LISP域内切换时需要不必要的注 册更新。存在如下技术问题：
[0009] 1)技术问题1
[0010] IETF的工作组草案《draft-meyer-lisp-mn》中提到的基于LISP的移动IP方案需要 对IP分组进行两次封装来支持移动节点在LISP域内的移动。这种封装方式带来的第一个负 面影响是增加了网络的传输负荷，降低了网络的吞吐量。另外，两次封装会带来最大传输单 元MTU(maximum transfer units)问题，引起分组的多次分块问题，降低网络性能。
[0011] 2)技术问题2
[0012] ffiTF的工作组草案《draf t-meyer-1 i spin》中提到的基于LISP的移动IP方案。该 方案会造成不必要的注册更新。
[0013] 如图2所示，移动节点MN a和MN b的EID分别为E1和E2,当MN b进入LISP域2时，MN b获取转交地址C2(该地址可以由MN b的接入路由器(如基站）的地址前缀获得），MN b将获 取的转交地址C2当成LISP域2的本地路由定位Local Locator(LLOC)，值得注意的是LL0C C2(包括LL0C C3)和该域内的ETR的RL0C(全局地址N2)的绑定都已经在映射服务器(Map Sever)中预先注册，MN b进入LISP域2后，需要将自身的EID(即E2地址)进一步向Map Sever 注册，将它与<LLOC: C2<- RLX)C: N2〉进一步绑定。同样，丽a在进入LISP域1时，它也将获 取LL0C C1(转交地址C1)，LL0C C1与LISP域1内的ETR的RL0C(全局地址N1)的绑定都已经预 先记录在Map Sever(Map Sever可以以分布式的方式实现）中，MN a同样需要将它的EID(即 E1地址)在Map Sever中注册，与CLLOG Cl〇 RLOC: Nl>进一步绑定。
[0014]下面考虑移动节点MN a向移动节点MN b发送数据时的情况，在LISP域1内，ITR需要将 MN a发送来的分组封装两次，即:外层IP头和中间IP头。外层IP头的目的RL0C:N2能够帮助所述 IP分组到达LISP±或2的ETR，中层IP头的目的LL0C:C2能够使得该IP分组在LISP域2内被发送到MN b的。如图2所示，当LI SP域2内节点MN b移动新的接入路由器时，它将获得新的转交地址LLOC: 〇3。丽b需要将自身的EID(即E2地址)进一步向Map Sever注册，将它与〈LLOC: C3gRLOC: N2> 进一步绑定，同时清除原先的绑定(EID: E2-LL0C C2-RL0C: N2〉，另外，MAP Sever还要通 知LISP域1内的ITR清除缓存中保存的t:2-HLUX