[發(fā)明專利]站點的通信方法、RTR及隧道路由器

有效

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• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN103457850B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 成黎;駱文;孫默
• 申請（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04L12/721
• 分類號: H04L12/721;H04W40/02
• 代理公司: 北京安信方達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11262
• 代理人: 李健,龍洪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及移動通訊領(lǐng)域和互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，尤其涉及一種站點的通信方法、重封裝隧道路由器(RTR)及隧道路由器。

背景技術(shù)

為了解決路由表規(guī)模不斷擴大的問題，更好地滿足用戶對移動性支持、多歸屬網(wǎng)絡(luò)部署及流量工程部署等技術(shù)的需求，身份和位置分離的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計成為業(yè)界關(guān)注的熱點。

位置與身份分離協(xié)議(Locator/ID Separation Protocol，LISP)技術(shù)就是一種較為流行的基于主機身份標識與主機位置標識分離的解決方案，如圖1所示，為LISP網(wǎng)絡(luò)的基本邏輯架構(gòu)，其實現(xiàn)方式如下：

站點網(wǎng)絡(luò)(通常指用戶網(wǎng)絡(luò))與傳輸網(wǎng)絡(luò)(通常指運營商網(wǎng)絡(luò))分離，地址空間被劃分為端點身份標識(Endpoint Identifier，EID，表示站點網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的地址)地址空間與路由位置標識(Routing Locator，RLOC，表示邊界路由器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的可達性)地址空間。網(wǎng)絡(luò)中的站點網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的路由信息，即EID地址信息，不發(fā)布到傳輸網(wǎng)絡(luò)中，兩個站點網(wǎng)絡(luò)通過入口隧道路由器(Ingress Tunnel Router，ITR)和出口隧道路由器(Egress Tunnel Router，ETR)之間建立穿越傳輸網(wǎng)絡(luò)的隧道進行連接。站點網(wǎng)絡(luò)通過一個單獨的映射系統(tǒng)來實現(xiàn)EID到RLOC的映射信息的維護。

如圖1所示，LISP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中包括數(shù)據(jù)平面和映射平面。

數(shù)據(jù)平面實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)和傳輸。如圖1所示，LISP站點中生成數(shù)據(jù)包的源節(jié)點將數(shù)據(jù)包發(fā)送至所在站點的入口隧道路由器ITR。ITR根據(jù)緩存的或通過映射平面查找獲取的目的節(jié)點EID地址到目的節(jié)點所在站點ETR的RLOC地址間的映射關(guān)系，對數(shù)據(jù)包進行LISP封裝，然后將封裝的數(shù)據(jù)包發(fā)送至目的站點的ETR。ETR去除數(shù)據(jù)包的外層LISP封裝后，根據(jù)數(shù)據(jù)包目的EID地址將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給站點內(nèi)的目的節(jié)點。

映射平面可幫助ITR查找到目的節(jié)點對應的站點ETR，獲取映射信息。如圖1所示，ETR將站點內(nèi)EID到RLOC的映射信息注冊到映射服務器(Mapping Server，MS)。當LISP站點中的ITR需查找目的節(jié)點映射信息時，通過映射平面將映射請求報文轉(zhuǎn)發(fā)至MS，從而進一步查找到對應的目的站點ETR。ITR緩存MS或目的站點ETR響應的映射信息后，執(zhí)行數(shù)據(jù)包的封裝轉(zhuǎn)發(fā)。

若LISP站點部署在私網(wǎng)中，位于網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)設(shè)備后時，將該站點稱為NAT后站點。按照LISP映射注冊的基本流程，NAT后站點的ETR會將獲取到的私有RLOC地址注冊到MS上，由于該RLOC地址為私有地址，外部節(jié)點無法與該站點內(nèi)的節(jié)點進行通信。為解決穿過NAT設(shè)備進行通信的問題，LISP機制中引入了重封裝隧道路由器(Re-encapsulating Tunnel Router，RTR)，如圖2所示。

控制面角度，RTR接收NAT后站點ETR發(fā)送的封裝映射注冊報文，緩存注冊報文中的相關(guān)信息，再將映射注冊報文重封裝后發(fā)送到MS。當通信對端節(jié)點查找NAT后站點內(nèi)節(jié)點的映射信息時，MS或站點ETR向通信對端響應RTR的RLOC地址。

數(shù)據(jù)面角度，RTR作為NAT后站點與外部對端通信的中繼設(shè)備。當外部對端向NAT后站點中的節(jié)點發(fā)送報文時，外部對端通過映射查找獲取到指向RTR的RLOC地址，RTR接收數(shù)據(jù)包，對數(shù)據(jù)包解封裝后，根據(jù)保存的NAT后站點相關(guān)信息，執(zhí)行數(shù)據(jù)包封裝轉(zhuǎn)發(fā)；當NAT后站點向外發(fā)送報文時，NAT后站點ITR不再進行對端映射信息查找，而是直接將報文封裝發(fā)送給RTR設(shè)備，由RTR查找對端映射信息，再次進行數(shù)據(jù)包封裝轉(zhuǎn)發(fā)。

基于RTR設(shè)備的中繼封裝轉(zhuǎn)發(fā)，可以良好地解決NAT后站點與外部公網(wǎng)互通的問題，但在一些特殊場景中這種轉(zhuǎn)發(fā)流程可能會造成不必要的路由迂回問題。

如圖3所示，站點(Site)1與Site2位于同一個NAT設(shè)備后，且兩個站點通過同一個RTR設(shè)備注冊。基于現(xiàn)有技術(shù)，Site1中源節(jié)點在向Site2中目的節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)包時，Site1的ITR需要先將數(shù)據(jù)包封裝發(fā)送給RTR，數(shù)據(jù)包穿過NAT設(shè)備到達RTR后，RTR根據(jù)自身存儲Site2站點的相關(guān)信息，對數(shù)據(jù)包進行重封裝，再將封裝后的數(shù)據(jù)包穿過NAT發(fā)送給Site2中的ETR。由于該機制下，ITR不執(zhí)行映射信息查找，無法獲知Site2中ETR的RLOC信息，故而無法直接將數(shù)據(jù)包封裝發(fā)送或通過NAT設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)給ETR，從而造成路由迂回。