一种实现身份位置分离网络的设备及方法 |
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| 申请号 | CN201110361760.1 | 申请日 | 2011-11-15 | 公开(公告)号 | CN103108056A | 公开(公告)日 | 2013-05-15 |
| 申请人 | 中兴通讯股份有限公司; | 发明人 | 沈炯; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种基于IPv6的身份 位置 分离网络的系统及实现方法，该方法包括：将为终端分配的网络前缀作为终端IPv6地址的一部分，将为终端分配的用户的身份标识AID也作为所述IPv6地址的一部分。采用本发明的技术方案，可以解决基于网络实现的身份位置分离网络，由于建立隧道及去除隧道所带来的额外开销。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种实现身份位置分离网络的方法，包括： |
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| 说明书全文 | 一种实现身份位置分离网络的设备及方法技术领域[0001] 本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种基于IPv6的身份位置分离网络。 背景技术[0002] 业界目前提出了多种新的移动管理技术，其本质思想是用户身份和位置分离技术。现有技术中已有有关身份标识和位置分离(Subscriber Identifier&Locator Separation Network，SILSN)的解决方案，如基于主机的实现如主机标识协议(HIP)技术，以及基于网络的实现如位置身份分离协议(LISP)技术，每种实现中又有相关的多种技术进行支持，这些方案中终端用户的身份标识(文中表示为AID)在移动过程中不改变，根据终端的位置另行分配位置标识(文中表示为RID)来实现数据报文的路由和转发。 [0003] 图1示出了一种身份标识和位置分离(SILSN)的网络架构，使用基于网络的实现。该SILSN架构的网络拓扑划分为拓扑关系上没有重叠的接入网和骨干网，接入网位于骨干网的边缘，负责所有终端的接入，骨干网负责接入的终端间数据报文的路由和转发。该网络中，AID作为终端的用户身份标识，在终端移动过程中始终保持不变；RID是网络为终端分配的位置标识，在骨干网使用。应说明的是，不同的SILSN架构可以有不同的名称，但实质是一样的。 [0004] SILSN架构中，终端可以是移动终端、固定终端和游牧终端中的一种或多种，如手机、固定电话、电脑和服务器等等。 [0005] SILSN架构中，接入网用于为终端提供二层(物理层和链路层)接入手段，维护终端与接入服务路由器(ASR)之间的物理接入链路。 [0006] SILSN架构中，骨干网的主要网元包括： [0007] 接入服务路由器(Access Service Router，ASR)是骨干网的边缘路由器，用于为终端分配RID，维护终端的AID-RID映射信息，到身份位置寄存器(Identity Location Register，ILR)登记注册和查询终端的AID-RID绑定关系，以及实现数据报文的路由和转发等。终端须经过ASR接入骨干网。ASR为终端分配的RID包含该ASR的地址信息，或者说指向本ASR。ASR在收到终端发出的数据报文后，使用RID及对端的RID对终端的数据报文进行隧道封装发往对端；在收到发往终端的数据报文时，去除RID隧道封装，将数据报文发往终端。 [0008] 通用路由器(Common Router，CR)，骨干网的核心路由器，用于根据数据报文中的RID进行选路，转发以RID为目的地址的数据报文。 [0009] ILR用于保存和维护归属用户终端的身份标识和位置标识映射信息，文中也写为AID-RID映射信息，处理对终端位置的注册、去注册和查询； [0010] 可选地，骨干网还可以包括： [0012] 可以看出，ASR为了实现报文的正常转发，需要在终端接入时为该终端分配RID，并需要到ILR注册该用户的AID与RID的绑定，以更新ILR中的该终端的绑定的RID。在一个示例中，ASR为每个终端维护该终端的对端信息(也可称为终端与通信对端的连接信息，或终端与通信对端的通信关系信息)，其中包含该终端AID及其通信对端AID的对应关系信息，还可以包括该终端的AID-RID映射信息。 [0013] 身份位置分离网络一般设计使用IP地址作为身份标识，以对应用程序和终端设备的透明支持，即应用程序套接字连接的还是IP地址，而不必改动。其实，这个IP地址的含义已不是普通意义上的可路由的IP地址。 [0014] 身份位置分离网络可解决IP地址二义性带来的一系列问题，但存在需要接入服务路由器ASR额外使用RID进行隧道封装及解封装，隧道封装会增加骨干网的开销。 发明内容[0015] 一种基于IPv6的身份位置分离网络的系统及实现方法，以解决基于网络实现的身份位置分离网络，由于建立隧道及去除隧道所带来的额外开销。 [0016] 本发明提供一种实现身份位置分离网络的方法，包括： [0017] 将为终端分配的网络前缀作为终端IPv6地址的一部分，将为终端分配的用户的身份标识AID也作为所述IPv6地址的一部分。 [0018] 进一步地，所述AID为所述IPv6地址的后64位中的部分或是全部。 [0019] 进一步地，当所述终端为可进行ASR切换的终端时，所述网络前缀为固定前缀； [0020] 当所述终端为不可进行ASR切换的终端时，所述网络前缀为固定前缀或者为ASR分配的RID。 [0021] 进一步地，当为源终端分配的IPv6地址为终端的RID加终端的AID时，所述源终端发送数据包时的源IPv6地址为RID加终端的AID，所述源终端所在的ASR收到终端发送的数据包后直接转发数据包至ISR或目的终端所在ASR； [0022] 所述源终端所在的ASR收到返回至所述源终端的数据包后，直接转发数据包至所述源终端。 [0023] 进一步地，当为源终端分配的IPv6地址为固定前缀加终端的AID时，所述源终端发送数据包时的源IPv6地址为固定前缀加终端的AID，所述源终端所在的ASR收到终端发送的数据包后将源IPv6地址中的固定前缀替换为RID后转发数据包至ISR或目的终端所在ASR； [0024] 所述源终端所在的ASR收到返回至所述源终端的数据包后，将IPv6地址中的RID替换为固定前缀后转发数据包至所述源终端。 [0025] 进一步地，当发送数据包的源终端为不可进行ASR切换的终端时，ISR收到所述源终端所在ASR转发的发往应用服务器的数据包时，若ASR为源终端分配的RID可在身份位置分离网络外路由，则所述ISR直接将数据包转发至应用服务器，或将所述RID替换为可在身份位置分离网络外路由的网络前缀后转发至应用服务器。 [0026] 进一步地，当发送数据包的源终端为不可进行ASR切换的终端时，若ASR为源终端分配的RID不可在身份位置分离网络外路由，ISR收到所述源终端所在ASR转发的发往应用服务器的数据包后，将所述RID替换为可在身份位置分离网络外路由的网络前缀后转发至应用服务器。 [0027] 进一步地，当发送数据包的源终端为可进行ASR切换的终端时，ISR收到所述源终端所在ASR转发的发往应用服务器的数据包时，无论ASR为源终端分配的RID是否可在身份位置分离网络外路由，所述ISR均将所述RID替换为可路由的网络前缀后转发至应用服务器。 [0028] 进一步地，所述固定前缀作为IPv6地址的前64位。 [0029] 本发明还提供一种实现身份位置分离网络的网络侧设备； [0030] 所述网络侧设备用于当终端注册时，为终端分配网络前缀以及用户的身份标识AID；还用于将所述网络前缀作为分配给终端的IPv6地址一部分，将所述AID也作为分配给终端的IPv6地址一部分。 [0031] 进一步地，所述网络侧设备包括ASR及ILR； [0032] 所述ASR用于当终端注册时从ILR处获得终端的身份标识AID； [0033] 所述AID为所述IPv6地址的后64位中的部分或是全部。 [0034] 进一步地，所述ASR还用于为终端分配RID； [0035] 当所述终端为可切换ASR的终端时，所述IPv6地址中的网络前缀为固定前缀； [0036] 当所述终端为不可切换ASR的终端时，所述网络前缀为固定前缀或者为ASR分配的RID。 [0037] 进一步地，所述网络侧设备还包括ISR； [0038] 当为源终端分配的IPv6地址为终端的RID加终端的AID时，所述源终端所在的ASR还用于直接转发数据包至ISR或目的终端所在ASR； [0039] 所述源终端所在的ASR还用于收到返回至所述源终端的数据包后，直接转发数据包至所述源终端。 [0040] 进一步地，所述网络侧设备还包括ISR； [0041] 当为源终端分配的IPv6地址为固定前缀加终端的AID时，所述源终端所在的ASR接收的源终端发送的数据包的源IPv6地址为固定前缀加终端的AID，所述源终端所在的ASR还用于收到终端发送的数据包后将源IPv6地址中的固定前缀替换为RID后转发数据包至ISR或目的终端所在ASR； [0042] 所述源终端所在的ASR还用于收到返回至所述源终端的数据包后，将IPv6地址中的RID替换为固定前缀后转发数据包至所述源终端。 [0043] 进一步地，所述网络侧设备还包括ISR； [0044] 当发送数据包的源终端为不可进行ASR切换的终端时，所述ISR收到所述源终端所在ASR转发的发往应用服务器的数据包时，若ASR为源终端分配的RID可在身份位置分离网络外路由，则所述ISR直接将数据包转发至应用服务器或将所述RID替换为可在身份位置分离网络外路由的网络前缀后转发至应用服务器。 [0045] 进一步地，所述网络侧设备还包括ISR； [0046] 当发送数据包的源终端不可进行ASR切换的终端时，若ASR为源终端分配的RID不可在身份位置分离网络外路由，所述ISR还用于将接收到的数据包中的RID替换为可在身份位置分离网络外路由的网络前缀后转发至应用服务器。 [0047] 进一步地，当发送数据包的源终端进行ASR切换时，ISR还用于收到所述源终端所在ASR转发的发往应用服务器的数据包时，无论ASR为源终端分配的RID是否可在身份位置分离网络外路由，均将所述RID替换为可路由的网络前缀后转发至应用服务器。 [0048] 进一步地，所述固定前缀为IPv6地址的前64位。 [0050] 图1为现有SILSN网络架构的示意图； [0051] 图2为本发明给终端分配的IPv6地址示意图； [0052] 图3是本发明数据经过ASR在骨干网传输的IPv6地址示意图； [0053] 图4是本发明数据经过ISR发往传统互联网的IPv6地址示意图； [0054] 图5是本发明数据包在网络中传递的示意图。 [0055] 图6是本发明身份位置分离网络终端注册网络的实施例。 [0056] 图7是本发明身份位置分离网络终端数据发往传统互联网服务器的实施例。 [0057] 图8是本发明身份位置分离网络内的终端互相通讯的实施例。 [0058] 图9是本发明身份位置分离网络内的终端切换ASR后数据流示意图。 [0059] 图10是本发明身份位置分离网络内的终端切换ASR后业务不中断实施例。 具体实施方式[0060] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。 [0061] IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写。IPv6是IETF(互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force)设计的用于替代现行版本IP协议(IPv4)的下一代IP协议。目前IP协议的版本号是4(简称为IPv4)，它的下一个版本就是IPv6。 [0062] 全局IPv6单播地址由两个逻辑部分组成：一个64位的网络前缀和一个64位的接口ID。由前64位的网络前缀寻址到主机所在局域网络。 [0063] IPv6 有 两 种 地 址 配 置 方 式：无 状 态 地 址 配 置 (Stateless AddressAutoconfiguration) 和 有 状 态 地 址 配 置 (Stateful Address Autoconfiguration)。 [0064] 在有状态地址自动配置的方式下，主要采用动态主机配置协议(DHCP)，网络接口通过客户机/服务器模式从DHCP服务器处得到地址配置信息。在无状态地址自动配置方式下，网络接口接收路由器宣告的全局地址前缀，再结合接口ID得到一个可聚集全局单播地址。 [0065] 本发明提供了一种基于IPv6的身份位置分离网络的实现设备及方法，将为终端分配的网络前缀作为终端IPv6地址的一部分，将为终端分配的用户的身份标识AID也作为所述IPv6地址的一部分。 [0066] 设备实施例 [0067] 本实施例一种实现身份位置分离网络的网络侧设备，该网络侧设备用于当终端注册时，为终端分配网络前缀以及用户的身份标识AID；还用于将所述网络前缀作为分配给终端的IPv6地址一部分，将AID也作为分配给终端的IPv6地址一部分。 [0068] 该网络侧设备包括ASR及ILR； [0069] ASR用于当终端注册时从ILR处获得终端的身份标识AID；AID为IPv6地址的后64位中的部分或是全部说 [0070] 进一步地，ASR还用于为终端分配RID； [0071] 当终端为可切换ASR的终端时，IPv6地址中的网络前缀为固定前缀； [0072] 当终端为不可切换ASR的终端时，所述网络前缀为固定前缀或者为ASR分配的RID。 [0073] 进一步地，网络侧设备还包括ISR； [0074] 当为源终端分配的IPv6地址为终端的RID加终端的AID时，所述源终端所在的ASR还用于直接转发数据包至ISR或目的终端所在ASR； [0075] 所述源终端所在的ASR还用于收到返回至所述源终端的数据包后，直接转发数据包至所述源终端。 [0076] 进一步地，当为源终端分配的IPv6地址为固定前缀加终端的AID时，所述源终端所在的ASR接收的源终端发送的数据包的源IPv6地址为固定前缀加终端的AID，所述源终端所在的ASR还用于收到终端发送的数据包后将源IPv6地址中的固定前缀替换为RID后转发数据包至ISR或目的终端所在ASR； [0077] 所述源终端所在的ASR还用于收到返回至所述源终端的数据包后，将IPv6地址中的RID替换为固定前缀后转发数据包至所述源终端。 [0078] 进一步地，当发送数据包的源终端不可进行ASR切换的终端时，所述ISR收到所述源终端所在ASR转发的发往应用服务器的数据包时，若ASR为源终端分配的RID可在身份位置分离网络外路由，则所述ISR直接将数据包转发至应用服务器或将所述RID替换为可在身份位置分离网络外路由的网络前缀后转发至应用服务器； [0079] 若ASR为源终端分配的RID不可在身份位置分离网络外路由，所述ISR还用于将所述RID替换为可在身份位置分离网络外路由的网络前缀后转发至应用服务器。 [0080] 进一步地，当发送数据包的源终端进行ASR切换时，ISR还用于收到所述源终端所在ASR转发的发往应用服务器的数据包时，无论ASR为源终端分配的RID是否可在身份位置分离网络外路由，均将所述RID替换为可路由的网络前缀后转发至应用服务器。 [0081] 进一步地，所述固定前缀为IPv6地址的前64位。 [0082] 方法实施例 [0083] 下文以实施例的方式说明在身份位置分离网络SILSN中的实现。需要说明的是，本发明的流程也可广泛适用于其它身份位置分离架构。 [0084] 实施例一 [0085] 本实施例基于图1描述的SILSN身份位置分离网络架构，在图6示出了一种终端注册SILSN网络的流程，该过程包括： [0086] 步骤601、终端的注册信令被发送到ASR； [0087] 步骤602、ASR根据终端的IMSI查询ILR，获取终端的64位AID； [0088] 步骤603、ILR向ASR返回用户的AID； [0089] 步骤604、ASR给用户分配其自身的可路由网络前缀(RID)； [0090] 步骤605、ASR向ILR注册用户AID、RID的绑定； [0091] 步骤606、ILR返回AID与RID的绑定结果给ASR； [0092] 步骤607、ASR返回终端用户PDP上下文及128位IPv6地址，将为终端分配的网络前缀作为终端IPv6地址的一部分，将为终端分配的用户的身份标识AID也作为所述IPv6地址的一部分； [0093] 当终端为可进行ASR切换时，前64位网络前缀为一个固定的前缀，AID为IPv6地址的后64位中的部分或是全部，如图2所示；当终端为不可进行ASR切换时，前64位网络前缀可以为ASR分配的RID，也可以为一固定前缀，AID为IPv6地址的后64位中的部分或是全部； [0094] 进一步地，在步骤602中，可同时携带RID信息，用于ILR注册AID、RID的绑定，则步骤605，步骤606可省略。 [0095] 实施例二 [0096] 本实施例基于图1描述的SILSN身份位置分离网络架构，如图5所示为终端发送的数据流的流向示意图，在图7示出了一种终端发往传统互联网的数据报文的处理流程： [0097] 步骤701、终端向ASR发送数据报文，源IPv6地址为ASR为其分配的IPv6地址，目的IPv6地址为传统互联网中服务器的IPv6地址； [0098] 当终端不可进行ASR切换时，ASR为其分配的IPv6地址为RID加终端的AID，IPv6地址也可以是64位固定前缀加终端的AID； [0099] 当终端可进行ASR切换时，ASR为其分配的IPv6地址为64位固定前缀加终端的AID。 [0100] 步骤702、若IPv6地址为RID加终端的AID，则源ASR直接将数据包转发至ISR； [0101] 若IPv6地址为64位固定前缀加终端的AID，则源ASR将数据报文的源IPv6地址中的前64位固定前缀替换成RID，如图3所示，然后转发该数据包； [0102] 步骤703、数据包路由到ISR； [0103] 步骤704、若RID为在传统互联网中不可路由的网络前缀，则ISR将数据包中源IPv6地址中的RID替换成其不变的在传统互联网中可路由的网络前缀，如图4所示； [0104] 若终端为不可进行ASR切换的终端，且RID为在传统互联网中可路由的网络前缀时，则ISR可以不进行替换网络前缀的替换(当然也可以将RID替换在传统互联网中可路由的网络前缀)； [0105] 步骤705、ISR将数据包发往目的服务器，源IPv6地址为ISR可路由网络前缀加64位AID，或RID加64位AID(RID可路由时)，目的IPv6地址为目的服务器IPv6地址； [0106] 步骤706、目的服务器向终端返回数据包，源IPv6地址为服务器IPv6地址，目的IPv6地址为ISR可路由网络前缀加终端的AID，或目的IPv6地址为RID加64位AID(RID可路由时)；目的服务器将该数据包返回至ISR； [0107] 步骤707、若目的IPv6地址是RID加64位AID，则ISR不进行网络前缀的替换； [0108] 若目的IPv6地址是ISR可路由网络前缀加终端的AID，则ISR根据目的IPv6地址的AID查询映射服务器ILR，获取当前终端AID对应的RID，用RID替换目的IPv6地址的ISR可路由网络前缀； [0109] 步骤708、ISR转发数据包至ASR； [0110] 步骤709、数据路由至终端所在ASR，若为该终端分配的IPv6地址是RID加终端的AID，即ASR在步骤702中接收的数据包的源IPv6地址是RID加终端的AID时，ASR不需要进行网络前缀的切换； [0111] 若为该终端分配的IPv6地址是固定前缀加终端的AID，即ASR在步骤702中接收的数据包的源IPv6地址是，固定前缀加终端的AID时，ASR根据目的IPv6地址中的终端AID，将目的IPv6地址的RID(即前64位网络前缀)替换成终端IPv6地址的固定前缀。 [0112] 步骤710、ASR将数据包转发至终端。 [0113] ASR不替换前缀的情况只有终端移动也不切换ASR，即ASR是锚点。这时，ASR可将自己的RID做为网络前缀与AID一起构成IPv6地址发送给终端。因为终端不切换ASR，所以该IPv6地址不会变，可以保证业务连续性。如果该RID是全球可路由地址，则ISR不用替换该RID为可路由前缀，与部署有关。 [0114] 实施例三 [0115] 本实施例基于图1描述的SILSN身份位置分离网络架构，如图5所示为终端发送的数据流的流向示意图，在图8示出了一种终端发往另一个终端的数据报文的处理流程： [0116] 步骤801、源终端向ASR发送数据报文，源IPv6地址为ASR为其分配的IPv6地址，目的IPv6地址为目的终端的IPv6地址； [0117] 本实施例中，设为源终端及目的终端分配的IPv6地址均为固定前缀加终端的终端的AID； [0118] 步骤802、源ASR根据目的IPv6地址的后64位(即AID)向ILR查询并获取目的终端的RID； [0119] 步骤803、ILR将目的终端的RID发给源ASR； [0120] 步骤804、源ASR将源IPv6地址中的前64位固定前缀替换成源终端的RID，将目的IPv6地址中的64位固定前缀替换成目的终端的RID。 [0121] 步骤805、源ASR转发数据，数据包被路由至目的ASR； [0122] 步骤806、目的ASR将源IPv6地址中的源终端的RID替换为源终端的固定前缀，将目的IPv6地址中的目的终端的RID替换为目的终端的固定前缀；源终端的固定前缀与目的终端的固定前缀可以相同也可以不同。 [0123] 步骤807、目的ASR根据目的IPv6地址的后64位AID将数据报文发往目的终端； [0124] 步骤808、目的终端返回应答数据包，源IPv6地址为64位固定前缀加目的终端的AID，目的IPv6地址为64位固定前缀加源终端的AID； [0125] 步骤809、目的ASR根据目的IPv6地址后64位源终端的AID，将目的IPv6地址的前64位固定前缀替换成源终端的RID，将源IPv6地址的前64位固定前缀替换成目的终端的RID； [0126] 步骤810，数据包路由至源ASR； [0127] 步骤811，源ASR将源IPv6地址中的RID替换为源终端的固定前缀，将目的IPv6地址的RID替换为目的终端的位固定前缀； [0128] 步骤812，源ASR根据目的IPv6地址中的源终端的AID，将数据包转发给源终端。 [0129] 进一步的，当源终端为不可进行ASR切换的终端时，在实施例一中为源终端分配的IPv6地址还可以是源终端的RID加源终端的AID，这样源终端发送的数据包的源IPv6地址为源终端的RID加源终端的AID，ASR收到该终端发出的数据包后不需要进行网络前缀的替换直接将数据包转发至目的端的ASR，源终端的ASR收到返回至源终端的数据包后也无需进行网络前缀的替换直接将数据包返回至源终端； [0130] 当目的终端为不可进行ASR切换的终端时，为目的终端分配的IPv6地址还可以是目的终端的RID加目的终端的AID，目的端的ASR接收的发送至目的终端的数据包的目的IPv6地址为目的终端的RID加目的终端的AID，这样目的端的ASR直接将数据包转发至目的终端，同样，目的端的ASR收到目的终端返回的数据包后也无需进行网络前缀的替换直接转发数据包至源终端的ASR。 [0131] 实施例四 [0132] 本实施例基于图1描述的SILSN身份位置分离网络架构，如图8所示为终端进行ASR切换前后数据流向示意图，在图9示出了一种终端移动切换ASR时业务不中断的流程： [0133] 步骤1001、源终端向ASR1发送数据报文，源IPv6地址为ASR1为其分配的IPv6地址，目的IPv6地址为应用服务器的IPv6地址； [0134] 步骤1002、ASR1替换源IPv6地址的前64位固定前缀为源终端的RID1，将数据转发给ISR； [0135] 步骤1003、ISR将源IPv6地址的RID替换成ISR可路由前缀； [0136] 步骤1004、ISR转发数据给应用服务器； [0137] 步骤1005、源终端切换至ASR2，ASR2或ASR1发送信令，将ILR中源终端AID与ASR1分配的RID1的绑定更新为源终端AID与ASR2分配的RID2绑定； [0138] 步骤1006、源终端向ASR2发送数据包，源IPv6地址为ASR2为64位固定前缀加AID，目的IPv6地址为应用服务器的IPv6地址； [0139] 步骤1007、ASR2替换源IPv6地址的前64位固定前缀为源终端的RID2，将数据转发给ISR； [0140] 步骤1008、ISR将源IPv6地址的RID2替换成ISR可路由前缀；同时，ISR可学习源终端AID与RID2的绑定； [0141] 步骤1009、ISR将数据包转发给应用服务器；应用服务器收到的数据包的源IPv6地址始终为可路由网络前缀加终端的AID，保持了业务连续性。 [0142] 步骤1010，应用服务器的数据回包路由至ISR； [0143] 步骤1011，ISR替换目的IPv6地址的ISR可路由前缀为RID2； [0144] 步骤1012，数据包路由至ASR2，ASR2替换目的IPv6地址的RID2为64位固定前缀。 [0145] 步骤1013，ASR2根据目的IPv6地址的后64位源终端的AID，将数据包转发给源终端。源终端收到的还是和其与ASR1关联时相同的源和目的IPv6地址，保持了业务连续性。 |
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