技术领域

本发明涉及通信领域， 尤其是一种緩存维护方法和系统以及接入服务 节 点。

背景技术

为了解决互联网核心路由器节点路由表容量快 速膨胀以及 IP地址二义性 的问题， 互联网工程任务组（Internet Engineering Task Force, IETF )近年来 提出了身份与位置分离的技术， 以身份位置分离协议（Locator and Identifier Separation Protocol , LISP )工作组提出的 LISP协议为例， 其终端的身份标识 ( Endpoint IDentifier, EID ) 不参与 IP核心网的路由， 骨干路由器只能看到 边界接入路由器的接口路由地址（Routing LOCator, RLOC ) , 而一个边界路 由器可以接入大量的终端， 单独设置一个映射平面存储终端身份 EID和路由 器 RLOC的对应关系。 发往终端的报文首先需要在映射平面中查找到 其对应 的边界路由器 RLOC, 然后根据 RLOC路由到目的终端所在接入路由器。 其 示意图见图 1 , 其中入口隧道路由器（ Ingress Tunnel Router, ITR )和出口隧 道路由器（Egress Tunnel Router, ETR )是收发两端接入路由器的逻辑名称。

LISP可以大大缩减 IP骨干网路由器的节点路由表容量，但是其将� ��杂性 留在了映射平面， 映射平面要存储所有的 EID-RLOC的对应关系， 同时接入 节点 （ITR )在报文转发时要向映射平面查询目标 EID-RLOC 的对应关系， 在现有的系统中为了緩解映射平面的压力， 接入路由器对 EID-RLOC的对应 关系进行緩存， 并且设置与域名系统（Domain Name System, DNS )緩存相 同的固定緩存定时器的方式， 緩存超时后删除緩存或重新查询映射服务器。 该机制在固网环境下运转良好， 但是在移动网环境下， 用户是移动的， 在 EID-RLOC緩存定时器生效期间， 如果用户发生移动， 则报文将发往错误的 目标地址， 由于用户移动行为的不可预知性， 该机制将严重影响用户的通信 体验。 发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种緩存维护 方法和系统以及接入服务 节点， 以对緩存信息实时刷新， 提高通信成功率。

为解决以上技术问题本发明提供了一种緩存维 护方法， 该方法包括： 映射平面根据接入服务节点的订阅请求建立指 向终端的订阅关系； 所述映射平面获得所述终端的位置信息发生变 化的所述终端的位置信 息；

所述映射平面根据所述订阅关系将变化的所述 终端的位置信息通知所述 接入服务节点， 所述接入服务节点刷新本地緩存中所述终端的 位置信息。

所述映射平面根据接入服务节点的订阅请求建 立指向终端的订阅关系的 步骤包括：

所述接入服务节点向所述映射平面发送独立或 非独立消息的订阅请求， 所述订阅请求中携带所述终端的身份标识；

所述映射平面接收所述订阅请求， 并根据所述终端的身份标识建立所述 接入服务器节点对所述终端的位置信息的订阅 关系。

所述接入服务节点向所述映射平面发送独立或 非独立消息的订阅请求的 步骤中， 若所述接入服务节点接收到目的地址为所述终 端身份标识的报文， 且本地緩存未保存所述终端身份标识与位置信 息的映射关系， 则所述订阅请 求通过在所述接入服务节点向所述映射平面发 送的查询请求消息或报文转发 请求消息中携带的订阅参数实现。

所述映射平面根据接入服务节点的订阅请求建 立指向终端的订阅关系的 步骤中， 所述订阅请求通过在所述接入服务节点向所述 映射平面发送的查询 请求： i %息中携带的订阅参数实现；

在所述映射平面根据接入服务节点的订阅请求 建立指向终端的订阅关系 的步骤之后， 所述映射平面获得所述终端的位置信息发生变 化的所述终端的 位置信息的步骤之前， 还包括： 所述映射平面返回携带所述终端的位置信息 的查询响应消息， 所述接入服务节点根据所述映射平面返回的所 述查询响应 消息在本地緩存中记录所述终端的身份标识与 位置信息的映射关系。 所述映射平面获得所述终端的位置信息发生变 化的所述终端的位置信息 的步骤中， 所述位置信息发生变化是指所述终端发生切换 引起的位置信息改 变或所述终端注销引起的位置信息删除。

所述方法还包括：

所述映射平面接收所述接入服务节点发送的订 阅取消请求， 所述订阅取 消请求中携带已建立订阅关系的终端的身份标 识；

所述映射平面删除所述接入 Λ良务节点对所述已建立订阅关系的终端的位 置信息的订阅关系， 并返回取消订阅成功响应至所述接入服务节点 。

为解决以上技术问题， 本发明还提供了一种接入服务节点， 包括： 收发模块， 其设置为： 向映射平面发送指向终端的订阅请求以使所述 映 射平面建立指向终端的订阅关系， 所述订阅请求中携带指向的所述终端的身 份标识； 并且接收所述映射平面根据所述订阅关系发送 的、 携带变化的所述 终端的位置信息的订阅通知； 以及

维护模块， 其设置为根据所述订阅通知刷新本地緩存中的 所述终端的位 置信息。

其中， 所述收发模块向映射平面发送的订阅请求是独 立或非独立的订阅 请求。

所述收发模块还设置为： 向所述映射平面发送订阅取消请求， 所述订阅 取消请求中携带已建立订阅关系的终端的身份 标识， 以使所述映射平面接收 所述订阅取消请求并删除所述接入服务节点对 所述已建立订阅关系的终端的 位置信息的订阅关系； 并且接收所述映射平面返回的取消订阅成功响 应。

为解决以上技术问题， 本发明还提供了一种緩存维护系统， 该系统包括 通过网络连接的接入服务节点和映射平面， 其中，

所述接入服务节点， 设置为向所述映射平面发送指向终端的订阅请 求； 并且接收所述映射平面发送的订阅通知； 以及根据所述订阅通知刷新本地緩 存中的所述终端的位置信息； 所述订阅请求中携带指向的所述终端的身份标 识， 所述订阅通知中携带变化的所述终端的位置信 息； 以及

所述映射平面， 设置为根据所述接入服务节点发送的所述订阅 请求建立 指向所述终端的订阅关系， 获得所述终端的位置信息发生变化的所述终端 的 位置信息， 并且根据所述订阅关系向所述接入服务节点发 送携带变化的所述 终端的位置信息的所述订阅通知。

所述接入服务节点包括緩存模块、 与所述緩存模块连接的收发模块以及 与所述緩存模块和收发模块连接的维护模块， 其中， 所述緩存模块设置为緩 存终端的身份标识与位置信息的映射关系； 所述收发模块设置为向所述映射 平面发送指向所述终端的订阅请求，并且接收 所述映射平面发送的订阅通知； 以及所述维护模块设置为根据所述订阅通知刷 新所述緩存模块中存储的对应 终端的映射关系；

所述映射平面包括存储模块以及与所述存储模 块连接的订阅管理模块， 其中， 所述存储模块设置为存储终端的身份标识与位 置信息的映射关系， 存 储所述终端的身份标识与发送订阅请求的接入 服务节点的订阅关系； 以及所 述订阅管理模块设置为接收所述接入服务节点 发送的所述订阅请求， 根据所 述订阅请求建立指向所述终端的所述订阅关系 ， 并且根据所述订阅关系向对 应的接入服务节点发送所述订阅通知以将变化 的所述终端的位置信息通知所 述接入服务节点。

所述接入服务节点的所述收发模块还设置为： 向所述映射平面发送订阅 取消请求， 所述订阅取消请求中携带已建立订阅关系的终 端的身份标识， 并 且接收所述映射平面返回的取消订阅成功响应 ；

所述映射平面的订阅管理模块设置为接收所述 订阅取消请求并删除所述 接入服务节点对所述已建立订阅关系的终端的 位置信息的订阅关系。

所述订阅请求是独立的订阅请求， 或是通过在所述接入服务节点向所述 映射平面发送的查询请求或报文转发请求中携 带的订阅参数实现的订阅请 求。

所述位置信息发生变化是指所述终端发生切换 引起的位置信息改变或所 述终端注销引起的位置信息删除。

本发明緩存维护方法和系统以及接入服务节 点， 基于身份位置分离架构 的网络实现， 接入服务节点针对终端向映射平面提出订阅请 求， 当终端的映 射关系发生变化时， 也即终端的位置信息发生变化时， 映射平面及时将最新 的映射关系或变化情况通知接入服务节点， 接入服务节点据此对緩存的映射 关系进行实时刷新， 当接入服务节点根据本地緩存中实时刷新的映 射关系进 行报文转发时即可以保证报文转发的正确性， 从而提高通信成功率。

附图概述

图 1为现有身份位置分离网络的架构示意图；

图 2为本发明緩存维护方法的示意图；

图 3为本发明应用实例一釆用隐含订阅的示意图� �

图 4为本发明应用实例二釆用显式订阅的示意图� �

图 5为本发明应用实例三订阅取消的示意图；

图 6为本发明緩存维护方法的另一示意图；

图 7为本发明緩存维护系统的模块结构示意图；

图 8为本发明接入服务节点的模块结构示意图；

图 9为本发明緩存维护系统的另一模块结构示意� �。

本发明的较佳实施方式

本发明緩存维护方法和系统以及接入服务节点 基于身份位置分离架构的 网络实现， 并将实现终端接入的接入路由器（包括前述的 ITR和 ETR )统称 为接入服务节点 （ Access Service Node , ASN ) , 将核心网中实现身份标识 与位置信息的映射关系的注册、保存及查询的 映射服务器等统称为映射平面， 本发明所说的位置信息指可以在核心网中用于 路由的路由标识或位置标识。

本发明緩存维护方法和系统以及接入服务节 点基于身份位置分离架构的 网络实现， 主要思想是接入服务节点针对已经緩存或即将 緩存的终端的身份 标识和位置信息的映射关系向映射平面提出订 阅请求， 当终端的映射关系发 生变化时， 也即终端的位置信息发生变化时， 映射平面及时将最新的映射关 系或变化情况通知接入服务节点， 接入服务节点据此对緩存的映射关系进行 实时刷新， 以保证通过接入服务节点进行报文转发的正确 性， 提高通信成功 率。

如图 2所示， 本发明緩存维护方法包括以下步骤：

步骤 201 : 订阅关系建立步骤， 映射平面根据接入服务节点的订阅请求 建立指向特定终端的订阅关系；

具体地， 步骤 201包括：

( a )接入服务节点向映射平面发送独立或非独立� �息的订阅请求， 所述 订阅请求指明所述终端的身份标识；

接入服务节点根据外部事件触发决定需要订阅 用户身份标识的位置信息 变化情况， 其向映射平面发起一个订阅请求， 订阅关键字为被订阅用户的身 份标识。 所述订阅请求可以在一个其他消息中釆用一个 参数进行标识（即非 独立消息） ， 也可以发送一个独立的显式订阅请求。

当接入服务节点接收到目的地址为所述终端身 份标识的报文， 且本地緩 存未保存所述终端身份标识与位置信息的映射 关系时， 所述订阅请求可以通 过所述接入服务节点向所述映射平面发送的查 询请求或报文转发请求中携带 的订阅参数实现。

( b )映射平面接收所述订阅请求， 并根据所述终端的身份标识建立所述 接入服务器节点对所述终端的位置信息的订阅 关系。

步骤 202: 緩存实时刷新步骤， 所述终端的位置信息变化时， 所述映射 平面根据所述订阅关系通知所述接入服务节点 ， 所述接入服务节点实时刷新 本地緩存中所述终端的位置信息。

以下结合附图对本发明緩存维护方法进行具 体说明：

应用实例一： 隐含订阅方式

订阅请求以查询请求消息隐含实现的应用实例 如图 3所示， 緩存维护的 流程包括以下步骤： 步骤 301 : 终端 UE1发送一个 IP报文， 目标地址为对端 UE2的身份标 识 EID2;

步骤 302: ASN1收到前述报文后， 发现在本地緩存中没有该 EID2对应 的位置信息， 向映射平面发起一个查询请求消息， 该消息中携带表示订阅该 EID2路由变化请求的标志 , 以及要查询及订阅的对端的 EID2;

对于首报转发的实现方式而言， 订阅请求也可以通过报文转发消息隐含 携带。

步骤 303:映射平面记录下 ASN1订阅 EID2的请求，也即建立订阅关系， 查询获得 EID2对应的位置信息；

步骤 304: 映射平面在查询响应中返回 EID2对应的位置信息， 并指示订 阅成功；

ASN1根据映射平面的查询响应在本地緩存记录 EID2及其对应的位置信 息的映射关系。

步骤 305:所述 EID2对应的位置信息发生变化时，比如发生切� �或注销， 映射平面获得该路由变化信息；

步骤 306: 映射平面将前述步骤获得的变化信息通知 ASN1 , 其中携带 EID2和变化信息， 如是切换带来的变化， 则携带所述 EID2对应的新的位置 信息； 如是用户注销事件， 则通知消息中表明该用户已注销。

步骤 307: ASN1根据映射平面发送的通知实时刷新本地緩� �中 EID2对 应的位置信息， 也即更新对端的映射关系。

应用实例二： 显式订阅方式

订阅请求以独立的订阅请求消息实现的应用实 例如图 4所示， 緩存维护 的流程包括以下步骤：

步骤 401 :接入服务节点由于事件触发决定订阅身份标� � EID2的位置变 化情况；

事件触发指查询身份标识位置之后或命令触发 。 步骤 402: 所述接入服务节点向映射平面发送一个订阅请 求消息， 订阅 请求消息中至少携带被订阅终端的身份标识 EID；

步骤 403: 所述映射平面记录下接入服务节点对被订阅终 端身份标识的 路由变化事件订阅关系；

步骤 404: 映射平面向接入服务节点返回订阅成功响应， 订阅成功； 步骤 405: 被订阅终端 EID的位置信息发生改变， 如移动到其它接入服 务节点或从网络中注销， 映射平面获得该信息 (正常流程中终端路由发生变化 均会通知映射平面）；

步骤 406: 映射平面发送一条订阅通知消息通知接入服务 节点所订阅的 EID路由发生变化。

步骤 407: 接入服务节点收到订阅通知消息， 根据通知消息修改本地的 緩存。

根据具体的订阅策略，所述订阅请求中还可以 携带表示订阅周期的参数， 映射平面可据此确定订阅关系的时效性， 在订阅周期内接入服务节点没有重 新发起对同一 EID的订阅请求，则当到达订阅周期的时间时该 订阅关系失效。

以上是以 ASN1指向一个终端发起订阅请求为例进行说明� �， 当然也可 以一次发送指向多个或一组终端的订阅请求， 该请求应该指明订阅所指向的 终端信息， 以便于映射平面建立映射关系。

应用实例三： 取消订阅

图 5示出了本发明的取消订阅实现方式， 包括以下步骤：

步骤 501 , 接入服务节点由于某种事件触发 (如该 EID在本接入服务节点 中已无活动连接)决定取消对用户 EID2的路由变化情况的订阅；

步骤 502, 所述接入服务节点向映射平面发送一个订阅取 消请求， 所述 请求中至少携带被订阅用户的身份标识 EID2；

步骤 503 , 映射平面收到对身份标识 EID2的订阅取消请求后， 删除所述 接入服务节点对 EID2路由变化的订阅关系； 步骤 504, 映射平面向接入服务节点返回取消订阅成功响 应。

图 6为本发明緩存维护方法的另一示意图。 如图 6所示， 包括如下步骤： 步骤 601、 映射平面根据接入服务节点的订阅请求建立指 向终端的订阅 关系；

步骤 602、 所述映射平面获得所述终端的位置信息发生变 化的所述终端 的位置信息；

步骤 603、 所述映射平面根据所述订阅关系将获得的所述 终端的位置信 息通知所述接入服务节点， 所述接入服务节点刷新本地緩存中所述终端的 位 置信息。

为实现以上方法， 本发明还提供了一种緩存维护系统， 如图 7所示， 该 系统包括通过网络连接的接入服务节点 710和映射平面 720, 其中，

所述接入服务节点 710用于向所述映射平面 720发送指向特定终端的订 阅请求， 以及根据所述映射平面 720发送的订阅通知对本地緩存的终端位置 信息进行实时刷新；

具体地， 所述接入服务节点 710包括緩存模块 711以及与所述緩存模块 711连接的緩存维护模块 712,

所述緩存模块 711用于存储终端的身份标识与位置信息的映射 关系； 所述緩存维护模块 712用于向所述映射平面 720发送指向特定终端的订 阅请求， 所述订阅请求中携带指向的终端的身份标识； 还用于接收所述映射 平面 720发送的订阅通知，以及根据所述订阅通知刷 新对应终端的映射关系； 还用于向所述映射平面 720发送订阅取消请求， 其中携带指向的终端的身份 标识。

本发明所说的订阅请求是独立的订阅请求消息 ， 或是， 所述接入服务节 点 710向所述映射平面 720查询请求消息或报文转发请求消息携带的订 阅参 数实现。 当然， 接入服务节点 710为了实现完整的接入转发功能， 还应该包括接 入转发处理相关的功能模块， 在此不再赘述。

所述映射平面 720, 用于根据所述接入服务节点 710发送的订阅请求建 立订阅关系， 以及在终端位置信息变化时根据所述订阅关系 向所述接入服务 节点 710发送订阅通知。

具体地， 所述映射平面 720包括存储模块 721及与所述存储模块 721连 接的订阅管理模块 722, 其中，

存储模块 721 , 用于存储终端的身份标识与位置信息的映射关 系， 以及 所述终端的身份标识与发送订阅请求的接入服 务节点 710的订阅关系；

订阅管理模块 722, 用于接收所述接入服务节点 710发送的订阅请求并 根据所述订阅请求建立所述订阅关系， 还用于在所述终端的位置信息发送变 化时根据所述订阅关系向对应的接入服务节点 710发送订阅通知， 其中携带 所述终端的变化信息；还用于接收所述订阅取 消请求并删除对应的订阅关系。

另外， 所述映射平面 720的订阅管理模块 722还用于根据所述订阅关系 建立成功与否向所述接入服务节点 710发送订阅请求响应以及根据订阅关系 删除成功与否向所述接入服务节点 710发送订阅取消请求响应。

所述映射平面 720在具体实现时可以由一个或多个映射服务器 实现， 根 据身份位置分离架构网络的具体功能划分， 映射平面 720还可能包括 文处 理及映射关系维护相关的功能模块， 在此不再赘述。

图 8为本发明接入服务节点的模块结构示意图。 如图 8所示， 该接入服 务节点 800 包括： 收发模块 810, 其设置为： 向映射平面发送指向终端的订 阅请求以使所述映射平面建立指向终端的订阅 关系， 所述订阅请求中携带指 向的所述终端的身份标识；并且接收所述映射 平面根据所述订阅关系发送的、 携带变化的所述终端的位置信息的订阅通知； 以及维护模块 820, 其设置为 根据所述订阅通知刷新本地緩存中的所述终端 的位置信息。 其中， 所述收发 模块 810向映射平面发送的订阅请求是独立或非独立 的订阅请求。

另外， 在该接入服务节点 800中的所述收发模块还可以设置为： 向所述 映射平面发送订阅取消请求， 所述订阅取消请求中携带已建立订阅关系的终 端的身份标识， 以使所述映射平面接收所述订阅取消请求并删 除所述接入服 务节点 800对所述已建立订阅关系的终端的位置信息的 订阅关系； 并且接收 所述映射平面返回的取消订阅成功响应。

图 9为本发明緩存维护系统的另一模块结构示意� �。 该系统包括通过网 络连接的接入服务节点 910和映射平面 920。 所述接入服务节点 910, 设置为 向所述映射平面 920发送指向终端的订阅请求； 并且接收所述映射平面 920 发送的订阅通知； 以及根据所述订阅通知刷新本地緩存中的所述 终端的位置 信息； 所述订阅请求中携带指向的所述终端的身份标 识， 所述订阅通知中携 带变化的所述终端的位置信息。 所述映射平面 920, 设置为根据所述接入服 务节点 910发送的所述订阅请求建立指向所述终端的订 阅关系， 获得所述终 端的位置信息发生变化的所述终端的位置信息 ， 并且根据所述订阅关系向所 述接入服务节点 91发送携带变化的所述终端的位置信息的所述� ��阅通知。

在该实施例中， 緩存维护系统中的接入服务节点 910和映射平面 920还 可以分别具体化为：

所述接入服务节点 910包括緩存模块 911、 与所述緩存模块 911连接的 收发模块 912以及与所述緩存模块 911和收发模块 912连接的维护模块 913 , 其中，所述緩存模块 911设置为緩存终端的身份标识与位置信息的映 射关系； 所述收发模块 912设置为向所述映射平面 920发送指向所述终端的订阅请求 , 并且接收所述映射平面 920发送的订阅通知； 以及所述维护模块 913设置为 根据所述订阅通知刷新所述緩存模块 911中存储的对应终端的映射关系； 所述映射平面 920包括存储模块 921 以及与所述存储模块 921连接的订 阅管理模块 922, 其中， 所述存储模块 921设置为存储终端的身份标识与位 置信息的映射关系， 存储所述终端的身份标识与发送订阅请求的接 入服务节 点 910的订阅关系； 以及所述订阅管理模块 922设置为接收所述接入服务节 点 910发送的所述订阅请求， 根据所述订阅请求建立指向所述终端的所述订 阅关系， 并且根据所述订阅关系向对应的接入服务节点 910发送所述订阅通 知以将变化的所述终端的位置信息通知所述接 入 Λ良务节点 910。

所述接入服务节点 910的所述收发模块 912还设置为： 向所述映射平面 920发送订阅取消请求， 所述订阅取消请求中携带已建立订阅关系的终 端的 身份标识， 并且接收所述映射平面 920返回的取消订阅成功响应。 所述映射 平面 920的订阅管理模块 922设置为接收所述订阅取消请求并删除所述接 入 服务节点 910对所述已建立订阅关系的终端的位置信息的 订阅关系。

其中， 所述订阅请求是独立的订阅请求， 或是通过在所述接入服务节点

910向所述映射平面 920发送的查询请求或报文转发请求中携带的订 阅参数 实现的订阅请求。 所述位置信息发生变化是指所述终端发生切换 引起的位置 信息改变或所述终端注销引起的位置信息删除 。

本发明緩存维护方法和系统以及接入服务节 点， 基于身份位置分离架构 的网络实现， 接入服务节点针对终端向映射平面提出订阅请 求， 当终端的映 射关系发生变化时， 也即终端的位置信息发生变化时， 映射平面及时将最新 的映射关系或变化情况通知接入服务节点， 接入服务节点据此对緩存的映射 关系进行实时刷新， 当接入服务节点根据本地緩存中实时刷新的映 射关系进 行报文转发时即可以保证报文转发的正确性， 从而提高通信成功率。

工业实用性

本发明緩存维护方法和系统以及接入服务节点 ， 基于身份位置分离架构 的网络实现， 接入服务节点针对终端向映射平面提出订阅请 求， 当终端的映 射关系发生变化时， 也即终端的位置信息发生变化时， 映射平面及时将最新 的映射关系或变化情况通知接入服务节点， 接入服务节点据此对緩存的映射 关系进行实时刷新， 当接入服务节点根据本地緩存中实时刷新的映 射关系进 行报文转发时即可以保证报文转发的正确性， 从而提高通信成功率。