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Title:
DATA COMMUNICATION SYSTEM AND METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/131084
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention provides a data communication system and method. The method is implemented based on the data communication system of identifier-and-locator separation architecture. The system presets a transfer path. The method includes: A. after receiving a first data message, a first route node obtains the route ID of a second route node which is a next route node of the first route node in the matched transfer path, according to source and destination addresses in the first data message, wherein the first route node is a source access service node (ASN) or transfer service node(TSN), and the second route node is a TSN or a destination ASN; B. the first route node encapsulates the first data message into a second data message, wherein the destination address of the second data message is the route ID of the second route node, and transfers the second data message to the second route node. The data communication system and method in the present invention can improve the transmission characteristic.

Inventors:
YAN XIANGBIAO (CN)
JIANG HUA (CN)
Application Number:
PCT/CN2011/072432
Publication Date:
October 27, 2011
Filing Date:
April 02, 2011
Export Citation:
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Assignee:
LIU JIAN (CN)
YAN XIANGBIAO (CN)
JIANG HUA (CN)
International Classes:
H04L12/56
Foreign References:
CN101668324A2010-03-10
CN101656765A2010-02-24
Other References:
XU DONGXIAO ET AL.: "A Method of Mobility Fast Handover Based on Locator/ID Separation Protocol.", JOURNAL OF SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY, vol. 44, no. 2, 28 February 2010 (2010-02-28), pages 157
FARINACCI ET AL.: "Locator/ID Separation Protocol (LISP) raft-farinacci-lisp-l2.txt", 2 March 2009 (2009-03-02), pages 9 - 10, 45, Retrieved from the Internet
Attorney, Agent or Firm:
AFD CHINA INTELLECTUAL PROPERTY LAW OFFICE (CN)
北京安信方达知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1、 一种数据通信系统, 其特征在于, 该系统基于身份位置分离架构网络 实现, 所述系统包括通过网络连接的源接入服务节点 (ASN ) 、 转发服务节 点 ( TSN ) 、 目的 ASN及映射服务器, 其中:

所述源 ASN和 TSN设置成: 接收数据报文, 根据接收的数据报文中的 源地址和目的地址从本地緩存或映射服务器获取匹配的转发路径上下一路由 节点的路由标识; 以及, 将接收的数据报文处理为目的地址是所述下一路由 节点的路由标识的数据报文, 并向下一路由节点转发处理后的数据报文, 其 中所述下一路由节点为目的 ASN或 TSN;

映射服务器设置成: 存储映射信息, 所述映射信息包括终端的身份标识

( AID )和路由标识( RID ) 的映射关系以及预先设置的源 ASN与目的 ASN 之间的转发路径信息, 以及, 根据所述源 ASN或 TSN的查询请求匹配转发 路径, 并返回查询结果。

2、 如权利要求 1所述的系统, 其中, 所述源 ASN和 TSN包括报文接收 模块、 映射信息查询模块、 緩存模块、 报文处理模块及报文发送模块, 其中: 报文接收模块设置成接收终端或上一路由节点发送的数据报文; 所述上 一路由节点为源 ASN或 TSN;

映射信息查询模块与报文接收模块连接, 并设置成: 根据数据报文的源 地址和目的地址查询緩存模块或向所述映射服务器进行查询, 以获取匹配的 转发路径的下一路由节点的路由标识;

緩存模块与映射信息查询模块连接, 并设置成: 根据映射信息查询模块 的查询结果或映射服务器主动下发的映射信息建立并保存本地映射信息, 所 述本地映射信息包括所述映射关系和 /或转发路径信息;

报文处理模块与所述映射信息查询模块及报文接收模块连接,并设置成: 对所述报文接收模块接收的数据报文进行处理, 使处理后的数据报文的目的 地址为下一路由节点的 RID;

报文发送模块与所述报文处理模块连接, 并设置成发送所述报文处理模 块处理后的数据报文;

在所述映射服务器中, 所述映射关系与转发路径信息的关系为: 合设、 关联分设、 或者在所述映射关系中设置转发路径标记以指示是否需要在所述 转发路径信息中查询转发路径。 3、 如权利要求 2所述的系统, 其中, 所述源 ASN的报文接收模块接收的数据报文是源终端发送的数据报文, 该数据 ^艮文的源地址和目的地址分别为源终端和目的终端的 AID; 所述源 ASN 的緩存模块所保存的本地映射信息包括所述映射关系及转 发路径信息, 在所述緩存模块中, 所述映射关系与转发路径信息的关系为: 合设、 关联分设、 或者在所述映射关系中设置转发路径标记以指示是否需要 在所述转发路径信息中查询转发路径; 所述源 ASN的报文处理模块还设置成: 在对数据报文进行处理时, 将源 终端和目的终端的身份标识封装在处理后的数据 文中。

4、 如权利要求 2所述的系统, 其中, 所述源 ASN的映射信息查询模块 是设置成通过如下方式向所述映射服务器进行查询: 向所述映射服务器发送 携带源终端标识和目的终端的 AID的查询请求;所述 TSN的映射信息查询模 块是设置成通过如下方式向所述映射服务器进行查询: 向所述映射服务器发 送携带源终端标识、 当前 TSN的 RID和目的终端的 AID的查询请求; 其中, 所述源终端标识指源终端的 AID或 RID。 5、 如权利要求 2所述的系统, 其中, 所述映射服务器还设置成: 在向源

ASN返回查询结果时, 向匹配的转发路径上的 TSN下发映射信息, 下发的映 射信息至少包括源终端标识、 下一路由节点的 RID及目的终端的 AID; 所述 TSN的緩存模块是设置成根据所述映射服务器下发的映射信息保存 本地映射信息, 所保存的本地映射信息至少包括源终端标识、 下一路由节点 的 AID及目的终端的 AID, 其中所述源终端标识为源终端的 AID或 RID。 6、 一种数据通信方法, 其特征在于, 该方法基于身份位置分离架构的数 据通信系统实现, 该系统预先设置转发路径, 该方法包括:

第一路由节点接收第一数据报文后, 根据所述第一数据报文中的源地址 和目的地址获取匹配的转发路径上第二路由节点的路由标识, 所述第二路由 节点为所述第一路由节点的下一路由节点, 其中第一路由节点为源接入服务 节点 (ASN )或转发服务节点 (TSN ) , 第二路由节点为 TSN或目的 ASN; 以及

所述第一路由节点将第一数据报文封装为第二数据报文, 所述第二数据 报文的目的地址为第二路由节点的路由标识, 并向第二路由节点转发所述第 二数据报文。

7、 如权利要求 6所述的方法, 其中, 所述第一路由节点为源 ASN; 第一路由节点接收第一数据报文的步骤包括:所述源 ASN接收源终端发 送的第一数据报文, 该第一数据报文的源地址和目的地址分别为源终端和目 的终端的身份标识 (AID); 所述方法还包括: 所述源 ASN在进行 文封装时, 将源终端和目的终端 的身份标识封装在所述第二数据报文中。

8、 如权利要求 6所述的方法, 其中, 获取匹配的转发路径上第二路由节 点的路由标识的步骤包括: 所述第一路由节点根据本地緩存的映射信息匹配 转发路径以获取第二路由节点的路由标识, 或者, 所述第一路由节点向存储 映射信息的映射服务器进行查询, 由所述映射服务器进行转发路径匹配后下 发第二路由节点的路由标识。

9、 如权利要求 8所述的方法, 其中, 向存储映射信息的映射服务器进行 查询的步骤中,若所述第一路由节点为源 ASN,所述源 ASN向所述映射服务 器查询第二路由节点的路由标识时, 发送的查询请求中携带源终端标识和目 的终端的 AID; 若所述第一路由节点为 TSN, 所述 TSN向所述映射服务器查 询第二路由节点的路由标识时,发送的查询请求中携带源终端标识、当前 TSN 的 RID及目的终端的 AID; 其中, 所述源终端标识指源终端的 AID或路由标识( RID ) 。

10、 如权利要求 8所述的方法, 其中, 所述第一路由节点为源 ASN; 由所述映射服务器进行转发路径匹配后下发第二路由节点的路由标识的 步骤包括: 映射服务器接收到所述源 ASN的转发路径查询后, 向该源 ASN 及匹配的转发路径上的 TSN下发匹配的映射信息, 下发到各 TSN的映射信 息至少包括源终端标识、 下一路由节点的 RID及目的终端的 AID, 其中所述 源终端标识指源终端的 AID或 RID。 11、 如权利要求 8所述的方法, 其中, 所述映射服务器中存储的映射信 息包括终端的 AID和 RID的映射关系以及预先设置的源 ASN与目的 ASN之 间的转发路径信息, 所述映射关系与转发路径信息的关系为: 合设、 关联分 设、 或者在所述映射关系中设置转发路径标记以指示是否需要在所述转发路 径信息中查询转发路径。 12、 一种数据通信方法, 其特征在于, 该方法基于身份位置分离架构的 数据通信系统实现, 该系统预先设置转发路径, 该方法包括:

A、 源接入服务节点 (ASN )接收源终端发送的数据报文, 该数据报文 的源地址和目的地址分别为源终端和目的终端的身份标识( AID ) ;

B、 所述源 ASN根据所述源地址和目的地址获取匹配的转发路径中下一 路由节点的路由标识; 所述源 ASN对所接收的数据报文进行处理, 处理后的 数据报文的目的地址为下一路由节点的路由标识, 并向下一路由节点转发处 理后的数据报文; 若下一路由节点为转发服务节点(TSN ) , 则执行步骤 C, 若下一路由节点为目的 ASN, 则执行步骤 D;

C、 所述 TSN接收上一路由节点发送的数据报文后, 根据所接收的数据 报文中的目的地址获取匹配的转发路径中下一路由节点的路由标识, 将报文 中的目的地址转换成下一路由节点的路由标识, 并向下一路由节点转发处理 后的数据报文; 循环执行该步骤直到下一路由节点为目的 ASN时, 执行步骤 D; 以及

D、 目的 ASN接收上一路由节点发送的数据报文后向将所接收的数据报 文的源地址和目的地址还原为源终端和目的终端的身份标识, 并向所述目的 终端转发还原后的数据报文。 13、 如权利要求 12所述的方法, 其中, 步骤 B、 C中, 所述源 ASN或

TSN通过如下方式获取匹配的转发路径中下一路由节点的路由标识: 根据本 地緩存的映射信息匹配转发路径以获取所述下一路由节点的标识; 或者, 向 存储映射信息的映射服务器进行查询, 由所述映射服务器进行转发路径匹配 后下发下一路由节点的路由标识。 14、 如权利要求 13所述的方法, 其中, 由所述映射服务器进行转发路径 匹配后下发下一路由节点的路由标识的步骤包括:

所述映射服务器接收到源 ASN的转发路径查询请求后, 向所述源 ASN 以及与匹配的转发路径关联的 TSN下发匹配的映射信息, 下发到各 TSN的 映射信息至少包括源终端标识、下一路由节点的路由标识及目的终端的 AID, 所述源终端标识指源终端的 AID或路由标识( RID ) 。

15、 如权利要求 13所述的方法, 其中, 所述映射服务器中存储的映射信 息包括终端的 AID和 RID的映射关系以及预先设置的源 ASN与目的 ASN之 间的转发路径信息, 所述映射关系与转发路径信息的关系为: 合设、 关联分 设、 或者在所述映射关系中设置转发路径标记以指示是否需要在所述转发路 径信息中查询转发路径。

16、 一种数据通信系统中的路由节点, 其特征在于, 所述数据通信系统 基于身份位置分离架构网络实现, 并预先设置有转发路径; 所述路由节点包 括: 报文接收模块、 报文处理模块以及报文发送模块; 其中,

所述报文接收模块设置成: 接收第一数据报文并发送给报文处理模块; 所述报文处理模块设置成: 对所述第一数据报文进行处理以获得第二数 据报文;

所述报文发送模块与所述报文处理模块连接, 并设置成转发所述第二数 据报文。

17、 如权利要求 16所述的路由节点, 其中, 所述路由节点用作所述数据 通信系统中的源接入服务节点(ASN ) , 所述源 ASN还包括: 映射信息查询 模块和緩存模块;

所述报文接收模块是设置成从源终端接收所述第一数据报文, 所述第一 数据报文的源地址和目的地址分别为源终端和目的终端的身份标识(AID ); 所述映射信息查询模块与报文接收模块连接, 并设置成: 根据所述第一 数据报文的源地址和目的地址查询緩存模块或向映射服务器发送携带源终端 标识和目的终端的 AID的查询请求, 以获取匹配的转发路径上下一路由节点 的路由标识, 所述源终端标识为源终端的 AID或路由标识(RID ) ;

緩存模块与映射信息查询模块连接, 并设置成: 根据映射信息查询模块 的查询结果或映射服务器主动下发的映射信息建立并保存本地映射信息, 所 述本地映射信息包括终端的 AID和 RID的映射关系和转发路径信息;

所述报文处理模块与所述映射信息查询模块及报文接收模块连接, 并设 置成通过如下方式对所述第一数据报文进行处理: 将所述第一数据报文封装 成第二数据报文, 使所述第二数据报文的目的地址为下一路由节点的 RID, 同时将源终端和目的终端的身份标识封装在所述第二数据 文中;

所述报文发送模块是设置成向下一路由节点发送所述第二数据报文; 其中, 所述映射关系与转发路径信息的关系为: 合设、 关联分设、 或者 在所述映射关系中设置转发路径标记以指示是否需要在所述转发路径信息中 查询转发路径。

18、 如权利要求 16所述的路由节点, 其中, 所述路由节点用作所述数据 通信系统中的转发服务节点 (TSN ) , 所述 TSN还包括: 映射信息查询模块 和緩存模块;

所述报文接收模块是设置成从上一路由节点接收所述第一数据报文, 所 述上一路由节点为源 ASN或上一 TSN;

所述映射信息查询模块与报文接收模块连接, 并设置成: 根据所述第一 数据报文的源地址和目的地址查询緩存模块或向映射服务器发送携带源终端 标识、 当前 TSN的 RID和目的终端的 AID的查询请求 , 以获取匹配的转发 路径上下一路由节点的路由标识;

所述緩存模块与映射信息查询模块连接, 并设置成: 根据映射信息查询 模块的查询结果或映射服务器下发的映射信息保存本地映射信息, 所述映射 服务器下发的映射信息至少包括源终端标识、 下一路由节点的 AID及目的终 端的 AID;

所述报文处理模块与所述映射信息查询模块及报文接收模块连接, 并设 置成通过如下方式对所述第一数据报文进行处理: 将所述第一数据报文封装 成第二数据报文, 使所述第二数据报文的目的地址为下一路由节点的 RID; 所述报文发送模块是设置成向下一路由节点发送所述第二数据报文, 所 述下一路由节点为下一 TSN或目的 ASN; 所述源终端标识为源终端的 AID或 RID。

19、 如权利要求 16所述的路由节点, 其中, 所述路由节点用作所述数据 通信系统中的目的 ASN; 所述报文处理模块是设置成通过如下方式对所述第一数据报文进行处 理: 将所述第一数据报文的源地址和目的地址分别还原为源终端和目的终端 的 AID; 所述报文发送模块是设置成向目的终端发送所述第二数据报文。

20、 一种数据通信系统中的映射服务器, 其特征在于, 所述数据通信系 统基于身份位置分离架构网络实现, 并设置有转发路径, 所述映射服务器设 置成: 存储映射信息, 所述映射信息包括终端的身份标识 (AID )和路由标 识 (RID ) 的映射关系和预先设置的转发路径信息, 以及, 根据路由节点的 查询请求匹配转发路径, 并返回查询结果; 其中, 所述映射关系与转发路径信息的关系为: 合设、 关联分设、 或者 在所述映射关系中设置转发路径标记以指示是否需要在所述转发路径信息中 查询转发路径。 21、 如权利要求 20所述的映射服务器, 其中, 所述映射关系与转发路径 信息合设是指: 所述映射关系中包含转发路径。

22、 如权利要求 20所述的映射服务器, 其中, 所述路由节点包括源接入 服务节点 (ASN )和转发服务节点 (TSN ) ; 所述映射服务器还设置成:在向所述源 ASN返回查询结果的同时向所述 TSN下发映射信息, 下发的映射信息至少包括源终端标识、 下一路由节点的 RID及目的终端的 AID, 其中所述源终端标识为源终端的 AID或 RID。

23、 一种数据通信系统, 其特征在于, 该系统基于身份位置分离架构网 络实现, 所述系统包括根据权利要求 16-19任一项所述的路由节点及根据权 利要求 20-22任一项所述的映射服务器。

Description:
数据通信系统及方法

技术领域

本发明涉及通信领域, 尤其是一种涉及身份位置分离网络架构下的数 据 通信系统及方法。

背景技术

3G和 4G是无线通信领域对下一代网络的研究核心, 旨在基于全 IP分 组核心网提高无线移动通信的质量; NGN (下一代网络)和 NGI (下一代 互联网)分别是电信网和互联网领域对下一代 网络融合的研究; 中国下一代 互联网旨在构建基于 IPv6 的下一代互联网; 虽然各种研究存在很大差异,但 是各种研究普遍接受的观点是: 未来网络^^于分组的统一承载网络。 因此 研究下一代网络构架将以互联网为主要参考对 象。 互联网从其诞生以来一直 保持高速发展, 已成为当前最成功、 最具生命力的通信网络, 其灵活可扩展 性、 高效的分组交换、 终端强大的功能等特点非常符合新一代网络的 设计需 要, 互联网将是新一代网络设计的主要参考蓝本。 然而, 互联网的结构还远 远没有达到最优, 存在很多重大的设计问题。 除 IP地址空间无法满足应用需 要外, 还主要表现在以下方面:

互联网发明于二十世纪七十年代, 人们难以预计今天世界上将存在大量 的移动终端和多家乡终端, 因此当时的互联网协议栈主要是针对以 "固定" 方式连接的终端而设计。 在当时的网络环境下, 由于终端基本上不会从一个 位置移动到其它位置, 发送的地址就是接收的地址, 路经是可逆的, 所以具 有身份和位置双重属性的 IP地址能够非常好的工作, IP地址的身份属性与位 置属性之间没有产生任何冲突。 IP地址同时代表身份和位置恰恰满足了当时 的网络需求。 从当时的网络环境来看, 这种设计方案简单有效, 简化了协议 栈的层次结构。 但毋庸置疑的是, IP地址的身份属性与位置属性之间存在着 内部矛盾。 IP地址的身份属性要求任意两个 IP地址都是平等的, 虽然 IP地 址可以按照组织机构进行分配, 但是连续编码的 IP地址之间没有必然的关 系,或者至少在拓朴位置上没有必然的关系; IP地址的位置属性则要求 IP地 址基于网络拓朴(而不是组织机构)进行分配 , 处于同一个子网内的 IP地址 都应该处于一个连续的 IP地址块中, 这样才可以使网络拓朴中的 IP地址前 缀聚合, 从而减少路由器设备的路由表的条目, 保证路由系统的可扩展性。

伴随着网络规模和技术的发展, 一些动态分配 IP地址的技术逐步出现, 口动态主机配置协议(DHCP, Dynamic Host Configuration Protocol ) , 这就 开始打破 IP地址唯一表示一个终端的 4叚定。 私有 IP地址空间的使用和网络 地址转换(NAT, Network Address Translator )技术的诞生使得情况继续恶 化。在这种情况下同时具有身份属性与位置属 性的 IP地址将难以继续胜任它 的角色, IP地址的双重属性问题已经凸显出来。 除了技术层面的需求发生了 显著变化以外, 互联网的用户状况也已经发生了巨大的改变。 在互联网诞生 之后的最初几年中, 互联网基本上被一些处于共同团体且相互信任 的人员使 用, 传统互联网协议栈也是基于此种 4叚设而设计的; 而目前的互联网用户则 是鱼龙混杂, 人们难以继续互相信任。 在这种情况下, 缺乏内嵌安全性机制 的互联网也需要发生变革。

总的来说, IP地址双重属性的内在矛盾将导致如下主要问 :

1.路由可扩展问题。

关于互联网路由系统的可扩展性存在一个基本 的假定:

"地址按照拓朴进行分配, 或者拓朴按照地址进行部署, 二者必选其一"。

IP地址的身份属性要求 IP地址基于终端所属的组织机构(而不是网络 朴) 进行分配, 而且这种分配要保持一定的稳定性, 不能经常改变; 而 IP地址的 位置属性要求 IP地址基于网络拓朴进行分配, 以便保证路由系统的可扩展 性。 这样, IP地址的两种属性就产生了冲突, 最终引发了互联网路由系统的 可扩展问题。

2.移动性问题。

IP地址的身份属性要求 IP地址不应该随着终端位置的改变而变化, 这 样才能够保证绑定在身份上的通信不中断, 也能够保证终端在移动后, 其它 终端仍能够使用它的身份与之建立通信联系; 而 IP地址的位置属性则要求 IP 地址随着终端位置的改变而改变, 以便 IP地址能够在新的网络拓朴中聚合, 否则网络就必须为移动后的终端保留单独的路 由信息, 从而造成路由表条目 的急剧增长。

3.多家乡问题。

多家乡通常指终端或网络同时通过多个 ISP 的网络接入到互联网。 多家 乡技术的优点包括增加网络的可靠性、 支持多个 ISP之间的流量负载均衡和 提高总体可用带宽等。 但是, IP地址双重属性的内在矛盾使得多家乡技术难 以实现。 IP地址的身份属性要求一个多家乡终端始终对 它终端展现不变的 身份, 无论该多家乡终端是通过几个 ISP接入到互联网; 而 IP地址的位置 属性则要求一个多家乡终端在不同的 ISP 网络中使用不同的 IP地址通信, 这样才能保证终端的 IP地址能够在 ISP 网络的拓朴中聚合。

4.安全和位置隐私问题。

由于 IP地址同时包含终端的身份信息和位置信息, 以通信对端和恶意 窃听者都可以根据一个终端的 IP地址同时获得该终端的身份信息和拓朴位 置信息。

总的来说, 自从传统互联网的体系结构建立以来, 互联网的技术环境和 用户群体都已经发生了翻天覆地的变化, 互联网需要随之进行革新。 IP地址 的双重属性问题是困扰互联网继续发展的根本 原因之一,将 IP地址的身份属 性和位置属性进行分离, 是解决互联网所面临问题的一个很好的思路。 新网 络将基于这种思路进行设计,提出一种身份信 息与位置信息分离的网络结构, 以解决现有互联网存在的一些严重弊端。

为了解决身份和位置的问题, 业界进行了大量的研究和探索, 所有身份 与位置分离方案的基本思想都是将原本绑定在 IP地址上的身份与位置双重 属性分离。 其中, 有些方案釆用应用层的 URL (统一资源定位符 Uniform Resource Locator , URL是用于完整地描述 Internet上网页和其他资源的地址 的一种标识方法) 或 FQDN (合格域名 Fully Qualified Domain Name ) 作为 终端的身份标识等; 有些方案引入了新的名字空间作为身份标识, 如 HIP ( Host Identity Protocol )在以 IP地址为位置标识的网络层上增加主机标识; 有些方案将 IP地址进行分类, 部分 IP作为身份标识, 部分 IP作为位置标 识, 如 LISP ( Locator/ID Separation Protocol )位置身份分离协议中使用 AID ( Endpoint ID )作为身份标识, RID ( Routing Locator )作为路由标识等; 其中比较有代表性的是基于网络的解决方案, 其核心思想是将网络分为 两个部分, 一个部分是传输网络或者转发网络, 位于整个网络的中心; 另一 部分是边缘网络或者接入网络, 通过接入服务节点连接到转发网络; 其中接 入网络和转发网络的地址空间和路由信息是相 互隔离的。

如图 1所示,基于网络的身份位置分离方案中将传 的 IP地址的双重功 能分成身份标识 AID ( Access ID )和路由标识 RID(Route ID ) , AID作为端 主机的身份标识, 作用域在接入网络中; RID作为端主机的路由标识, 作用 域在转发网络; 接入服务节点 ASN ( Access Service Node )完成移动终端 AID 和 RID在映射服务器的注册和查询,接入服务节点 ASN又可被称为接入服务 路由器 ASR ( Access Service Router ) 。

移动终端向通信对端 CN ( Correspondent Node )发起通信时, 由其接入 服务节点 ASN向身份位置映射服务器发起位置查询过程, 查询获得目的终端 的当前位置信息的路由标识, 返回给源端接入服务节点, 保证其能够正确发 起通信连接。

ASN: Access Service Node, 接入服务节点。 ASN维护移动终端与网络 的连接关系, 为移动终端分配 RID, 处理切换流程, 处理登记注册流程, 计 费 /鉴权, 维护 /查询通信对端的 AID-RID映射关系。

ASN封装、路由并转发送达终端或终端发出的数 据报文。 ASN收到源终 端发来的数据报文时, 根据报文中的通信对端 AID 查询本地緩存表中的 AID-RID映射表: 查到对应的 AIDc-RIDc映射条目, 将 RIDc封装在报文头 部并转发到转发网络; 没有查到对应的 AIDc-RIDc映射条目, 向映射转发平 面发出查询 AIDc-RIDc映射关系的流程。

ASN解封装, ASN从转发网络接收送达本 ASN所属的终端的封装报文, 进行解封装处理, 恢复为 AID为地址的报文并发送给终端。

GSR: General Switch Router, 通用交换路由器。 路由并转发以 RID为目 的地址的数据报文。

转发网络主要功能是根据数据报文中的路由标 识 RID进行选路和转发数 据报文。

映射服务器主要功能是保存移动节点的 AID-RID的映射信息, 处理移动 节点的登记注册流程, 处理通信对端的位置查询流程。

在上述的解决方案应用中, 转发网络由多个通用交换路由器 GSR组成, 根据数据报文中的路由标识 RID进行选路和转发数据报文。 GSR使用互联网 协议如 RIP (路由信息协议)和 OSPF (开放式最短路径优先)进行路由处理, 存在一些问题, 上述的解决方案比较适合互联网的非实时业务 , 转发网络的 "尽力传送"特性是可以满足的, 但是移动通信网络的实时业务对传输时延, 传输时延抖动, 以及传输带宽的保证, 需要转发网络保证良好的传输特性, 具体表现在网络传输路径的确定性, 传输流量灵活调度等功能上, 如果使用 现有的互联网路由的资源预留和流程工程等协 议来完成, 需要升级和改进转 发网络的所有路由器, 成本和工程量都比较大, 为了一类或者新出现的一类 业务就需要对整个转发网络进行改造, 显然是不合适的。 因此需要一种新的 数据通信系统及方法来解决这个问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种数据通信系统及方法 , 以改善传输特性。

为解决以上技术问题, 本发明提供了一种数据通信系统, 该系统基于身 份位置分离架构网络实现, 包括通过网络连接的源接入服务节点 (ASN ) 、 转发服务节点 (TSN ) 、 目的 ASN及映射服务器, 其中:

源接入服务节点 (ASN )和转发服务节点 (TSN )设置成: 接收数据报 文, 根据接收的数据报文中的源地址和目的地址从 本地緩存或映射服务器获 取匹配的转发路径上下一路由节点的路由标识 ; 以及, 将接收的数据报文处 理为目的地址是所述下一路由节点的路由标识 的数据报文, 并向下一路由节 点转发处理后数据报文, 其中所述下一路由节点为目的 ASN或 TSN;

映射服务器设置成: 存储映射信息, 所述映射信息包括终端的身份标识 ( AID )和路由标识( RID ) 的映射关系以及预先设置的源 ASN与目的 ASN 之间的转发路径信息, 以及, 根据所述源 ASN或 TSN的查询请求匹配转发 路径并返回查询结果。

优选地, 所述源 ASN和 TSN包括报文接收模块、 映射信息查询模块、 緩存模块、 报文处理模块及报文发送模块, 其中:

报文接收模块设置成接收终端或上一路由节点 发送的数据报文; 所述上 一路由节点指源 ASN或 TSN;

映射信息查询模块与报文接收模块连接, 并设置成: 根据数据报文的源 地址和目的地址查询緩存模块或向所述映射服 务器进行查询, 以获取匹配的 转发路径的下一路由节点的路由标识;

緩存模块与映射信息查询模块连接, 并设置成: 根据映射信息查询模块 的查询结果或映射服务器主动下发的映射信息 建立并保存本地映射信息, 所 述本地映射信息包括 AID-RID映射关系和 /或转发路径信息;

报文处理模块与所述映射信息查询模块及报文 接收模块连接,并设置成: 对所述报文接收模块接收的数据报文进行处理 , 处理后的数据报文的目的地 址为下一路由节点的 RID;

报文发送模块与所述报文处理模块连接, 并设置成发送所述报文处理模 块处理后的数据报文;

在映射服务器中, 映射关系与转发路径信息的关系为: 合设、 关联分设、 或者在映射关系中设置转发路径标记以指示是 否需要在转发路径信息中查询 转发路径。

优选地,所述源 ASN的报文接收模块接收的数据报文是源终端发 送的数 据报文, 该数据报文的源地址和目的地址分别为源终端 和目的终端的身份标 识 (AID); 所述源 ASN的緩存模块緩存的本地映射信息包括 AID和 RID的映 射关系及转发路径信息, 该映射关系与转发路径信息的关系为: 合设、 关联 分设、 或者在所述映射关系中设置转发路径标记以指 示是否需要在所述转发 路径信息中查询转发路径; 所述源 ASN的报文处理模块还设置成: 在进行报 文处理时, 将源终端和目的终端的身份标识封装在处理后 的数据 文中。

优选地,所述源 ASN的映射信息查询模块是设置成通过如下方式 向所述 映射服务器进行查询: 向所述映射服务器发送查询请求, 其中携带源终端标 识和目的终端的 AID; 所述 TSN的映射信息查询模块是设置成通过如下方式 向所述映射服务器进行查询: 向所述映射服务器发送查询请求, 其中携带源 终端标识、 当前 TSN的 RID和目的终端的 AID , 其中所述源终端标识指源终 端的 AID或 RID。

优选地, 所述映射服务器还设置成: 在向源 ASN返回查询结果时, 向匹 配的转发路径上的 TSN下发映射信息,下发的映射信息至少包括源 终端标识、 下一路由节点的 RID及目的终端的 AID;所述 TSN的緩存模块緩存的映射信 息条目至少包括源终端标识、 下一路由节点的 AID及目的终端的 AID, 其中 源终端标识为源终端的 AID或 RID 。

为解决以上技术问题, 本发明还提供一种数据通信方法, 该方法基于身 份位置分离架构的数据通信系统实现, 该系统预先设置转发路径, 该方法包 括:

第一路由节点接收第一数据报文后, 根据所述第一数据报文中的源地址 和目的地址获取匹配的转发路径上所述第一路 由节点的下一路由节点即第二 路由节点的路由标识, 其中第一路由节点为源接入服务节点 (ASN )或转发 服务节点 (TSN ) , 第二路由节点为 TSN或目的 ASN; 以及

所述第一路由节点将第一数据报文封装为第二 数据报文, 所述第二数据 报文的目的地址为第二路由节点的路由标识, 并向第二路由节点转发所述第 二数据报文。

优选地, 所述第一路由节点为源接入服务节点 (ASN ) ; 第一路由节点 接收第一数据报文的步骤包括: 所述源 ASN接收源终端发送的第一数据报 文, 其中源地址和目的地址分别为源终端和目的终 端的身份标识 (AID); 所 述方法还包括: 所述源 ASN在进行 文封装时, 将源终端和目的终端的身份 标识封装在第二数据报文中。

优选地, 获取匹配的转发路径上第二路由节点的路由标 识的步骤包括: 所述第一路由节点根据本地緩存的映射信息匹 配转发路径获取第二路由节点 的路由标识, 或向存储映射信息的映射服务器进行查询后, 由所述映射服务 器进行转发路径匹配后下发第二路由节点的路 由标识。 优选地, 向存储映射信息的映射服务器进行查询的步骤 中, 所述第一路 由节点为源 ASN时, 源 ASN向所述映射服务器查询第二路由节点的路由 标 识时, 发送的查询请求中携带源终端标识和目的终端 的 AID; 所述第一路由 节点为 TSN时, 所述 TSN向所述映射服务器查询第二路由节点的路由 标识 时,发送的查询请求中携带源终端标识、当前 TSN的 RID及目的终端的 AID , 其中, 所述源终端标识指源终端的 AID或 RID。

优选地, 所述第一路由节点为源 ASN; 由所述映射服务器进行转发路径 匹配后下发第二路由节点的路由标识的步骤包 括: 映射服务器接收到源 ASN 的转发路径查询后, 向该源 ASN及与所匹配的转发路径关联的 TSN下发匹 配的映射信息, 下发到各 TSN的映射信息至少包括源终端标识、 下一路由节 点的 RID及目的终端的 AID , 其中所述源终端标识指源终端的 AID或 RID。

优选地,映射服务器中存储的映射信息包括终 端的 AID和 RID的映射关 系以及预先设置的源 ASN与目的 ASN之间的转发路径信息, 所述映射关系 与转发路径信息的关系为: 合设、 关联分设、 或者在所述映射关系中设置转 发路径标记以指示是否需要在所述转发路径信 息中查询转发路径。

为解决以上技术问题, 本发明还提供另一种数据通信方法, 该方法基于 身份位置分离架构的数据通信系统实现, 该系统预先设置转发路径, 该方法 包括:

A、 源接入服务节点 (ASN )接收源终端发送的数据报文, 其中源地址 和目的地址分别为源终端和目的终端的身份标 识( AID ) ;

B、 所述源 ASN根据接收的数据报文的源、 目的地址获取匹配的转发路 径中的下一路由节点的路由标识,所述源 ASN对所述接收的数据报文进行处 理, 处理后的数据报文的目的地址为下一路由节点 的路由标识, 并向下一路 由节点转发处理后的数据报文; 若下一路由节点为转发服务节点 (TSN ) , 则执行步骤 C, 若下一路由节点为目的 ASN, 则执行步骤 D;

C、 所述 TSN接收上一路由节点发送的数据报文后, 根据其中的目的地 址获取匹配的转发路径的下一路由节点的路由 标识, 将报文中的目的地址转 换成下一路由节点的路由标识, 并向下一路由节点转发处理后的数据报文; 循环执行该步骤直到下一路由节点为目的 ASN时, 执行步骤 D; 以及 D、 目的 ASN接收上一路由节点发送的数据报文后向将所 接收的数据报 文的源地址和目的地址还原为源终端和目的端 的身份标识, 并向所述目的终 端转发还原后的数据报文。

优选地, 步骤 B、 C中, 所述源 ASN或 TSN通过如下方式获取匹配的转 发路径中下一路由节点的路由标识:根据本地 緩存的映射信息匹配转发路径, 或向存储映射信息的映射服务器查询后, 由所述映射服务器进行转发路径匹 配后下发下一路由节点的路由标识。

优选地, 由所述映射服务器进行转发路径匹配后下发下 一路由节点的路 由标识的步骤包括:存储映射信息的映射服务 器接收到源 ASN的转发路径查 询请求后, 向所述源 ASN以及与匹配的转发路径关联的 TSN下发匹配的映 射信息, 下发到各 TSN的映射信息至少包括源终端标识、 下一路由节点的路 由标识及目的终端的 AID , 所述源终端标识指源终端的 AID或 RID。

优选地,映射服务器中存储的映射信息包括终 端的 AID和 RID的映射关 系以及预先设置的源 ASN与目的 ASN之间的转发路径信息, 所述映射关系 与转发路径信息的关系为: 合设、 关联分设、 或者在所述映射关系中设置转 发路径标记以指示是否需要在所述转发路径信 息中查询转发路径。

本发明还提供一种数据通信系统中的路由节点 , 所述数据通信系统基于 身份位置分离架构网络实现, 并预先设置有转发路径; 所述路由节点包括: 报文接收模块、 报文处理模块以及报文发送模块; 其中,

报文接收模块设置成: 接收第一数据报文并发送给报文处理模块; 报文处理模块设置成: 对所述第一数据报文进行处理以获得第二数据 报 文;

报文发送模块与报文处理模块连接, 并设置成转发所述第二数据报文。 优选地, 本发明的路由节点用作数据通信系统中的源接 入服务节点 ( ASN ) , 所述源 ASN还包括: 映射信息查询模块和緩存模块;

所述报文接收模块是设置成从源终端接收所述 第一数据报文, 所述第一 数据报文的源地址和目的地址分别为源终端和 目的终端的身份标识(AID ); 所述映射信息查询模块与报文接收模块连接, 并设置成: 根据所述第一 数据报文的源地址和目的地址查询緩存模块或 向映射服务器发送携带源终端 标识和目的终端的 AID的查询请求, 以获取匹配的转发路径上下一路由节点 的路由标识, 所述源终端标识为源终端的 AID或路由标识 RID;

緩存模块与映射信息查询模块连接, 并设置成: 根据映射信息查询模块 的查询结果或映射服务器主动下发的映射信息 建立并保存本地映射信息, 所 述本地映射信息包括终端的 AID和 RID的映射关系和转发路径信息;

所述报文处理模块与所述映射信息查询模块及 报文接收模块连接, 并设 置成通过如下方式对所述第一数据报文进行处 理: 将所述第一数据报文封装 成第二数据报文, 使所述第二数据报文的目的地址为下一路由节 点的 RID, 同时将源终端和目的终端的身份标识封装在所 述第二数据 文中;

所述报文发送模块是设置成向下一路由节点发 送所述第二数据报文; 其中, 映射关系与转发路径信息的关系为: 合设、 关联分设、 或者在所 述映射关系中设置转发路径标记以指示是否需 要在所述转发路径信息中查询 转发路径。 优选地, 所述路由节点用作数据通信系统中的转发服务 节点 (TSN ) , 所述 TSN还包括: 映射信息查询模块和緩存模块;

所述报文接收模块是设置成从上一路由节点接 收所述第一数据报文, 所 述上一路由节点为源 ASN或上一 TSN;

所述映射信息查询模块与报文接收模块连接, 并设置成: 根据所述第一 数据报文的源地址和目的地址查询緩存模块或 向映射服务器发送携带源终端 标识、 当前 TSN的 RID和目的终端的 AID的查询请求 , 以获取匹配的转发 路径上下一路由节点的路由标识;

所述緩存模块与映射信息查询模块连接, 并设置成: 根据映射信息查询 模块的查询结果或映射服务器下发的映射信息 保存本地映射信息, 所述映射 服务器下发的映射信息至少包括源终端标识、 下一路由节点的 AID及目的终 端的 AID;

所述报文处理模块与所述映射信息查询模块及 报文接收模块连接, 并设 置成通过如下方式对所述第一数据报文进行处 理: 将所述第一数据报文封装 成第二数据报文, 使所述第二数据报文的目的地址为下一路由节 点的 RID; 所述报文发送模块是设置成向下一路由节点发 送所述第二数据报文, 所 述下一路由节点为下一 TSN或目的 ASN; 所述源终端标识为源终端的 AID或 RID。 优选地, 所述路由节点用作所述数据通信系统中的目的 ASN; 所述报文处理模块是设置成通过如下方式对所 述第一数据报文进行处 理: 将所述第一数据报文的源地址和目的地址分别 还原为源终端和目的终端 的 AID; 所述报文发送模块是设置成向目的终端发送所 述第二数据报文。 本发明还提供一种数据通信系统中的映射服务 器, 所述数据通信系统基 于身份位置分离架构网络实现, 并设置有转发路径, 所述映射服务器设置成: 存储映射信息, 所述映射信息包括终端的身份标识(AID )和路由标识(RID ) 的映射关系和预先设置的转发路径信息, 以及, 根据路由节点的查询请求匹 配转发路径, 并返回查询结果; 其中, 映射关系与转发路径信息的关系为: 合设、 关联分设、 或者在所 述映射关系中设置转发路径标记以指示是否需 要在所述转发路径信息中查询 转发路径。 优选地, 所述映射关系与转发路径信息合设是指: 所述映射关系中包含 转发路径。 优选地, 上述路由节点包括源接入服务节点 (ASN ) 和转发服务节点 ( TSN ) ; 所述映射服务器还设置成:在向所述源 ASN返回查询结果的同时向所述 TSN下发映射信息, 下发的映射信息至少包括源终端标识、 下一路由节点的 RID及目的终端的 AID, 其中所述源终端标识为源终端的 AID或 RID。 本发明还提供另一种数据通信系统, 该系统基于身份位置分离架构网络 实现, 并包括根据以上所述的路由节点及映射服务器 。

本发明数据通信系统及方法的在身份位置分离 架构的网络中预先设置转 发路径,接入服务节点( Access Service Node , ASN )及转发服务节点( Transfer Service Node , TSN )等路由节点在转发数据报文前, 先获取匹配的转发路 径上下一路由节点的路由标识, 再向下一路由节点转发数据报文, 本发明在 身份位置分离网络间提供确定的转发路径和灵 活的流量调度, 满足实时性要 求高的移动通信业务的转发要求, 只需要增加 TSM节点, 无需升级和改进转 发网络的所有路由器即可满足未来的业务需求 , 可以改善网络的传输特性。

附图概述

图 1身份和位置分离的网络架构的组成示意图。

图 2 是本发明数据通信系统的网络架构示意图。

图 3是本发明数据通信方法的流程示意图。

图 4是本发明数据通信方法的应用实例的流程示 图。

图 5是本发明源 ASN向映射服务器发起查询的过程示意图。

本发明的较佳实施方式

本发明数据通信系统及方法的主要思想是在身 份位置分离架构的网络中 预先设置转发路径, 接入服务节点 (Access Service Node, ASN )及转发服 务节点( Transfer Service Node , TSN )等路由节点在转发数据报文前, 先获 取匹配的转发路径上下一路由节点的路由标识 , 再向下一路由节点转发数据 报文,本发明在身份位置分离网络间提供确定 的转发路径和灵活的流量调度, 满足实时性要求高的移动通信业务的转发要求 , 只需要增加 TSM节点, 无需 升级和改进转发网络的所有路由器即可满足未 来的业务需求。

本发明的数据通信系统, ^^于身份位置分离网络架构下的通信系统, 系统由接入服务节点 ASN、 转发服务节点 TSN和映射服务器组成。 如图 2所示, 本发明的数据通信系统中 ASN、 TSN都是两个以上的功能 相同的网络实体的称呼。

系统主要功能实体的定义如下:

ASN: Access Service Node, 接入服务节点。 ASN设置成: 维护终端与 网络的连接关系,为终端分配 RID,维护 /查询通信对端的 AID-RID映射关系; 以及, 封装、 路由终端发出的数据报文, 从转发网络接收送达本 ASN所属的 终端的封装报文, 进行解封装处理, 恢复为以 AID为地址的报文并发送给终 端。

ASN收到终端发来的数据报文时, 根据报文中的通信对端 AIDc查询本 地映射信息(包括 AID-RID的映射关系及预置的转发路径信息): 若查到对 应的本地映射信息,将 RIDc封装在报文头部并转发到转发网络; 没有查到对 应的本地映射信息, 向映射服务器发出查询请求, 获取 AIDc-RIDc映射关系 及转发路径上第一转发服务节点 TSN的 RID或者通信对端的 RID,并增加到 本地緩存中。

TSN: Transfer Service Node , 转发服务节点, TSN是转发网络中的转发 路径节点, 其设置成: 接收映射服务器发送的映射信息或者向映射服 务器查 询映射信息; 以及, 维护转发网络数据通信的本地映射信息, 并按照转发路 径完成转发路径上路由节点的路由标识转换, 将转发报文中的目的地址中的 路由标识 RID转换为下一个转发路径节点的 RID。

本发明中 ASN和 TSN均具有路由转发功能, 统称为路由节点, 可理解 地, 源 ASN和目的 ASN分别为第一个路由节点和最后一个路由节点 , 转发 路径上的第一转发业务节点 TSN1 的上一个路由节点为源接入服务节点 ASNs, 最后一个转发服务节点的下一路由节点为目的 接入服务节点 ASNd。

与本发明相关的, 源 ASN和 TSN具有以下共同点:

用于接收数据报文, 根据接收的数据报文中的源、 目的地址从本地緩存 或映射服务器获取匹配的转发路径上下一路由 节点的路由标识; 还用于将接 收的数据报文处理为目的地址是下一路由节点 的路由标识的数据报文, 并向 下一路由节点转发所述数据报文。对源 ASN来说, 其下一个路由节点是 TSN 或目的 ASN,对 TSN ( k )来说其下一个路由节点是 TSN ( k+1 )或目的 ASN。 所述源 ASN的路由标识指源终端的 RID。

具体地, ASN和 TSN包括报文接收模块、映射信息查询模块、緩 存模块、 报文处理模块及报文发送模块, 所述 ASN为源 ASN时, 其与 TSN的各模块 的功能如下:

报文接收模块设置成: 接收终端或上一路由节点发送的数据报文; 对于 从源终端到目的终端的路径方向而言,源 ASN不存在上一路由节点, TSN( k ) 的上一路由节点为源 ASN或 TSN(k-l);

映射信息查询模块与报文接收模块连接, 并设置成: 根据数据报文的源、 目的地址查询緩存模块或向所述映射服务器查 询以获取匹配的转发路径的下 一路由节点的路由标识;

緩存模块与映射信息查询模块连接, 并设置成: 根据映射信息查询模块 的查询结果或映射服务器下发的映射信息建立 并保存本地映射信息;

报文处理模块与所述映射信息查询模块及报文 接收模块连接,并设置成: 对所述报文接收模块接收的数据报文进行处理 , 处理后的数据报文的目的地 址为下一路由节点的 RID;

TSN的报文处理模块是利用下一路由节点的 RID替换接收到的报文的目 的地址(即本节点的 RID ) ; 而源 ASN的报文处理模块对接收的报文不改变, 使用源终端的 RID和下一路由节点的 RID进行外层封装。

报文发送模块与所述报文处理模块连接, 并设置成发送所述报文处理模 块处理后的数据报文;

源 ASN与 TSN的不同之处在于: 所述源 ASN的报文接收模块接收的数 据报文来自终端, 其报文的源、 目的地址分别为源、 目的终端的身份标识; 所述 ASN的緩存模块还设置成緩存 AID和 RID的映射关系, 其中映射关系 条目与转发路径信息条目合设或关联分设;所 述 ASN的数据报文处理模块进 行报文处理时, 将源、 目的终端的身份标识封装在数据报文中。

目的 ASN包括报文接收模块、报文处理模块及报文发 送模块, 其中报文 接收模块接收的数据报文为最后一个 TSN发送的数据报文; 数据报文处理模 块对数据报文进行解封装, 将数据报文的源、 目的地址还原为源、 目的终端 的身份标识; 所述报文发送模块将解封装后的数据报文发送 到目的终端。

映射服务器主要功能是保存移动节点的映射信 息, 处理移动节点的登记 注册流程, 处理通信对端的路由标识查询流程, 为 ASN和 TSN的路由查询 提供服务。 映射信息中包括 AID-RID映射关系及转发路径信息, 转发路径信 息为数据转发路径上的各路由节点的路由标识 。 因此转发路径信息至少包括 源终端的路由标识、 目的终端的路由标识 RID。

映射信息查询: 当源 ASN 向映射服务器查询通信对端 (通信的目的终 端), 查询报文中包括通信对端的身份标识 AID, 映射服务器进行查询处理, 如果映射服务器的映射信息中包括转发服务节 点信息, 映射服务器就向 ASN 返回查询响应报文, 其中包括匹配的转发路径的第一转发服务节点 的路由标 识 RID, 优选地, 映射服务器同时还向匹配的转发路径的 TSNk下发映射信 息, 优选地, 映射服务器主动下发源终端路由标识、 下一路由节点的路由标 识, 并同时下发目的终端的身份标识; 如果映射服务器的映射信息中没有转 发服务节点信息,则向 ASN返回包括通信对端的路由标识 RID的查询响应报 文。 映射服务器还接收 TSN的转发路径的查询, 并返回转发路径上下一个转 发服务节点的路由标识 RID。

转发路径的设置: 映射服务器根据数据通信业务的需求, 规划转发路径, 转发路径由源 ASN、第一转发服务节点 TSN1 ,第二转发业务节点 TSN2 第 m转发业务节点 TSNm、 目的 ASN组成, 转发路径从源 ASN开始, 下一 转发服务节点为 TSN1 , 再下一个转发服务节点为 TSN2 , 第 m转发业务节 点 TSNm的下一个转发服务节点是目的 ASN, 目的 ASN是转发路径的最后 节点。

可理解地, 源 ASN的路由标识即源 ASN为源终端分配的源终端的路由 标识, 本文中釆用 "源 ASN的路由标识" 的说法只是为了便于对源 ASN和 转发服务节点的进行统一描述, 特此说明。

映射服务器的映射信息处理包括以下几方面: ( 1 )建立转发路径

在映射服务器中建立数据通信的转发路径, 转发路径包括源终端的路由 标识 RIDs、 m个转发服务节点 TSNl-m的路由标识 RIDl-m、 目的终端的路 由标识 RIDd, 并将转发路径信息添加到映射信息中, 现有的映射信息为目的 终端的身份标识 AIDd和目的终端的路由标识 RIDd构成的映射关系, ASN可 以根据目的终端的身份标识 AID查询目的终端的路由标识 RID , 增加转发路 径信息后的映射信息为(源终端的路由标识 RIDs、目的终端的身份标识 AIDs, 转发服务节点的路由标识 RID 1-m, 目的终端的路由标识 RIDd ) 。

以下给出两种映射信息的表示方式:

方式一、 映射关系与转发路径合设, 即映射信息表包含转发路径。 其基 本形式如下:

根据上表, 映射服务器使用目的终端的身份标识 AIDd可以查询目的终 端的路由标识 RIDd, 或者使用源终端的路由标识 RIDs及目的终端的身份标 识查询转发路径的路由节点的路由标识。

映射信息表转发路径的另一种形式, 转发路径是有顺序的,基本顺序为: 源终端的路由标识 RIDs,第一转发服务节点 TSN1的路由标识 RID1 ,第二转 发服务节点 TSN2的路由标识 RID2, ... ... ,第 m转发服务节点 TSNm的路由 标识 RIDm, 目的终端的路由标识 RIDd。

方式二、 映射关系表与转发路径信息表关联分设

映射关系表包括终端的身份标识与路由标识的 映射关系, 转发路径信息 表包括源终端 (即源 ASN ) 的路由标识 RIDs, 目的终端 (即目的 ASN ) 的 路由标识 RIDd以及该转发路径上顺序排列的各转发服务 点 TSN的路由标 识。 基本顺序为: 源终端的路由标识 RIDs, 第一转发服务节点 TSN1的路由 标识 RID 1 , 第二转发服务节点 TSN2的路由标识 RID2 , ... ... , 第 m转发服 务节点 TSNm的路由标识 RIDm, 目的终端的路由标识 RIDd。

映射服务器根据源 ASNs的查询报文中先查询映射关系表获得目的 端 的路由标识 RIDd , 再根据源终端的路由标识 RIDs和目的终端的路由标识 , 查询转发路径信息表, 从而获得下一路由节点的路由标识, 若在转发路径信 息表中未查询到匹配的转发路径, 则默认为未指定转发路径或无需经 TSN, 直接从 RIDs向 RIDd转发。

为了提高查询转发路径信息表的效率, 也可釆用以下方法:

方式三、 映射信息表中设置转发路径标记, 指示向对应的目的终端发送 数据报文时是否需要查询转发路径信息表。

转发路径标记 i的值等于 0 ( i=0 ) 时, 表示没有转发路径存在或没有指 定的转发路径; 非零(i≠0 ) 时表示存在转发路径信息表, 需要进一步的查 询转发路径信息表。

转发路径信息表, 含有转发路径的信息, 基本形式如下:

源终端的路由标识 RIDs, 第一转发服务节点 TSN1 的路由标识 RID1 , 第二转发服务节点 TSN2的路由标识 RID2 , ... ... , 第 m转发服务节点 TSNm 的路由标识 RIDm, 目的终端的路由标识 RIDd。

( 2 )对源接入服务节点 ASNs的映射查询处理

映射服务器接收源接入服务节点 ASNs的映射查询请求消息, 映射查询 请求消息中包括目的终端的身份标识 AIDd和源 ASNs的 RIDs或映射查询请 求消息中包括源、 目的终端的身份标识 AIDs和 AIDd, 映射服务器查询映射 信息, 并返回响应 4艮文。

若匹配的映射信息的转发路径中有 TSN, 则响应报文中包含匹配的映射 信息中第一转发服务节点的 RID1及目的终端的路由标识 RIDd; 同时映射服 务器将该数据通信的映射信息发送给该转发路 径上的其他转发服务节点, 优 选地, 映射服务器主动下发源终端的路由标识、 下一路由节点的路由标识, 并同时下发目的终端的身份标识, 以便转发服务节点接收到数据报文后, 根 据緩存的映射服务器主动下发的映射信息匹配 唯一的转发路径, 并快速进行 处理及报文转发。

若匹配的映射信息的转发路径中无 TSN, 则响应报文中包含的目的终端 的路由标识 RIDd。

( 3 )转发服务节点 TSNk的转发路径查询处理

一般来说, 在映射服务器主动下发映射信息后, 转发服务节点根据本地 緩存的映射服务器主动下发的映射信息即可匹 配唯一的转发路径, 获取下一 路由节点的路由标识, 并快速进行处理及报文转发; 但在实际应用过程中, 可根据映射服务器下发映射信息的是否全面或 其他策略由转发服务节点向映 射服务器发起转发路径查询。

映射服务器接收转发服务节点 TSNk的转发路径查询报文, 该报文中包 括源 ASNs的路由标识 RIDs和 TSNk的路由标识 RIDk及目的终端的身份标 识 AIDd, 映射服务器查询映射信息, 并返回响应报文, 其中至少包含匹配的 映射信息中下一个路由节点的路由标识 RID ( k+ 1 ) 。

ASN的处理流程, 包括:

( 1 ) ASN对接收的源终端发送的报文处理

源 ASN接收源终端发来的报文, 报文中的地址格式为: (目的终端的身 份标识 AIDd, 源终端的身份标识 AIDs )

源 ASN获取下一个路由节点的路由标识;

源 ASN可通过以下两种方式获取下一个路由节点的 路由标识: 方式一、 源 ASN根据目的终端的 AIDd查询本地緩存, 得到下一个路由 节点的路由标识 RIDn (第一转发服务节点的 RID1或者目的终端的 RIDd ) ; 方式二、如果查询本地映射表没有匹配表项, ASNs向映射服务器发送映 射查询请求消息, 映射查询请求消息中包括目的终端的身份标识 AIDd和源 ASNs的 RIDs, 映射服务器返回映射信息查询响应报文, 该响应报文中包含 下一个路由节点的路由标识 RIDn (第一转发服务节点的 RID1或者目的终端 的 RIDd ) , 源 ASNs将该路由标识加入本地映射信息表, 供 ASNs进行源终 端发送报文的封装处理时使用。

源 ASN根据获取的下一个路由节点 RIDn的路由标识及为源终端分配的 路由标识 RIDs对接收到的报文进行封装处理, 然后通过转发网络进行转发。

封装后的报文的地址格式为两层, 其中内层地址格式为 (目的终端的

AIDd, 源终端的 AIDs ) ; 封装的外层地址格式为

(下一个路由节点的路由标识 RIDn , 源终端的路由标识 RIDs )

ASN接收转发网络送到目的终端的报文处理:

目的 ASNd接收转发网路送达的报文, 报文的地址格式为: (目的终端 的路由标识 RIDd , 源终端的路由标识 RIDs ) (目的终端的身份标识 AIDd , 源终端的身份标识 AIDs ) ; ASNd解封装处理, 去除封装报文的外层地址- 路由标识, 保留内层地址, 解封装处理后的报文地址格式为: (目的终端的 身份标识 AIDd, 源终端的身份标识 AIDs ); ASNd将解封装后的报文发送给 目的终端, 目的终端的省份标识 AIDd。

TSN对接收的数据报文的处理:

TSNk接收转发路径的上一路由节点 (k-1 )通过转发网络发来的报文, 报文地址格式为:

( RIDk , RIDs ) (目的终端的身份标识 AIDd , 源终端的身份标识 AIDs )

TSNk根据报文的外层地址中的 RIDs和目的终端的身份标识 AIDd查询 本地映射信息, 得到下一个路由节点的路由标识 RID ( k+1 ) , 如果本地緩存 中没有匹配表项, TSNk向映射服务器发送映射查询请求消息,其 包括 TSNk 的路由标识 RIDk、 源终端的路由标识 RIDs和目的终端的身份标识, 映射服 务器返回映射信息查询响应报文,其中至少包 含下一个路由节点的路由标识; TSNk进行地址转换处理将接收报文外层地址的 RIDk转换为转发路径上下一 路由节点 (k+1 ) 的路由标识 RID ( k+1 ) (转发路径上最后一个转发服务节 点的下一路由节点为目的接入服务节点 ASNd ) , 并将该报文通过转发网络 转发给转发路径上的下一个转发服务节点, 地址转换后的报文地址为:

( RID ( k+1 ) , RIDs ) (目的终端的身份标识 AIDd, 源终端的身份标 识 AIDs ) 。

TSN对映射服务器下发的信息及查询响应报文的 处理:

TSN接收映射服务器主动下发的映射信息或根据 TSN的查询请求下发的 映射信息查询响应报文, 建立本地的映射信息表, 映射信息表包括源 ASNs 的路由标识 RIDs, 本转发服务节点的路由标识 RIDk、 下一个路由节点的路 由标识 RID ( k+1 )及目的终端的身份标识, 供 TSN进行报文地址转换处理 时使用,地址转换将接收报文外层地址中的目 的地址 RIDk转换为 RID( k+1 )。

本发明提供的路由节点和映射服务器的功能具 体见以上所述。

概括来说, 本发明数据通信方法基于身份位置分离架构的 数据通信系统 实现, 该系统预先设置转发路径, 如图 3所示, 该方法包括:

步骤 301 : 第一路由节点接收第一数据报文后, 根据所述第一数据报文 中的源、 目的地址获取匹配的转发路径上所述第一路由 节点的下一路由节点 即第二路由节点的路由标识, 其中第一路由节点为源接入服务节点 (ASNs ) 或转发服务节点 ( TSN ) , 第二路由节点为 TSN或目的 ASNd;

步骤 302: 所述第一路由节点将第一数据报文封装为第二 数据报文, 所 述第二数据报文目的地址为第二路由节点的路 由标识, 并向第二路由节点转 发所述第二数据报文。

进一步地展开来说, 该方法也可描述为:

A、 源接入服务节点 (ASN )接收源终端发送的数据报文, 其中源、 目 的地址为源、 目的终端的身份标识(AID ) ;

B、 所述源 ASN根据接收的数据报文的源、 目的地址获取匹配的转发路 径中的下一路由节点的路由标识,所述源 ASN对所述接收的数据报文进行处 理, 处理后的数据报文的源、 目的地址分别为源终端的路由标识及下一路由 节点的路由标识, 并向下一路由节点转发处理后的数据报文; 若下一路由节 点为转发服务节点 (TSN ) , 则执行步骤 C, 若下一路由节点为目的 ASN, 则执行步骤 D;

C、 所述 TSN接收上一路由节点发送的数据报文后, 根据其中的目的地 址获取匹配的转发路径的下一路由节点的路由 标识, 将报文中的目的地址转 换成下一路由节点的路由标识, 并向下一路由节点转发处理后的数据报文; 循环执行该步骤直到下一路由节点为目的 ASN时, 执行步骤 D;

D、 若下一路由节点 k为目的 ASN, 则所述目的 ASN接收所述数据报文 后将所述数据报文的源、 目的地址还原为源、 目的端的身份标识, 并向所述 目的终端转发还原后的数据报文。

应用实例 1

若数据通信系统中设置移动终端 A (源终端)到移动终端 B (目的终端) 的转发路径为:

ASNS-TSN1-TSN2-...TSN(k-l)-TSNk-TSN(k+l)... TSNm-ASNd, 其对应的转发路径信息为:

RIDs-RIDl-RID2 - ...RID(k-l)-RIDk-RID ( k+1 ) ...-RIDd。

如图 4所示, 数据通信方法的流程包括:

步骤 601 : 源终端向目的终端发起通信, 通过无线网络发送报文, 报文 的地址格式为:

(目的终端的身份标识 AIDd, 源终端的身份标识 AIDs ) ;

步骤 602:源 ASNs接收步骤 601的报文,源 ASNs根据目的终端的 AIDd 查询本地緩存, 得到第一个转发服务节点 TSN1的路由标识 RID1 , 同时使用 源 ASNs为源终端分配的路由标识 RIDs对接收到的报文进行封装处理,封装 后的报文增加外层地址路由标识, 地址格式为:

( RID 1 , RIDs ) (目的终端的身份标识 AIDd , 源终端的身份标识 AIDs ) 步骤 603: 源 ASNs通过转发网络转发 602封装后的报文;

步骤 604: 第一个转发服务节点 TSN1接收步骤 603报文, 根据 RIDs和

RID1 查询本地映射信息表, 得到下一个转发服务节点 TSN2 的路由标识 RID2, 进行 文的地址转换处理, 将^艮文中的目的地址 RID1转换成 RID2; 步骤 605: TSN1通过转发网络发送地址转换后的报文, 报文的地址格式 为( RID2 , RIDs ) (目的终端的身份标识 AIDd , 源终端的身份标识 AIDs ); 步骤 606:转发服务节点 TSNk接收转发路径上前一个转发服务 节点 TSN ( k-1 )发来的报文, 根据 RIDs和 RIDk查询本地映射信息表, 得 到下一个转发服务节点的路由标识 RID ( k+1 ) , 进行报文的地址转换处理, 将才艮文中的目的地址 RIDk转换成 RID ( k+1 ) 。

步骤 607: TSNk通过转发网络发送地址转换后的报文, 报文的地址格式 为:

( RID ( k+1 ) , RIDs ) (目的终端的身份标识 AIDd, 源终端的身份标 识 AIDs )

步骤 608: 目的 ASNd接收报文, 进行解封装处理, 去除外层 地址的路由标识, 解封装后报文的地址格式为

(目的终端的身份标识 AIDd, 源终端的身份标识 AIDs )

步骤 609: 目的 ASNd通过无线网络发送解封装后的报文, 目的移动终 端接收报文。

反向通信的流程可以类推。

在步骤 602中, 源 ASNs根据目的终端的 AIDd查询本地緩存,如果本地 緩存中没有目的终端 AIDd的表项, 需要向映射服务器查询, 查询流程如图 5 所示: 701 , 源 ASNs发送映射信息查询报文, 报文中包含源终端的路由标识 RIDs和目的终端的身份标识 AIDd;

702, 映射服务器处理映射信息查询报文, 查询映射信息表, 映射信息表 中包括转发路径,从源接入服务节点 ASNs、 m个转发服务节点 TSNl-TSNm、 到目的接入服务节点 ASNd止, 转发路径是按顺序的, 如 ASNs下一路由节 点是第一转发服务节点, 目的接入服务节点 ASNd的上一路由节点是第 m个 转发服务节点 TSNm。 同样可以说第一转发服务节点的上一路由节点 为 ASNs, 第 m个转发服务节点 TSNm 的下一路由节点是目的接入服务节点 ASNd, 根据源终端的路由标识 RIDs和目的终端的身份标识 AIDd匹配唯一 的转发路径;

703 , 映射服务器返回映射信息查询响应报文, 报文包含匹配的转发路径 的下一个路由节点即第一转发服务节点的路由 标识 RID 1;

704 ,映射服务器向匹配的转发路径中关联的其他 由节点即转发服务节 点发送映射信息,优选地,下发的映射信息包 括以下有效信息:源终端的 RID、 下一路由节点的 RID及目的终端的 AID;

705, 源 ASNs接收映射信息查询响应报文, 建立目的终端的映射表项, 并增加到本地映射信息表中, 映射表项为(目的终端的 AIDd, 第一转发服务 节点的路由标识 RID 1 , 目的终端的 RIDd ) ;

706, 转发服务节点 TSNk接收映射服务器发送的转发路径, 建立本地映 射信息表项, 该本地映射信息至少表项包括源终端 RIDs, 下一个路由节点路 由标识 RID ( k+1 ) , 目的终端的身份标识 AIDd。

在以上图 4所示的实施例中, 源 ASN和转发路由节点 TSN发送的数据 报文的源地址均为源 ASN的路由标识, 除此之外, 源地址还可以是发送数据 报文的当前节点的路由标识, 可以理解地, 本发明主要根据预先设置的转发 路径确定下一个路由节点, 并据此改变数据报文的目的地址来实现报文的 路 由, 而并不关注源地址的表现方式。

本发明的主要思想是根据业务需求预置转发路 径, 以便转发网络中的各 路由节点根据预置的转发路径进行数据报文的 转发, 基于该思想, 映射服务 器及各路由节点存储 AID-RID映射关系及转发路径信息的方式可以有 种变 换的实现方式, 如在映射服务器及各路由节点用相同的标识或 序号指向某一 转发路径信息, 该标识或序号可携带在数据报文中, 使得接收到该数据报文 的路由节点可以快速从本地緩存或映射服务器 匹配转发路径获得下一路由节 点的路由标识, 并快速转发数据报文。

本发明中所涉及的映射信息, 在映射服务器需要同时保存合设或分设的 转发路径信息及映射关系, ASN和 TSN的本地映射信息中可以同时保存合设 或分设的转发路径信息及映射关系,也可以仅 保存映射关系或转发路径信息, 再从映射服务器获取转发路径信息或映射关系 , 还可以在本地保存合设的映 射信息的有效部分, 如在 ASN 的本地映射信息保存源终端 AID、 目的终端 AID及下一个路由节点的 RID, 源 ASN可以根据这样的有效映射信息条目匹 配唯一的转发路径, 获取 TSN的 RID, 实现报文的封装转发; TSN的本地映 射信息表项包括源终端 RIDs、 下一个路由节点路由标识, 目的终端的身份标 识 AIDd。

各路由节点 (包括 ASN和 TSN )向映射服务器请求查询时携带的信息以 及各路由节点本地映射信息以能匹配到唯一的 转发路径为原则, 在本发明的 具体应用中, 可在该原则的基础上, 根据映射关系及转发路径信息的具体体 现方式进行变化。 可理解地, 匹配到唯一转发路径的根基在于源、 目的终端 的身份标识, 而源终端的身份标识和路由标识对转发网络而 言, 在匹配转发 路径时, 两者的效果相同,能可替换地, 匹配到唯一的转发路径,如在源 ASN 向映射服务器进行映射信息查询时, 可携带源、 目的终端的身份标识, 也可 携带源终端的路由标识(即源 ASN完成了源终端身份标识与路由标识的映射 处理)及目的终端的身份标识; 在转发服务节点的查询请求、 本地緩存信息 及映射服务器下发的信息中, 均可将其中的源终端的路由标识和源终端的身 份标识进行替换,因此可理解概括为源终端的 标识(即身份标识或路由标识)。

以上实施例中, 源 ASN对源终端发送的数据报文进行处理时, 是釆用二 层封装的方式携带源、 目的终端 AID的, 可变换的, 可利用报文扩展头 (如 目的地选项头)将源、 目的终端的 AID带到目的 ASN, 从而实现数据报文的 还原。 本发明方法还可扩展至网间通信, 对于网间通信来说, 连接两个网络的 互通服务节点( Interconnect Service Node, ISN )其功能实质上也是转发路由, 与本发明转发路由节点 (TSN )在这一点上是相同的, 因此, 可理解地, 本 发明所说的 TSN广义上包括互通服务节点 (ISN ) 。

工业实用性

与现有技术相比, 本发明在身份位置分离网络间提供确定的转发 路径和 灵活的流量调度, 满足实时性要求高的移动通信业务的转发要求 , 只需要增 加 TSM节点,无需升级和改进转发网络的所有路由 器即可满足未来的业务需 求, 可以改善网络的传输特性。