基于标识/位置分离的新型移动性管理机制研究

包后，再一次通过映射系统查询该LLOC对应的RLOC。两次查找过程如图2所示。

图2　LISP-MN中数据传输

事实上，虽然LISP-MN提出了一些设计目标，但它并没有提出一个清晰的方案来实现。它甚至忽视了一些问题，比如快速移动性。总的来说，LISP-MN存在以下问题：

(1)基于主机的方式。LISP-MN要求节点在移动时获取新的Locator，并参与到移动管理的步骤中，这增加了移动节点的复杂度。MN由于要具备ITR/ETR的功能而负载过重。

(2)开销。LISP-MN要求对所有的数据包进行双重映射和双重封装。

(3)切换性能。MN需要承受由于新位置识别、双重映射和双重封装引起的长的切换延迟和丢包率。

3　改进的移动性管理方案

为了解决LISP中存在的移动性问题，本文提出了一种基于标识/位置分离的移动性管理方案。该方案包含三种命名空间和两种映射系统。数据包在传输过程中只封装一次。同时，提出了快速的位置更新方法，来实现灵活的移动性支持和平滑切换需求。

3.1　三种命名空间

本方案定义了一种主机名HN(Host Name)的名字空间，所以系统中一共有三种命名空间：HN，EID，RLOC。相应的需要两种映射系统：HN至EID，EID至RLOC。整个系统的结构如图3所示。HN是不变的且全球惟一的主机标识，EID用来标识MN的应用程序。MN的EID在节点移动至别的LISP区域时会发生改变。HN是长度可变的、可读的、方便记忆的，而EID是用在LISP数据包中头部的源地址或目的地址的IPv4或IPv6地址，它是不可读的。

图3　移动性管理网络框架及数据传输示意图

为了从HN获得对端的EID，本方案引入了HN—EID映射系统。该映射系统可以通过修改DNS系统来实现，考虑到终端可能存在多个EID的情况，HN与EID的映射关系可能是一对多的关系，因此我们做了一个Priority的扩展，其格式见图3。关于如何使用此映射下面将会详细介绍。

3.2　动态移动管理方案

在该方案中，MN一旦进入到一个新的LISP区域就会动态获得一个新的EID。相应的，新开启的会话将采用新的EID作源地址或目的地址，而老的会话为了支持移动性仍然采用旧的EID。

图3表示了该方案的一个实例：MN在位置A与CN_1产生会话(1)，当它移动到位置C后，会话(2)就被转交给C。同时，CN_2在MN移动到位置C后向它发起新的会话(2)。图4表示了整个过程的注册和切换信令的交互示意。

图4　移动性管理方案注册及切换流程图

首先，每个ETR在自己的位置注册自己的EID前缀到相应的映射服务器上，如图4步骤1所示。当MN从位置A启动时，它根据EID前缀(10.0.0.0/24)配置得到EID_1(10.0.0.1)。然后，MN开始和CN_1通信。首先，MN通过查询HN-EID映射系统获得CN_1的EID(12.0.0.1)，如图4中A所示。然后，MN分别以10.0.0.1和12.0.0.1作为源地址和目的地址发出第一个数据包。当ITR/ETR_A收到这个包时，它应该获得该目的EID的RLOC。因此，如图4中步骤3~5所示，ITR/ETR_A执行RLOC查询操作，该操作与LISP中相同。然后，ITR/ETR_B的地址就以RLOC(3.0.0.1)的形式返回。最后，数据通过在ITR/ETR_A和 ITR/ETR_B处封装和解封装来完成在核心网内的传输。

图3中，模块(a)描述了会话(1)的封装和解封装的过程。在位置A处的映射查询和数据初始化与标准LISP中一样。然后，MN移至位置C，而会话(1)需要保持并移交至新接入点。在该方案中，MN在位置C处获得新的EID_2(11.0.0.1)。然后，EID_2将被注册到HN-EID映射系统里如图4中步骤7和B所示。

现在HN-EID映射系统里面存在一个HN(mn@hpnl.ac.cn)对应两个不同优先级的EID(10.0.0.1 和11.0.0.1)的条目。由于现在该MN节点在位置C，所以把EID_2的优先级设置比EID_1高。这样在后续的应用中就采用EID_2作MN的目的地址。

然而，会话(1)中的数据包仍然使用EID_1作源地址来保持会话的连贯性。当ITR/ETR_C接到终端发来的会话(1)的数据包时，它认识到该MN需要移动性支持，因为该包中的源地址EID与它自己的EID前缀不匹配。然后，ITR/ETR_C发出EID-RLOC的映射更新消息给ITR/ETR_A，如图4中步骤8~10。当ITR/ETR_A接收到该更新后，它就添加该EID对应的RLOC的映射条目，并赋之更高的优先级。这样，任何指向EID_1的映射请求都会被返回2.0.0.1，指向位置C。而别的来自10.0.0.0/24区域的主机请求仍旧指向位置A。这样该方案保持了LISP映射系统的规模性和汇聚性。

该方案在更新完MN的EID至RLOC映射数据库后，开始进行快速的位置更新以实现快速切换。首先，ITR/ETR_A通知ITR/ETR_B，更新其EID-RLOC的缓存，如图4中步骤11所示。所以ITR/ETR_B不必要去请求映射系统来获知MN的新RLOC。然后，ITR/ETR_A将缓存中发往MN的数据发往ITR/ETR