一种基于D1HT+Chord的名址分离映射系统技术方案

本发明专利技术涉及名址分离映射系统，具体为一种基于D1HT+Chord的名址分离映射系统，用于解决传统映射系统中存储信息冗余、节点物理位置与逻辑位置不匹配的问题。本发明专利技术名址分离映射系统，包括：1)根据地理位置，分配EID信息，将EID前缀作为识别不同地理位置的参考，不同的地理位置构成多个网络域；2)为每个域设置关键映射服务器和普通映射服务器，各关键映射服务器能相互通信，且直接将服务器的EID值作为映射服务器节点的NodeId；3)通信查找目的节点时，首先在域内查找，若不在，则通过关键映射服务器进行域间查找。本发明专利技术提供基于D1HT+Chord的名址分离映射系统通过双层映射的方式，缩短了平均查询时延和查询路径，提升了查询性能，增强了映射系统的可扩展性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及名址分离映射系统，具体涉及一种基于DIHT+Chord的名址分离映射 系统。
技术介绍
随着当前互联网规模不断扩大，所面临的挑战越来越严峻；其中，IP语义过载导 致的网络扩展性问题已经严重制约了互联网的进一步发展；IPv6、VPN以及多宿主技术的 发展更加剧了这一情况。为解决这一问题，IETF提出了名址分离思想，即将IP的身份标识 和地址标识分离，以身份标识代表主机在全网中的唯一身份；以地址标识仅用于定位节点 在网络拓扑中的位置。 对于名址分离机制，其核心问题是如何构建一个高效可靠的映射系统，以实现 身份标识和地址标识映射对的存储和查询功能。目前，基于LISP(Locator/Identifier SeparationProtocol)已提出多种映射系统的解决方案；这些方案的核心思想是将 EID(EndpointIdentifier)和RL0C(RouteLocater)形成键值对分布存储在映射服务器 中，路由过程中通过身份标识查找映射系统获取对端的实际地址。但是，这些方案存在着存 储信息冗余、节点物理位置与逻辑位置不匹配的问题；同时，这些映射系统多为单层结构， 当网络规模较大时查询时延较长，扩展性也难以保证。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于DIHT+Chord的名址分离映射系统，主要解决传 统映射系统中存储信息冗余、节点物理位置与逻辑位置不匹配的问题。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为： -种基于DIHT+Chord的名址分离映射系统，其特征在于， 1)根据地理位置，分配EID信息，将EID前缀作为识别不同地理位置的参考，不同 的地理位置构成多个网络域； 2)为每个域设置关键映射服务器和普通映射服务器，各关键映射服务器能相互通 信，且直接将服务器的EID值作为映射服务器节点的Nodeld;关键存表存储Chord指针表 (包括顺时针指针表和逆时针指针表）、全局路由表、本地资源表、前继节点信息、后继节点 信息、D1HT前后继节点、Chord环内前后继节点以及备份节点信息；其中全局路由表记录该 关键映射服务器到网络其它关键映射服务器的路由信息；本地资源表中存储有过交互的节 点映射信息和服务器信息；当第一次查询某个EID，得到目的服务器返回的该EID-t〇-RL0C 的映射信息，同时也得到该目的服务器的EID，IP，port，形成新的表项插入本地资源表中； 而普通映射服务器中存储Chord指针表（包括顺时针指针表和逆时针指针表）、本地资源 表、Chord环内前后继节点以及备份节点信息； 3)通信查找目的节点时，首先在域内（发送节点的EID前缀所属网络域）查找，若 不在，则通过关键映射服务器进行域间查找，查找到目的节点所在的地域，并将通信报文发 送至该目的地域的关键映射服务器，进行域内查找；其中，域内查找采用chord方式进行查 找，域间查找采用D1HT方式进行查找。 进一步的，所述Chord环采用顺时针与逆时针指针表的双向表，从而覆盖整个环 上节点的信息；节点n的顺时针指针表中第一项指针起始值为n+1，第i项指针起始值改为 n+2m/2+1 2,i的取值范围为2彡i彡m/2-l，后序的m/2项采用均分的方式，最后一项起始值 为n+2mS逆时针指针表中第一项起始值为n-1，第i项指针起始值改为n-2 m/2+1 2,i的取值 范围为2彡i彡m/2-l，后序的m/2项采用均分的方式，最后一项起始值为n-2ml;当结果为 负数时则加上64 ;当进行节点查询时，当查询的key值小于n+2m \则选取顺时针指针表进 行查询，否则选取逆时针指针表进行查询。 本专利技术提供基于DIHT+Chord的名址分离映射系统通过双层映射的方式，缩短了 平均查询时延和查询路径，提升了查询性能，增强了映射系统的可扩展性；通过改进Chord 环，并基于该Chord环实现映射系统中映射对的分布式存储和查找，解决了物理拓扑与逻 辑拓扑不匹配的缺陷。【附图说明】 图1为传统Chord环及其指针表结构示意图。 图2为本专利技术中Chord环及其指针表结构示意图。 图3为本专利技术中DIHT+Chord映射系统结构示意图。 图4为本专利技术中关键映射服务器节点数据结构示意图。 图5为本专利技术中普通映射服务器节点数据结构示意图。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。 本实施例中基于名址分离网络技术和LISP-DHT结构，设计了一种D1HT与Chord 相结合的双层映射系统。从原理上说明： 该映射系统采用的标识体系与LISP-致，EID可以使用IPv4或IPv6的命名空间， 使EID既具有IP地址的层次结构，同时也有利于部署，但与LISP不同的是，在边缘网络寻 址时，采用间接映射的方式映射终端EID的RL0C，以便更好的支持节点的移动特性。 DHT-分布式哈希表，采用hash函数，将任意长度的数据变成定长的字符序列，且 hash函数具有单向性，给定的数据由hash变换后的字符序列不能由一个函数反向得到该 数据；DHT可将资源信息hash成一个特定的字符序列，形成一张特定的散列表，表中的每个 表项对应着相应资源的信息，如表项可表示为〈Key，Value〉对。Key是关键字，表示文件名 或文件信息的哈希值，Value是该资源的详细信息，可以是所在主机的IP地址以及端口号 等。为保证所有通过hash后所得到的Key值的唯一性，一般DHT采用SHA-1或MD5等散列 算法产生序列。 Chord是一种分布式查询算法，它给定一个对象的Key，将该关键字Key映射到相 应的节点上，该节点存储该对象的〈Key,Value〉对。通过使用hash函数，节点用一个唯一 的节点标识符NodelD表示，并与资源Key处于同一键值空间。当NodelD大于或等于该Key 值的第一个节点，该节点存储该Key。需要查询资源时，通过hash该资源的信息，得到相应 的Key值，查询节点，得到相应的Value值；节点最终形成一个环状的查询结构。 基于DIHT+Chord的名址分离映射系统是在改进后的Chord模型上按照地域位置 加入一个D1HT上层网络。根据地理位置，分配EID信息，将EID的前缀作为识别不同地理 位置的参考，上层为D1HT结构，由各个地理区域的服务器（关键映射服务器）组成，负责该 地理区域间的EID查询；下层为Chord结构，在各个地理区域下进行细分，负责地理区域内 的查询；普通映射服务器均分配含地理区域EID前缀的EID;下面详细介绍键值的分配和组 织形式： 映射服务器节点的键值分配： 从现有网络可以看出，部分IP的分配与地域有一定关联，同一个地域分配一段IP 地址范围，而代表该范围的则是IP地址的网络前缀，可以通过默认掩码获得。该范围的IP 地址根据需要可以再细分为不同的IP范围，通过子网掩码可以获得子网前缀。获得该IP 地址范围的IP，在一定程度上是处于该地域的，保证了本地性。而LISP-DHT中，EID类似于 使用IPv4或IPv6的命名空间，从而使得服务器在DHT中具有一定的逻辑位置与物理拓扑 匹配的特性，对于普遍的跨域查询（不同于本地EID前缀的查询），仍旧会有域与域的物理 位置在逻辑位置上的匹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于D1HT+Chord的名址分离映射系统，其特征在于，1)根据地理位置，分配EID信息，将EID前缀作为识别不同地理位置的参考，不同的地理位置构成多个网络域；2)为每个域设置关键映射服务器和普通映射服务器，各关键映射服务器能相互通信，且直接将服务器的EID值作为映射服务器节点的NodeId；3)通信查找目的节点时，首先在域内查找，若不在，则通过关键映射服务器进行域间查找，查找到目的节点所在的地域，并将通信报文发送至该目的地域的关键映射服务器，进行域内查找；其中，域内查找采用chord方式进行查找，域间查找采用D1HT方式进行查找。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：章小宁，曾雅致，王浩然，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51