一種基于D1HT+Chord的名址分離映射系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及名址分離映射系統(tǒng)，具體涉及一種基于DIHT+Chord的名址分離映射 系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 隨著當前互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，所面臨的挑戰(zhàn)越來越嚴峻；其中，IP語義過載導 致的網(wǎng)絡擴展性問題已經(jīng)嚴重制約了互聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)展；IPv6、VPN以及多宿主技術的 發(fā)展更加劇了這一情況。為解決這一問題，IETF提出了名址分離思想，即將IP的身份標識 和地址標識分離，以身份標識代表主機在全網(wǎng)中的唯一身份；以地址標識僅用于定位節(jié)點 在網(wǎng)絡拓撲中的位置。
[0003] 對于名址分離機制，其核心問題是如何構建一個高效可靠的映射系統(tǒng)，以實現(xiàn) 身份標識和地址標識映射對的存儲和查詢功能。目前，基于LISP(Locator/Identifier SeparationProtocol)已提出多種映射系統(tǒng)的解決方案；這些方案的核心思想是將 EID(EndpointIdentifier)和RL0C(RouteLocater)形成鍵值對分布存儲在映射服務器 中，路由過程中通過身份標識查找映射系統(tǒng)獲取對端的實際地址。但是，這些方案存在著存 儲信息冗余、節(jié)點物理位置與邏輯位置不匹配的問題；同時，這些映射系統(tǒng)多為單層結構， 當網(wǎng)絡規(guī)模較大時查詢時延較長，擴展性也難以保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于DIHT+Chord的名址分離映射系統(tǒng)，主要解決傳 統(tǒng)映射系統(tǒng)中存儲信息冗余、節(jié)點物理位置與邏輯位置不匹配的問題。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：
[0006] -種基于DIHT+Chord的名址分離映射系統(tǒng)，其特征在于，
[0007] 1)根據(jù)地理位置，分配EID信息，將EID前綴作為識別不同地理位置的參考，不同 的地理位置構成多個網(wǎng)絡域；
[0008] 2)為每個域設置關鍵映射服務器和普通映射服務器，各關鍵映射服務器能相互通 信，且直接將服務器的EID值作為映射服務器節(jié)點的Nodeld;關鍵存表存儲Chord指針表 (包括順時針指針表和逆時針指針表）、全局路由表、本地資源表、前繼節(jié)點信息、后繼節(jié)點 信息、D1HT前后繼節(jié)點、Chord環(huán)內(nèi)前后繼節(jié)點以及備份節(jié)點信息；其中全局路由表記錄該 關鍵映射服務器到網(wǎng)絡其它關鍵映射服務器的路由信息；本地資源表中存儲有過交互的節(jié) 點映射信息和服務器信息；當?shù)谝淮尾樵兡硞€EID，得到目的服務器返回的該EID-t〇-RL0C 的映射信息，同時也得到該目的服務器的EID，IP，port，形成新的表項插入本地資源表中； 而普通映射服務器中存儲Chord指針表（包括順時針指針表和逆時針指針表）、本地資源 表、Chord環(huán)內(nèi)前后繼節(jié)點以及備份節(jié)點信息；
[0009] 3)通信查找目的節(jié)點時，首先在域內(nèi)（發(fā)送節(jié)點的EID前綴所屬網(wǎng)絡域）查找，若 不在，則通過關鍵映射服務器進行域間查找，查找到目的節(jié)點所在的地域，并將通信報文發(fā) 送至該目的地域的關鍵映射服務器，進行域內(nèi)查找；其中，域內(nèi)查找采用chord方式進行查 找，域間查找采用D1HT方式進行查找。
[0010] 進一步的，所述Chord環(huán)采用順時針與逆時針指針表的雙向表，從而覆蓋整個環(huán) 上節(jié)點的信息；節(jié)點n的順時針指針表中第一項指針起始值為n+1，第i項指針起始值改為 n+2m/2+1 2,i的取值范圍為2彡i彡m/2-l，后序的m/2項采用均分的方式，最后一項起始值 為n+2mS逆時針指針表中第一項起始值為n-1，第i項指針起始值改為n-2 m/2+1 2,i的取值 范圍為2彡i彡m/2-l，后序的m/2項采用均分的方式，最后一項起始值為n-2ml;當結果為 負數(shù)時則加上64 ;當進行節(jié)點查詢時，當查詢的key值小于n+2m \則選取順時針指針表進 行查詢，否則選取逆時針指針表進行查詢。
[0011] 本發(fā)明提供基于DIHT+Chord的名址分離映射系統(tǒng)通過雙層映射的方式，縮短了 平均查詢時延和查詢路徑，提升了查詢性能，增強了映射系統(tǒng)的可擴展性；通過改進Chord 環(huán)，并基于該Chord環(huán)實現(xiàn)映射系統(tǒng)中映射對的分布式存儲和查找，解決了物理拓撲與邏 輯拓撲不匹配的缺陷。
【附圖說明】
[0012] 圖1為傳統(tǒng)Chord環(huán)及其指針表結構示意圖。
[0013] 圖2為本發(fā)明中Chord環(huán)及其指針表結構示意圖。
[0014] 圖3為本發(fā)明中DIHT+Chord映射系統(tǒng)結構示意圖。
[0015] 圖4為本發(fā)明中關鍵映射服務器節(jié)點數(shù)據(jù)結構示意圖。
[0016] 圖5為本發(fā)明中普通映射服務器節(jié)點數(shù)據(jù)結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0018] 本實施例中基于名址分離網(wǎng)絡技術和LISP-DHT結構，設計了一種D1HT與Chord 相結合的雙層映射系統(tǒng)。從原理上說明：
[0019] 該映射系統(tǒng)采用的標識體系與LISP-致，EID可以使用IPv4或IPv6的命名空間， 使EID既具有IP地址的層次結構，同時也有利于部署，但與LISP不同的是，在邊緣網(wǎng)絡尋 址時，采用間接映射的方式映射終端EID的RL0C，以便更好的支持節(jié)點的移動特性。
[0020] DHT-分布式哈希表，采用hash函數(shù)，將任意長度的數(shù)據(jù)變成定長的字符序列，且 hash函數(shù)具有單向性，給定的數(shù)據(jù)由hash變換后的字符序列不能由一個函數(shù)反向得到該 數(shù)據(jù)；DHT可將資源信息hash成一個特定的字符序列，形成一張?zhí)囟ǖ纳⒘斜?，表中的每個 表項對應著相應資源的信息，如表項可表示為〈Key，Value〉對。Key是關鍵字，表示文件名 或文件信息的哈希值，Value是該資源的詳細信息，可以是所在主機的IP地址以及端口號 等。為保證所有通過hash后所得到的Key值的唯一性，一般DHT采用SHA-1或MD5等散列 算法產(chǎn)生序列。
[0021] Chord是一種分布式查詢算法，它給定一個對象的Key，將該關鍵字Key映射到相 應的節(jié)點上，該節(jié)點存儲該對象的〈Key,Value〉對。通過使用hash函數(shù)，節(jié)點用一個唯一 的節(jié)點標識符NodelD表示，并與資源Key處于同一鍵值空間。當NodelD大于或等于該Key 值的第一個節(jié)點，該節(jié)點存儲該Key。需要查詢資源時，通過hash該資源的信息，得到相應 的Key值，查詢節(jié)點，得到相應的Value值；節(jié)點最終形成一個環(huán)狀的查詢結構。
[0022] 基于DIHT+Chord的名址分離映射系統(tǒng)是在改進后的Chord模型上按照地域位置 加入一個D1HT上層網(wǎng)絡。根據(jù)地理位置，分配EID信息，將EID的前綴作為識別不同地理 位置的參考，上層為D1HT結構，由各個地理區(qū)域的服務器（關鍵映射服務器）組成，負責該 地理區(qū)域間的EID查詢；下層為Chord結構，在各個地理區(qū)域下進行細分，負責地理區(qū)域內(nèi) 的查詢；普通映射服務器均分配含地理區(qū)域EID前綴的EID;下面詳細介紹鍵值的分配和組 織形式：
[0023] 映射服務器節(jié)點的鍵值分配：
[0024] 從現(xiàn)有網(wǎng)絡可以看出，部分IP的分配與地域有一定關聯(lián)，同一個地域分配一段IP 地址范圍，而代表該范圍的則是IP地址的網(wǎng)絡前綴，可以通過默認掩碼獲得。該范圍的IP 地址根據(jù)需要可以再細分為不同的IP范圍，通過子網(wǎng)掩碼可以獲得子網(wǎng)前綴。獲得該IP 地址范圍的IP，在一定程度上是處于該地域的，保證了本地性。而LISP-DHT中，EID類似于 使用IPv4或IPv6的命名空間，從而使得服務器在DHT中具有一定的邏輯位置與物理拓撲 匹配的特性，對于普遍的跨域查詢（不同于本地EID前綴的查詢），仍舊會有域與域的物理 位置在邏輯位置上的匹配問題。
[0025] 采用類似于LISP-DHT中的Chord方式，服務器節(jié)點的NodeId并非由服務器的EID 經(jīng)過hash函數(shù)變換后的字符序列，而是直接將EID值作為服務器節(jié)點的Nodel