專利名稱：一種面向邊緣關口設備的地址解析方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在IP電信網(wǎng)系統(tǒng)中實現(xiàn)地址解析的方法，尤其涉及一種面向IP電信網(wǎng)系統(tǒng)中的邊緣關口設備(簡稱為ED設備)，快速、高效地實現(xiàn)地址解析的方法，屬于 通信技術領域。
背景技術：
IP電信網(wǎng)系統(tǒng)是本發(fā)明人在專利號為ZL 200410037641. 0的發(fā)明專利中提出的新概念，它是針對傳統(tǒng)電信網(wǎng)向基于分組交換技術的下一代電信網(wǎng)轉型而專門提出的全新 技術體系。IP電信網(wǎng)系統(tǒng)采用獨特的內外雙層結構和雙地址尋址方式，由位于內層的至少 一個復址無連接數(shù)據(jù)網(wǎng)(簡稱為PTDN網(wǎng))和位于外層的多個IP網(wǎng)組成，還包括多個ED設 備。參見圖1所示，IP網(wǎng)通過ED設備與復址無連接數(shù)據(jù)網(wǎng)相連接。每個復址無連接數(shù)據(jù) 網(wǎng)中還包括至少一個地址映射設備(簡稱為ADT設備)。ADT設備作為IP電信網(wǎng)系統(tǒng)的地 址映射設備，負責維護IP地址與PTDN地址之間的地址映射關系。在I P電信網(wǎng)系統(tǒng)中，IP包通過如下方式進行傳輸首先，位于源地址端的ED設 備接收來自IP網(wǎng)的IP分組，并將IP分組中的IP目的地址送到ADT設備；ADT設備進行IP 網(wǎng)的IP目的地址與復址無連接數(shù)據(jù)網(wǎng)地址之間的地址解析和映射，將獲得的目的地址端 ED設備的復址無連接數(shù)據(jù)網(wǎng)地址回送給源地址端的ED設備；源地址端的ED設備根據(jù)復址 無連接數(shù)據(jù)網(wǎng)地址發(fā)送報文到目的地址端的ED設備；目的地址端的ED設備接收到報文，根 據(jù)目的IP地址向IP網(wǎng)轉發(fā)報文，從而使IP分組最終到達目的地址端。在IP電信網(wǎng)系統(tǒng)的實際運行中，IP網(wǎng)和PTDN網(wǎng)中的節(jié)點隨時會發(fā)生變化，例如 原有的節(jié)點隨時可能退出，新的節(jié)點隨時可能加入。這將導致ADT設備中存儲的IP地址與 PTDN地址之間的映射關系不會是一成不變的，存在過期(或稱老化)的問題。ADT設備作 為存儲PTDN地址與IP地址之間映射關系的設備，需要動態(tài)更新這兩類地址之間的映射關 系。ED設備作為IP網(wǎng)與PTDN網(wǎng)之間的邊緣關口設備，需要隨時根據(jù)IP網(wǎng)與PTDN網(wǎng) 之間連接關系的變化來調整報文轉發(fā)的地址。因此，ED設備在每次轉發(fā)報文時，都要與ADT 設備進行通信，查詢最新的地址映射關系，根據(jù)該地址查詢的結果決定報文轉發(fā)的目的地 址。這樣，在IP電信網(wǎng)系統(tǒng)運行一段時間后可能會積累大量的地址查詢結果，因此需要有 效管理這些地址查詢結果以保證實現(xiàn)快速轉發(fā)。但是，現(xiàn)有技術中并沒有有效解決這一問 題的成熟技術方案。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種面向ED設備，能夠快速、高效地實現(xiàn)地 址解析的方法。該方法利用ED設備存儲部分地址查詢結果，可以有效減少向ADT設備的查 詢次數(shù)、提高ED設備的地址翻譯效率。一種面向ED設備的地址解析方法，用在IP電信網(wǎng)系統(tǒng)中，所述IP電信網(wǎng)系統(tǒng)包括作為內網(wǎng)的復址無連接數(shù)據(jù)網(wǎng)和作為外網(wǎng)的IP網(wǎng)，所述IP網(wǎng)通過ED設備與所述復址無 連接數(shù)據(jù)網(wǎng)連接，所述復址無連接數(shù)據(jù)網(wǎng)中具有ADT設備，其特征在于包括如下步驟 (1)在所述ED設備之中設置本地地址映射表和未知報文隊列表；(2)所述ED設備對于所接收的需要進入復址無連接數(shù)據(jù)網(wǎng)內部的IP報文，首先檢 查所述IP報文的目的地址，將該目的地址作為搜索鍵值來查詢本地地址映射表；(3)如果未查詢到相應的表項，則認為該目的地址是未知地址，該IP報文是未知 報文，進行步驟(4)的操作；否則執(zhí)行步驟(9)的操作；(4)所述ED設備檢查未知報文隊列表，判斷是否該目的地址是否在等待查詢結 果；(5)如果在未知報文隊列表中有相應的表項，將所述未知報文加入到具有相同未 知地址的報文隊列的隊尾；如果在所述本地地址映射表和未知報文隊列表中都未找到相應 的表項，則啟動向ADT設備的地址查詢工作，并將該未知報文放入對應此目的IP地址的報 文隊列中；(6)所述ED設備向所述ADT設備發(fā)送地址查詢請求報文，在所述地址查詢請求報 文中攜帶所述目的地址，所述ADT設備收到所述地址查詢請求報文之后，根據(jù)內部存儲的 地址映射關系數(shù)據(jù)進行查詢；(7)如果所述ADT設備查詢到結果，通過地址查詢結果報文發(fā)回給ED設備；如果 所述ADT設備查詢不到結果，所述ED設備直接丟棄該IP報文；(8)當所述ED設備接收到所述地址查詢結果報文，將需要進行地址轉換的IP報文 從報文隊列中取出，進行地址翻譯工作，同時將地址查詢結果添加到本地地址映射表中；(9)如果在步驟(3)中查詢到相應的表項，根據(jù)該表項中的信息進行地址翻譯工作。其中，在所述步驟(1)中，所述本地地址映射表中存儲來自本地靜態(tài)配置，或者源 自ADT設備查詢結果的地址映射信息。所述本地地址映射表通過哈希表來實現(xiàn)，其中目的地址作為查詢鍵值來搜索對應 的復址無連接數(shù)據(jù)網(wǎng)地址。在本地地址映射表的每個表項中設置一個老化時間，該老化時間在表項創(chuàng)建后開 始初始化，當本地地址映射表中的表項的老化時間到達后，該表項不可用。當時鐘到達預設的老化時間時，所述ED設備標記該表項為不可用，然后重新向 ADT設備進行查詢；在地址查詢請求報文中攜帶該表項所涉及的IP地址，同時在地址查詢 請求報文中采用特定編碼；所述ADT設備在返回的地址查詢結果報文中也采用該特定編 碼，所述ED設備根據(jù)該特定編碼直接更新本地地址映射表中的原有表項。或者，當時鐘到達預設的老化時間時，所述ED設備直接清除該表項。所述步驟(1)中，所述未知報文隊列表用來存儲等待ADT設備查詢結果的未知報 文的數(shù)據(jù)。所述未知報文隊列表按照如下方式組織將具有相同未知地址的報文組成一個報 文隊列，具有不同未知地址的報文分別組成不同的報文隊列，各報文隊列采用哈希數(shù)據(jù)結 構來組織，并使用未知地址作為搜索鍵值，以未知地址的報文隊列作為查詢結果。所述步驟(7)中，所述ADT設備進行的地址查詢操作，無論成功還是失敗都要記錄在本地地址映射表中。所述步驟(9)中，如果相應的表項中記錄了以前失敗的ADT設備查詢記錄，則所述ED設備直接丟棄所述IP報文。本發(fā)明所提供的地址解析方法通過對IP報文的有效分類，可以有效地組織數(shù)據(jù) 及等待查詢的數(shù)據(jù)報文，減少向地址映射設備的查詢次數(shù)，不僅有效減輕了地址映射設備 的工作壓力，還能提高邊緣關口設備的地址翻譯效率。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的說明。圖1為用于實施本地址注冊方法的IP電信網(wǎng)系統(tǒng)的整體結構示意圖；圖2為本發(fā)明所提供的面向邊緣關口設備的地址解析方法的流程示意圖。
具體實施例方式IP電信網(wǎng)是采用雙地址結構的網(wǎng)絡系統(tǒng)，ED設備作為連接外部網(wǎng)絡(如IP網(wǎng)、 ATM網(wǎng)等)與PTDN網(wǎng)的關口設備，應與ADT設備相互配合，共同實現(xiàn)地址解析和翻譯的功 能。由于兩類地址之間的映射關系僅在ADT設備中保存，因此ED設備是否能與ADT設備有 效配合，快速、高效進行地址翻譯將會直接影響IP電信網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送速率。由于網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)流大部分具有連續(xù)性，為了減少向ADT設備的查詢次數(shù)，可以 利用ED設備對ADT設備查詢結果進行暫時存儲。這樣能夠減少不必要的重復查詢，提高ED 設備的地址翻譯效率。為此，本發(fā)明在ED設備之中設置了兩種數(shù)據(jù)存儲表。其中的一種是本地地址映射 表，用來存儲來自本地靜態(tài)配置，或者源自ADT設備查詢結果的地址映射信息；另外一種是 未知報文隊列表，專門用來存儲等待ADT設備查詢結果的未知報文的數(shù)據(jù)?；谏鲜鰞煞N數(shù)據(jù)存儲表，ED設備一旦接收到目的地址是未知地址、并且該未知 地址沒有進行相應的ADT設備查詢的數(shù)據(jù)報文，則啟動地址解析過程，向ADT設備查詢該未 知地址與PTDN地址之間的對應關系。此處的未知地址是指ED設備中沒有任何關于此地址 如何轉換成PTDN地址的信息的地址。ED設備對于從ADT設備中查詢出的該未知地址的映 射關系，在本地地址映射表中進行本地存儲、維護。此后，對于目的地址可以在本地地址映 射表中查詢到的數(shù)據(jù)報文，則不再啟動向ADT設備的查詢過程以減少地址查詢次數(shù)，提高 轉發(fā)效率。由于向ADT設備進行地址查詢需要一定的過程，ED設備在未知報文隊列表存儲這 些等待ADT設備查詢結果的未知報文。在未知報文隊列表中，需要用于判斷某個未知報文 的目的地址是否已經(jīng)處于等待查詢結果的狀態(tài)，因此該未知報文隊列表應該以便于快速查 詢目的地址為基礎進行組織。為此，鑒于在判斷時只需要知道具有該目的地址的未知報文 是否存在于未知報文隊列表中即可，而且在ADT設備查詢結果完成后，對這些未知報文進 行地址翻譯時，以所查詢地址作為目的地址的未知報文可以采用相同的地址翻譯動作。為 了減少對本地地址映射表的緩存，可以按照如下方式組織未知報文隊列表將具有相同未 知地址的報文組成一個報文隊列，具有不同未知地址的報文分別組成不同的報文隊列。這 些報文隊列采用哈希數(shù)據(jù)結構來組織，并使用未知地址作為搜索鍵值，以未知地址的報文隊列作為查詢結果。這種未知報文隊列表組織方式能夠提高地址查詢及后續(xù)地址翻譯工作 的效率。在上述本地地址映射表和未知報文隊列表的基礎上，ED設備對于所接收的任何一 個需要進入PTDN網(wǎng)內部的IP報文，在ED設備內部按照如下的步驟進行地址解析和翻譯工 作(1)首先檢查IP報文的目的地址，將該目的地址作為搜索鍵值來查詢本地地址映 射表。如果未查詢到相應的表項，則進行步驟(2)的操作，否則執(zhí)行步驟(5)的操作。(2)在沒有查詢到表項的情況下，認為該目的地址是未知地址，該IP報文是未知 報文。于是，ED設備檢查未知報文隊列表，判斷是否該目的地址是否在等待查詢結果。如果 在未知報文隊列表中有相應的表項，則說明ED設備已經(jīng)啟動了該目的地址的查詢工作，正 在等待ADT設備的查詢應答，因此不需要啟動向ADT設備查詢該目的地址的過程，只需要將 該未知報文加入到具有相同未知地址的報文隊列的隊尾即可。這樣可以避免不必要的ADT 設備查詢過程，有效減少向ADT設備的查詢次數(shù)。(3)如果在上述本地地址映射表和未知報文隊列表中都未找到相應的表項，則啟 動向ADT設備的地址查詢工作。此時，ED設備首先組織發(fā)往ADT設備的地址查詢請求報文， 在該地址查詢請求報文中攜帶相關的地址查詢信息，如目的地址等，將其發(fā)送給ADT設備。 ADT設備收到該地址查詢請求報文之后，根據(jù)其內部存儲的地址映射關系數(shù)據(jù)進行查詢，在 查詢到相應的結果之后，通過地址查詢結果報文發(fā)回給ED設備。如果查詢不到相應的結 果，則說明以該地址作目的地址的IP報文不知道該如何在PTDN網(wǎng)中傳送，因此ED設備將 直接丟棄該IP報文。對于這種情況，ED設備可以根據(jù)用戶的要求通知網(wǎng)絡管理設備等。(4)當ED設備接收到來自ADT設備的地址查詢結果報文后，根據(jù)其中包含的IP網(wǎng) 地址可以快速定位相應的報文隊列，從而將需要進行地址轉換的IP報文從報文隊列中取 出，進行地址翻譯工作。與此同時，將地址查詢結果添加到本地地址映射表中，以便下一次 處理相同目的地址的IP報文時，不必再向ADT設備進行查詢。(5)如果在步驟(1)中查詢到相應的表項，該表項提供了有效的PTDN地址，則根據(jù) 該PTDN地址執(zhí)行地址翻譯工作。如果該表項中記錄了以前失敗的ADT設備查詢記錄，則該 IP報文將被認為是無法在PTDN網(wǎng)中傳送的報文，因此ED設備將直接丟棄該IP報文。對于 這種情況，ED設備可以根據(jù)用戶的要求通知網(wǎng)絡管理設備等。在進行地址解析和翻譯的過程中，IP網(wǎng)和PTDN網(wǎng)中的節(jié)點隨時會發(fā)生變化，這意 味著ADT設備中存儲的IP地址與PTDN地址之間的映射關系不是一成不變的，存在過期(或 稱老化)的問題，從而造成本地地址映射表中的某項記錄可能不再有效。為了有效解決這 一問題，本發(fā)明在本地地址映射表中增加一種被稱為老化機制的定時機制。該老化機制是 指在本地地址映射表的每個表項中設置一個老化時間。該老化時間在表項創(chuàng)建后開始初始 化，當本地地址映射表中的表項的老化時間到達后，該表項變?yōu)椴豢捎?。因此，對老化時間 的設置直接決定了本地地址映射表中表項的更新頻率。當時鐘到達預設的老化時間時，ED設備可以有兩種處理方式1)直接標記該表項為不可用，然后為該表項重新向ADT設備進行查詢。在地址查 詢請求報文中攜帶該表項所涉及的IP地址，同時在地址查詢請求報文中采用特定編碼，以 便讓ADT設備明確該地址查詢請求是由于老化機制所引起的。于是ADT設備在返回的地址查詢結果報文中也采用該特定編碼，ED設備根據(jù)該特定編碼直接更新本地地址映射表中原有的表項。2)直接清除該表項。待ED設備又接收到包含該表項所涉及的目的地址的IP報文后，重新啟動向ADT設備的地址查詢操作。需要強調的是，對于由ED設備向ADT設備進行的地址查詢操作，其結果無論是成功還是失敗都需要進行記錄。該記錄存儲在本地地址映射表中。為了提供高效的查詢，以 便快速判定某個地址是否是未知地址，本地地址映射表可以使用哈希(hash)表來實現(xiàn)，其 中目的地址作為查詢鍵值來搜索其對應的PTDN地址，以提高本地地址映射表的查詢速度。 另外，失敗的ADT設備地址查詢記錄也要記錄在本地地址映射表中，以表示有關的報文將 無法在PTDN網(wǎng)中傳送。另外，本地地址映射表中的內容不一定全部都是通過向ADT設備進行地址查詢操 作所獲得的，還允許通過本地管理或者配置文件等方式直接更新表中的有關數(shù)據(jù)。兩種方 式所獲得的本地地址映射表的內容具有相同的地位和效力。以上對本發(fā)明所述的面向邊緣關口設備的地址解析方法進行了詳細的說明，但顯 然本發(fā)明的具體實現(xiàn)形式并不局限于此。對于本技術領域的一般技術人員來說，在不背離 本發(fā)明的權利要求范圍的情況下對它進行的各種顯而易見的改變都在本發(fā)明的保護范圍 之內。
權利要求
一種面向邊緣關口設備的地址解析方法，用在IP電信網(wǎng)系統(tǒng)中，所述IP電信網(wǎng)系統(tǒng)包括作為內網(wǎng)的復址無連接數(shù)據(jù)網(wǎng)和作為外網(wǎng)的IP網(wǎng)，所述IP網(wǎng)通過邊緣關口設備與所述復址無連接數(shù)據(jù)網(wǎng)連接，所述復址無連接數(shù)據(jù)網(wǎng)中具有地址映射設備，其特征在于包括如下步驟(1)在所述邊緣關口設備之中設置本地地址映射表和未知報文隊列表；(2)所述邊緣關口設備對于所接收的需要進入復址無連接數(shù)據(jù)網(wǎng)內部的IP報文，首先檢查所述IP報文的目的地址，將該目的地址作為搜索鍵值來查詢本地地址映射表；(3)如果未查詢到相應的表項，則認為該目的地址是未知地址，該IP報文是未知報文，進行步驟(4)的操作；否則執(zhí)行步驟(9)的操作；(4)所述邊緣關口設備檢查未知報文隊列表，判斷是否該目的地址是否在等待查詢結果；(5)如果在未知報文隊列表中有相應的表項，將所述未知報文加入到具有相同未知地址的報文隊列的隊尾；如果在所述本地地址映射表和未知報文隊列表中都未找到相應的表項，則啟動向地址映射設備的地址查詢工作；(6)所述邊緣關口設備向所述地址映射設備發(fā)送地址查詢請求報文，在所述地址查詢請求報文中攜帶所述目的地址，所述地址映射設備收到所述地址查詢請求報文之后，根據(jù)內部存儲的地址映射關系數(shù)據(jù)進行查詢；(7)如果所述地址映射設備查詢到結果，通過地址查詢結果報文發(fā)回給邊緣關口設備；如果所述地址映射設備查詢不到結果，所述邊緣關口設備直接丟棄該IP報文；(8)當所述邊緣關口設備接收到所述地址查詢結果報文，將需要進行地址轉換的IP報文從報文隊列中取出，進行地址翻譯工作，同時將地址查詢結果添加到本地地址映射表中；(9)如果在步驟(3)中查詢到相應的表項，根據(jù)該表項中的信息進行地址翻譯工作。
2.如權利要求1所述的面向邊緣關口設備的地址解析方法，其特征在于所述步驟(1)中，所述本地地址映射表中存儲來自本地靜態(tài)配置，或者源自地址映射 設備查詢結果的地址映射信息。
3.如權利要求2所述的面向邊緣關口設備的地址解析方法，其特征在于所述本地地址映射表通過哈希表來實現(xiàn)，其中目的地址作為查詢鍵值來搜索對應的復 址無連接數(shù)據(jù)網(wǎng)地址。
4.如權利要求1所述的面向邊緣關口設備的地址解析方法，其特征在于在本地地址映射表的每個表項中設置一個老化時間，該老化時間在表項創(chuàng)建后開始初 始化，當本地地址映射表中的表項的老化時間到達后，該表項不可用。
5.如權利要求4所述的面向邊緣關口設備的地址解析方法，其特征在于當時鐘到達預設的老化時間時，所述邊緣關口設備標記該表項為不可用，然后重新向 地址映射設備進行查詢；在地址查詢請求報文中攜帶該表項所涉及的IP地址，同時在地址 查詢請求報文中采用特定編碼；所述地址映射設備在返回的地址查詢結果報文中也采用該 特定編碼，所述邊緣關口設備根據(jù)該特定編碼直接更新本地地址映射表中的原有表項。
6.如權利要求4所述的面向邊緣關口設備的地址解析方法，其特征在于當時鐘到達預設的老化時間時，所述邊緣關口設備直接清除該表項。
7.如權利要求1所述的面向邊緣關口設備的地址解析方法，其特征在于所述步驟(1)中，所述未知報文隊列表用來存儲等待地址映射設備查詢結果的未知報 文的數(shù)據(jù)。
8.如權利要求7所述的面向邊緣關口設備的地址解析方法，其特征在于所述未知報文隊列表按照如下方式組織將具有相同未知地址的報文組成一個報文隊 列，具有不同未知地址的報文分別組成不同的報文隊列，各報文隊列采用哈希數(shù)據(jù)結構來 組織，并使用未知地址作為搜索鍵值，以未知地址的報文隊列作為查詢結果。
9.如權利要求1所述的面向邊緣關口設備的地址解析方法，其特征在于所述步驟(7)中，所述地址映射設備進行的地址查詢操作，無論成功還是失敗都要記 錄在本地地址映射表中。
10.如權利要求1所述的面向邊緣關口設備的地址解析方法，其特征在于所述步驟(9)中，如果相應的表項中記錄了以前失敗的地址映射設備查詢記錄，則所 述邊緣關口設備直接丟棄所述IP報文。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種面向邊緣關口設備的地址解析方法。該方法中，在邊緣關口設備之中設置本地地址映射表和未知報文隊列表；邊緣關口設備一旦接收到目的地址是未知地址、并且該未知地址沒有相應的地址映射設備查詢結果的數(shù)據(jù)報文，則向地址映射設備查詢該未知地址所映射的復址無連結數(shù)據(jù)網(wǎng)地址，并在本地地址映射表中進行本地存儲、維護。此后，對于目的地址可以在本地地址映射表中查詢到的數(shù)據(jù)報文，則不再啟動向地址映射設備的查詢過程。本地址解析方法不僅有效減輕了地址映射設備的工作壓力，還能提高邊緣關口設備的地址翻譯效率。
文檔編號H04M7/00GK101815141SQ20091007828
公開日2010年8月25日 申請日期2009年2月24日 優(yōu)先權日2009年2月24日
發(fā)明者周雨, 張 杰, 胡筑華, 蔣林濤 申請人:北京中京創(chuàng)原通信技術有限公司