CN102413098B - 一种基于hip设备的数据传输方法及*** - Google Patents
一种基于hip设备的数据传输方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于主机标识协议(HIP)设备的数据传输方法，源HIP设备需要向目的HIP设备发送数据时，选择与所述源HIP设备关联的一HIP设备接入节点HAP进行数据发送。本发明还相应地公开了一种基于HIP设备的数据传输***。通过本发明，当某一HAP发生故障时，与其关联的HIP设备可选择其它与该HIP设备关联的HAP发送数据，发往该HIP设备的数据也可由其它与该HIP设备关联的HAP转发，从而能够减少当某一HAP故障HIP设备发送数据的时延、避免数据的丢失。
Description
技术领域
本发明涉及数据传输领域，尤其涉及一种基于主机标识协议(HostIdentityProtocol，HIP)设备的数据传输方法及***。
背景技术
Internet的名字空间主要有两种，即IP地址和域名***，其中，IP地址既担任寻址功能，又担任着标识通信设备节点的作用，此双重功能决定了当IP地址变化时，不仅路由发生了变化，而且通信设备主机的标识也发生了变化。对于前者，我们可以接受，但是设备标识的变化却会导致应用和连接中断。
HIP通过对设备标识和地址进行绑定，能够解决上述设备标识的变化导致应用和连接中断的问题，具体的，HIP要求任何设备都有全球范围内唯一的主机识别码(HostIdentifier，HI)，其定义了主机标识标签(HIT)，在协议中用主机标识标签的好处是在程序中可以使用定长的接口、方便与128位IPV6地址统一。
HIP协议对于TCP/IP的通信层协议做了与现在不同的限定，在TCP/IP协议中，TCP和UDP联接是同IP地址联系起来的。而一旦HIP架构建立起来，这些联接就同主机ID，而不是IP地址联系起来，HIP之所以能够如此是因为它改变了TCP/IP协议中的网络层和传输层的绑定，图1为HIP网络层次结构示意图，如图1所示，HIP网络在TCP、IP之间引入了HI层，在HIP架构之中，IP地址仍然具有位置标识的功用，但是，HI取代了IP地址的设备标识的功能，这就使得无论一个主机的IP地址如何变换，它都能够拥有唯一不变的标识，从而解决了主机的移动性问题和多穴的问题。
HIP协议在IP包头之上有自己的包头，其中各字段的含义如下：
NextHeader字段用于描述附加头的位置，目前没有使用，固定使用十进制的59来表示没有NextHeader；
HeaderLength字段说明HIP包头的长度，以8字节的整数倍计数，不包含开始的8字节包头；
PacketType字段说明HIP包的类型；
VER.字段说明HIP协议的版本号；
RES.字段为以后的应用预留，目前没有使用；
Checksum字段是HIP包头的校验和；
Controls字段是包结构和主机能力描述的字段，目前只定义了主机以匿名发送的方式一种情况；
Sender′sHostIdentityTag(HIT)字段描述了发送者的HIT，128位的ORCHID；
Receiver′sHostIdentityTag(HIT)字段描述了接收者的HIT，128位的ORCHID；
HIPParameters字段描述了HIP包携带的HIP参数。
图2为HIP基础交互流程示意图，如图2所示，HIP基础交互是两个主机之间基础信息的交互过程，用于交互两个主机通讯的基础信息。HIP基础交互流程有四个包的交互，在第二和第三个包中交互DH密钥算法所需要的参数，用于在两个主机间协商共享密钥，通过在第二个和第三个包中携带的公钥、签名和HIT分别认证对方的身份。在四个包的交互完成后，建立了端到端的安全连接。在网络中发起HIP交互包的主机是发起者，发起者想交互的主机是响应者，当四个包的基础交互流程结束后，这种区别就不存在了，在后续通讯中交互的任何一方都可能成为发起者，通知对方自己状态的改变。在发起者发起的第一个包I1中，仅包含发起者的主机标识标签和响应者的主机标识标签，在响应者发送的第二个包R1中开始实际上的信息交互过程，在第二个包R1中包含了对发起者的秘密挑战(用于降低拒绝服务攻击的威胁)，发起方必须响应这个挑战，交互才能继续，在发送者发送的第三个包I2中，包含了发送者对R1包中秘密挑战的应答，响应者发送的第四个包R2包含响应者的签名，同时结束四个包的HIP基础交互流程。
OverlayRoutableCryptographicHashIdentifiers(ORCHID)是一种特殊的IPV6地址，其不能作为普通的可路由的IPV6地址，通过在头部使用特殊的28位的标记来与普通IPV6地址区分，其构成如下：28位的前缀2001:10::/28加100位的二进制串。HIP中的HIT使用ORCHID。
由于HIP基于端到端的连接，每个HIP设备都需要四次握手来与一个新的HIP设备建立关联，增加了设备开销，而且当一个HIP设备与另一个HIP设备之间的包来回时间(RoundTripTime，RTT)较长时，建立连接时延较长，影响用户体验。同时，如果一个HIP设备连接了多个HIP设备，则IP地址的变更需要通知所有连接的设备，时延也较长，影响用户体验。因此，引入HIP基础架构，图3为HIP服务基础架构示意图，如图3所示，该HIP服务基础架构包括：HIP设备、HIP设备接入节点(HIPAccessPoint，HAP)，其中，HIP设备为支持HIP协议的用户设备(UserEquipment，UE)，HAP提供UEHIP接入，以及数据转发。
现有技术中，HIP设备一般与RTT较小的一HAP建立HIP连接，HIP设备发送和接收的数据包由HAP转发，HIP设备只需与HAP建立HIP连接，而不用每次都与新HIP设备建立HIP连接。但是，现有技术中，由于一HIP设备仅与一HAP建立HIP连接，当某一HAP故障时，与其连接的HIP设备需要重新选取HAP进行关联，时延较长，并且，某一HAP故障时，其它HAP不能及时转发发往连接在故障HAP上的HIP设备的数据，容易造成数据丢失、降低数据传输效率。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于HIP设备的数据传输方法及***，能够在HAP故障时，减小HIP设备之间数据传输的时延、避免数据丢失，从而提高数据传输效率、提高用户体验。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于主机标识协议HIP设备的数据传输方法，包括：
源HIP设备需要向目的HIP设备发送数据时，选择与所述源HIP设备关联的一HIP设备接入节点HAP进行数据发送。
所述源HIP设备通过HAP向目的HIP设备发送数据之前，该方法还包括：所述源HIP设备、目的HIP设备分别与多个HAP进行关联；所述与源HIP设备、目的HIP设备关联的HAP在与所述HIP设备关联后，存储所述HIP设备的主机标识标签HIT及IP地址，并将所述HIP设备与所述HAP的绑定关系发送至绑定关系存储模块进行存储。
所述源HIP设备、目的HIP设备与多个HAP进行关联为：所述源HIP设备、目的HIP设备通过查询静态配置的服务器、IPv6的动态主机配置协议DHCPv6服务器或域名***DNS得到包来回时间RTT较小的多个HAP地址，并与所述得到的多个HAP地址相应的HAP进行关联，或者，从所述得到的多个HAP地址中选择部分HAP地址，并与其相应的HAP进行关联。
所述源HIP设备选择与所述源HIP设备关联的一HAP进行数据发送为：
所述源HIP设备根据负载均衡策略选择与所述源HIP设备关联的一HAP；所述源HIP设备向所述选择的HAP发送数据发送请求，所述数据发送请求至少携带目的HIP设备信息、需要发送的数据；
所述与源HIP设备关联的HAP判定所述目的HIP设备与自身关联，则所述与源HIP设备关联的HAP直接将所述需要发送的数据发送至所述目的HIP设备；否则，所述与源HIP设备关联的HAP通过查询自身或绑定关系存储模块存储的绑定关系获取与所述目的HIP设备关联的HAP，并从中选择一HAP将所述需要发送的数据转发至所述目的HIP设备，所述与源HIP设备关联的HAP判定所述目的HIP设备与自身关联为：所述与源HIP设备关联的HAP判定自身存储有所述目的HIP设备的HIT。
该方法还包括：所述源HIP设备当前选择的与源HIP设备关联的HAP因为故障导致数据发送失败时，所述源HIP设备继续选择与所述源HIP设备关联的其他HAP发送数据。
该方法还包括：
所述与源HIP设备关联的HAP判定所述目的HIP设备与自身关联时，进一步将该情况通知所述源HIP设备；之后，所述源HIP设备需要向所述目的HIP设备发送数据时，直接通过所述与源HIP设备关联的HAP进行发送。
所述与源HIP设备关联的HAP从与所述目的HIP设备关联的HAP中选择的HAP转发数据失败时，该方法还包括：所述与源HIP设备关联的HAP继续选择其他与目的HIP设备关联的HAP进行数据转发；或者，所述转发数据失败的与目的HIP设备关联的HAP通过查询自身或绑定关系存储模块存储的绑定关系，将需要发送的数据转发给其他与目的HIP设备关联的HAP，由所述其他与目的HIP设备关联的HAP再转发给目的HIP设备。
所述与源HIP设备关联的HAP从与所述目的HIP设备关联的HAP中选择的HAP转发数据失败时，该方法还包括：所述与源HIP设备关联的HAP删除自身及绑定关系存储模块存储的当前选择的HAP与目的HIP设备的绑定关系。
所述与目的HIP设备关联的HAP转发源HIP设备的数据后，该方法还包括：所述与目的HIP设备关联的HAP存储相应的源HIP设备与所述与源HIP设备关联的HAP的绑定关系。
该方法还包括：所述HAP存储从绑定关系存储模块查询的所述目的HIP设备与HAP的绑定关系。
该方法还包括：一HAP发生故障时，其他HAP删除自身存储的与所述故障HAP相关的绑定关系，并如由所述故障HAP的保活节点通知绑定关系存储模块删除与所述故障HAP相关的绑定关系，所述HAP判定一HAP发生故障为：所述HAP判定与一HAP的保活失败或收到其它HAP发送的HAP故障通知。
该方法还包括：HIP设备向与其关联的HAP发送关闭Close包；所述HAP收到所述HIP设备发送的Close包后，删除自身存储的所述HIP设备的HIT及IP地址，并通知绑定关系存储模块删除所述HAP与所述HIP设备的绑定关系。
所述HAP和绑定关系存储模块合设或分开设置，所述HAP和绑定关系存储模块分开设置时，所述HAP缓存HIP设备与HAP的绑定关系。
所述绑定关系存储模块为SN节点组成的DHT叠加网。
所述HAP与HIP设备的绑定关系为：HAP标识与HIP设备的主机标识标签HIT的绑定关系。
一种基于HIP设备的数据传输***，包括：源HIP设备、HAP和目的HIP设备；其中，
所述源HIP设备，用于在需要向目的HIP设备发送数据时，选择与所述源HIP设备关联的一HAP进行数据发送；
所述HAP，用于在与所述源HIP设备关联、且被选择进行数据发送时，将数据发送至所述目的HIP设备。
该***还包括绑定关系存储模块，
所述源HIP设备、目的HIP设备，还用于在进行数据传输之前，与多个HAP进行关联；
所述HAP，还用于在与HIP设备关联后，存储所述HIP设备的HIT及IP地址，并将所述HIP设备与所述HAP的绑定关系发送至绑定关系存储模块进行存储。
该***还包括静态配置的服务器、IPv6的动态主机配置协议DHCPv6服务器或域名***DNS，
所述源HIP设备、目的HIP设备与多个HAP进行关联为：所述源HIP设备、目的HIP设备通过查询静态配置的服务器、IPv6的动态主机配置协议DHCPv6服务器或域名***DNS得到包来回时间RTT较小的多个HAP地址，并与所述得到的多个HAP地址相应的HAP进行关联，或者，从所述得到的多个HAP地址中选择部分HAP地址，并与其相应的HAP进行关联。
所述源HIP设备选择与所述源HIP设备关联的一HAP进行数据发送为：
所述源HIP设备根据负载均衡策略选择与所述源HIP设备关联的一HAP；所述源HIP设备向所述选择的HAP发送数据发送请求，所述数据发送请求至少携带目的HIP设备信息、需要发送的数据：
所述与源HIP设备关联的HAP判定所述目的HIP设备与自身关联，则所述与源HIP设备关联的HAP直接将所述需要发送的数据发送至所述目的HIP设备；否则，所述与源HIP设备关联的HAP通过查询自身或绑定关系存储模块存储的绑定关系获取与所述目的HIP设备关联的HAP，并从中选择一HAP将所述需要发送的数据转发至所述目的HIP设备，所述与源HIP设备关联的HAP判定所述目的HIP设备与自身关联为：所述与源HIP设备关联的HAP判定自身存储有所述目的HIP设备的HIT。
所述源HIP设备，还用于在当前选择的与源HIP设备关联的HAP因为故障导致数据发送失败时，继续选择与所述源HIP设备关联的其他HAP发送数据。
所述HAP，还用于在与源HIP设备关联、且判定所述目的HIP设备与自身关联时，进一步将该情况通知源HIP设备；
所述源HIP，还用于在收到所述HAP的通知后，在需要向所述目的HIP设备发送数据时，直接通过所述与源HIP设备关联的HAP进行发送。
所述HAP，还用于在从与所述目的HIP设备关联的HAP中选择的HAP转发数据失败时，继续选择其他与目的HIP设备关联的HAP进行数据转发，或者，在转发数据失败时，通过查询自身或绑定关系存储模块存储的绑定关系，将需要发送的数据转发给其他与目的HIP设备关联的HAP，由所述其他与目的HIP设备关联的HAP再转发给目的HIP设备。
所述HAP，还用于在从与目的HIP设备关联的HAP中选择的HAP转发数据失败时，删除自身及绑定关系存储模块存储的当前选择的HAP与目的HIP设备的绑定关系。
所述HAP，还用于在与目的HIP设备关联、且转发源HIP设备的数据后，存储相应的源HIP设备与所述与源HIP设备关联的HAP的绑定关系。
所述HAP，还用于存储从绑定关系存储模块查询的所述目的HIP设备与HAP的绑定关系。
所述HAP，还用于在其他HAP发生故障时，删除自身存储的与所述故障HAP相关的绑定关系，以及在其保活的HAP发生故障时，进一步通知绑定关系存储模块删除与所述故障HAP相关的绑定关系，所述HAP判定其他HAP发生故障为：所述HAP判定与其他HAP的保活失败或收到其它HAP发送的HAP故障通知。
所述源HIP设备、目的HIP设备，还用于向与其关联的HAP发送关闭Close包；
所述HAP，还用于在收到HIP设备发送的Close包后，删除自身存储的所述HIP设备的HIT及IP地址，并通知绑定关系存储模块删除所述HAP与所述HIP设备的绑定关系。
所述HAP和绑定关系存储模块合设或分开设置，所述HAP和绑定关系存储模块分开设置时，所述HAP缓存HIP设备与HAP的绑定关系。
所述绑定关系存储模块为SN节点组成的DHT叠加网。
所述HAP与HIP设备的绑定关系为：HAP标识与HIP设备的主机标识标签HIT的绑定关系。
本发明种基于HIP设备的数据传输方法及***，一个HIP设备可以和多个HAP建立HIP连接，通过本发明，当某一HAP发生故障时，与其关联的HIP设备可选择其它与该HIP设备关联(即已建立HIP连接)的HAP发送数据，发往该HIP设备的数据也可由其它与该HIP设备关联的HAP转发，从而能够减少当某一HAP故障HIP设备发送数据的时延、避免数据的丢失，HIP设备还可以根据负载均衡等策略选择HAP进行数据的发送，从而能够提高数据传输效率、提高用户体验。
附图说明
图1为HIP网络层次结构示意图；
图2为HIP基础交互流程示意图；
图3为HIP服务基础架构示意图；
图4为本发明基于HIP设备的数据传输方法流程示意图；
图5为本发明一使用DHT叠加网来存储HIP设备与HAP的绑定关系的结构示意图；
图6为本发明基于HIP设备的数据传输***结构示意图；
图7为本发明实施例1基于HIP设备的数据传输方法流程示意图；
图8为本发明实施例2基于HIP设备的数据传输方法流程示意图；
图9为本发明实施例3基于HIP设备的数据传输方法流程示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：一个HIP设备可以和多个HAP建立HIP连接。
图4为本发明基于HIP设备的数据传输方法流程示意图，如图4所示，该方法包括：
步骤401：源HIP设备需要向目的HIP设备发送数据，则所述源HIP设备选择与其关联的一HAP(即与所述源HIP设备关联的一HAP)，并向所述选择的HAP发送数据发送请求，所述数据发送请求至少携带目的HIP设备信息、需要发送的数据。
这里，源HIP设备选择与其关联的一HAP可以是根据负载均衡策略进行选择。如果源HIP设备当前选择的HAP因为故障导致数据发送失败，则源HIP设备可继续选择与其关联的其他HAP发送数据。
步骤402：所述HAP判断所述目的HIP设备是否与自身关联，如果是，执行步骤403；否则，执行步骤404。
本发明中，HIP设备可以通过查询静态配置的服务器、IPv6的动态主机配置协议(DHCPv6)服务器或域名***(DNS)等方式得到RTT较小(即较近)的多个HAP地址，并与所述得到的多个HAP地址相应的HAP进行关联(UE获取的多个HAP地址可以是已经按照优先级排序的多个HAP地址)，或者，从所述得到的多个HAP地址中选择部分HAP地址，并与所述选择的部分HAP地址相应的HAP进行关联。HIP设备与HAP进行关联后，所述HAP会存储(一般为缓存)所述HIP设备的HIT及IP地址，并将所述HAP与所述HIP设备的绑定关系发送至绑定关系存储模块进行存储，发送至绑定关系存储模块的HAP与HIP设备的绑定关系一般体现为：HAP标识与HIP设备的主机标识标签HIT的绑定关系。
与源HIP设备关联的HAP判断所述目的HIP设备是否与自身关联为：所述与源HIP设备关联的HAP判断自身是否存储有所述目的HIP设备的HIT。优选的，如果所述与源HIP设备关联的HAP判定所述目的HIP设备与自身关联，可以进一步将该情况通知源HIP设备，之后，所述源HIP设备需要向所述目的HIP设备发送数据时，直接通过所述与源HIP设备关联的HAP进行发送。
步骤403：所述HAP直接将所述需要发送的数据发送至所述目的HIP设备，流程结束。
步骤404：所述HAP判断自身是否存储有所述目的HIP设备与HAP的绑定关系，如果是，执行步骤405；否则，执行步骤406。
步骤405：所述HAP根据所述自身存储的所述目的HIP设备与HAP的绑定关系，获取与所述目的HIP设备关联的HAP，并从中选择一HAP将所述需要发送的数据转发至所述目的HIP设备，流程结束。
这里，如果所述HAP(与源HIP设备关联)当前选择的HAP(与目的HIP设备关联)因为故障导致数据发送失败，则所述HAP(与源HIP设备关联)可继续选择其他HAP(与目的HIP设备关联)来进行数据转发，数据发送失败时，所述HAP(与源HIP设备关联)还可以进一步删除自身及绑定关系存储模块存储的当前选择的HAP与目的HIP设备的绑定关系；所述HAP(与源HIP设备关联)当前选择的HAP(与目的HIP设备关联)发生故障时，也可以由所述发生故障的HAP(与目的HIP设备关联)通过查询自身或绑定关系存储模块存储的绑定关系，将需要发送的数据转发给其他与目的HIP设备关联的HAP，由所述其他与目的HIP设备关联的HAP再转发给目的HIP设备。
优选的，与目的HIP设备关联的HAP转发源HIP设备的数据后，存储相应的源HIP设备与HAP的绑定关系。
需要说明的是，由于HAP上不一定存储所有HIP设备与HAP的绑定关系，所以，如果HAP根据所述自身存储的所述目的HIP设备与HAP的绑定关系发送数据失败，还可以进一步向绑定关系存储模块查询，获取自身未存储的目的HIP设备与HAP的绑定关系进行数据转发，并存储所述绑定关系。
步骤406：所述HAP向绑定关系存储模块查询所述目的HIP设备与HAP的绑定关系，获取与所述目的HIP设备关联的HAP，并从中选择一HAP将所述需要发送的数据转发至所述目的HIP设备，流程结束。
优选的，HAP存储从绑定关系存储模块查询的所述目的HIP设备与HAP的绑定关系。
本发明中，绑定关系存储模块存储所有HIP设备与HAP的绑定关系，HAP通过数据存取接口存取绑定关系，绑定关系存储模块可以是SN(SuperNode)节点组成的DHT叠加网，这里，SN节点是一些均质化的节点，组成DHT叠加网，存储HIP设备与HAP的绑定关系。HAP通过SN节点组成的DHT叠加网规定的存储、获取接口来存储和获取HIP设备与HAP的绑定关系。
图5为本发明一使用DHT叠加网来存储HIP设备与HAP的绑定关系的结构示意图，如图5所示，UE1先后与HAP1A与HAP1B建立HIP连接，用以转发数据，UE1关联的HAP1A与HAP1B通过SN1节点来存储和获取HIP设备与HAP的绑定关系。HAP1A与HAP1B也可关联不同的SN节点，如HAP1B也可关联在SN3节点上。另外，SN5节点为负责存储UE2数据的SN节点，即UE2和与其关联的HAP的绑定关系存储在SN5节点上，其它SN节点可以根据DHT叠加网规则和UE2的标识(如HIT)到SN5节点获取UE2和其关联的HAP绑定信息。
需要说明的是，HAP和绑定关系存储模块可以合设，也可以分开设置，HAP和绑定关系存储模块合设时，HAP将HIP设备与HAP的绑定关系存储在自身的存储空间中；HAP和绑定关系存储模块分开设置时，HAP缓存HIP设备与HAP的绑定关系，而绑定关系存储模块将HIP设备与HAP的绑定关系存储在自身的存储空间中。
本发明中，如果一HAP发生故障，则其他HAP会删除自身存储的与所述故障HAP相关的绑定关系，并通知(如由所述故障HAP的保活节点通知)绑定关系存储模块删除与所述故障HAP相关的绑定关系。HAP判定某一HAP发生故障的方式可以有多种，例如，所述HAP判定与某一HAP的保活失败或收到其它HAP发送的HAP故障通知。
本发明中，HIP设备可以关闭某些HAP连接，具体的，HIP设备可以向与其关联的HAP发送关闭(Close)包；所述HAP收到所述HIP设备发送的Close包后，删除自身存储的所述HIP设备的HIT及IP地址，并通知绑定关系存储模块删除所述HAP与所述HIP设备的绑定关系。
图6为本发明基于HIP设备的数据传输***结构示意图，如图6所示，该***包括：源HIP设备、HAP和目的HIP设备；其中，
所述源HIP设备，用于在需要向目的HIP设备发送数据时，选择与所述源HIP设备关联的一HAP进行数据发送；
所述HAP，用于在与所述源HIP设备关联、且被选择进行数据发送时，将数据发送至所述目的HIP设备。
该***还包括绑定关系存储模块，
所述源HIP设备、目的HIP设备，还用于在进行数据传输之前，与多个HAP进行关联；
所述HAP，还用于在与HIP设备关联后，存储所述HAP的HIT及IP地址，并将所述HIP设备与所述HAP的绑定关系发送至绑定关系存储模块进行存储。
该***还包括静态配置的服务器、IPv6的动态主机配置协议DHCPv6服务器或域名***DNS，
所述源HIP设备、目的HIP设备与多个HAP进行关联为：所述源HIP设备、目的HIP设备通过查询静态配置的服务器、IPv6的动态主机配置协议DHCPv6服务器或域名***DNS得到包来回时间RTT较小的多个HAP地址，并与所述得到的多个HAP地址相应的HAP进行关联，或者，从所述得到的多个HAP地址中选择部分HAP地址，并与其相应的HAP进行关联。
所述源HIP设备选择与所述源HIP设备关联的一HAP进行数据发送为：
所述源HIP设备根据负载均衡策略选择与所述源HIP设备关联的一HAP；所述源HIP设备向所述选择的HAP发送数据发送请求，所述数据发送请求至少携带目的HIP设备信息、需要发送的数据；
所述与源HIP设备关联的HAP判定所述目的HIP设备与自身关联，则所述与源HIP设备关联的HAP直接将所述需要发送的数据发送至所述目的HIP设备；否则，所述与源HIP设备关联的HAP通过查询自身或绑定关系存储模块存储的绑定关系获取与所述目的HIP设备关联的HAP，并从中选择一HAP将所述需要发送的数据转发至所述目的HIP设备，所述与源HIP设备关联的HAP判定所述目的HIP设备与自身关联为：所述与源HIP设备关联的HAP判定自身存储有所述目的HIP设备的HIT。
所述源HIP设备，还用于在当前选择的与源HIP设备关联的HAP因为故障导致数据发送失败时，继续选择与所述源HIP设备关联的其他HAP发送数据。
所述HAP，还用于在与源源HIP设备关联、且判定所述目的HIP设备与自身关联时，进一步将该情况通知源HIP设备；
所述源HIP，还用于在收到所述HAP的通知后，在需要向所述目的HIP设备发送数据时，直接通过所述与源HIP设备关联的HAP进行发送。
所述HAP，还用于在从与所述目的HIP设备关联的HAP中选择的HAP转发数据失败时，继续选择其他与目的HIP设备关联的HAP进行数据转发，或者，在转发数据失败时，通过查询自身或绑定关系存储模块存储的绑定关系，将需要发送的数据转发给其他与目的HIP设备关联的HAP，由所述其他与目的HIP设备关联的HAP再转发给目的HIP设备。
所述HAP，还用于在从与目的HIP设备关联的HAP中选择的HAP转发数据失败时，删除自身及绑定关系存储模块存储的当前选择的HAP与目的HIP设备的绑定关系。
所述HAP，还用于在与目的HIP设备关联、且转发源HIP设备的数据后，存储相应的源HIP设备与所述与源HIP设备关联的HAP的绑定关系。
所述HAP，还用于存储从绑定关系存储模块查询的所述目的HIP设备与HAP的绑定关系。
所述HAP，还用于在其他HAP发生故障时，删除自身存储的与所述故障HAP相关的绑定关系，以及在其保活的HAP发生故障时，进一步通知绑定关系存储模块删除与所述故障HAP相关的绑定关系，所述HAP判定其他HAP发生故障为：所述HAP判定与其他HAP的保活失败或收到其它HAP发送的HAP故障通知。
所述源HIP设备、目的HIP设备，还用于向与其关联的HAP发送关闭Close包；
所述HAP，还用于在收到HIP设备发送的Close包后，删除自身存储的所述HIP设备的HIT及IP地址，并通知绑定关系存储模块删除所述HAP与所述HIP设备的绑定关系。
所述HAP和绑定关系存储模块合设或分开设置，所述HAP和绑定关系存储模块分开设置时，所述HAP缓存HIP设备与HAP的绑定关系。
所述绑定关系存储模块为SN节点组成的DHT叠加网。
所述HAP与HIP设备的绑定关系为：HAP标识与HIP设备的主机标识标签HIT的绑定关系。
下面结合具体实施例对本发明技术方案的实施作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例基于图5所示的***结构，即本实施例中HIP设备可同时连接多个HAP，且通讯的两端连接在不同的HAP上。图7为本发明实施例1基于HIP设备的数据传输方法流程示意图，如图7所示，该方法包括：
步骤701：UE2通过查询静态配置的服务器、DHCPv6服务器或DNS等方式得到RTT较小的HAP地址，并与其中的HAP2建立HIP关联。
这里，HAP2缓存UE2的HIT与UE2IP地址的绑定关系，并将所述绑定关系传递至负责存储UE2数据的SN5节点进行存储。
步骤702：UE1通过查询静态配置的服务器、DHCPv6服务器或DNS等方式得到RTT较小的HAP地址列表，获取的HAP地址列表中包含HAP1A与HAP1B。
步骤703：UE1选择HAP1A建立HIP连接。
步骤704：HAP1A缓存UE1HIT与UE1IP的绑定，并向其关联的SN节点(SN1)发送存储其与UE1HIT绑定关系的请求。
步骤705：HAP1A关联的SN向负责存储UE1数据的SN节点(SN4节点)发送存储UE1HIT与HAP1A标识绑定关系的请求。
步骤706：UE1选择HAP1B建立HIP连接。
步骤707：HAP1B缓存UE1HIT与UE1IP的绑定，并向其关联的SN节点(SN1节点)发送存储其与UE1HIT绑定关系的请求。
步骤708：HAP1B关联的SN向负责存储UE1数据的SN节点(SN4节点)发送存储UE1HIT与HAP2标识绑定关系的请求。
此时负责存储UE1数据的SN节点存储了UE1HIT与HAP1A标识、UE1HIT与HAP1B标识的绑定关系。
步骤709：UE1需要向UE2发送数据，UE1根据负载均衡等策略选择其所关联的HAP发送数据，此处，UE1选择HAP1A发送发往UE2的数据。
具体的，UE1可以向HAP1A发送携带UE2HIT的数据发送请求消息。
步骤710：HAP1A向其关联的SN1节点获取UE2关联的HAP的信息。
步骤711：SN1向负责存储UE2数据的SN节点(SN5节点)获取UE2与HAP2的绑定信息，并返回给HAP1A。
步骤712：HAP1A向HAP2转发发往UE2的数据。
如果UE2与多个HAP绑定，HAP1A可从多个HAP中根据负载均衡等策略选一个HAP进行数据转发。
步骤713：HAP2根据其缓存的UE2HIT与HAP2标识的绑定关系，向UE2转发数据。优选的，HAP2缓存UE1与HAP1A的绑定关系。
步骤714：UE1需要向UE2发送数据，UE1选择HAP1B发送发往UE2的数据。
具体的，UE1可以向HAP1B发送携带UE2HIT的数据发送请求消息。
步骤715：HAP1B向其关联的SN1节点获取UE2关联的HAP的信息。
步骤716：SN1向负责存储UE2数据的SN节点(SN5节点)获取UE2与HAP2的绑定信息，并返回给HAP1B。
步骤717：HAP1B向HAP2转发发往UE2的数据。
如果UE2与多个HAP绑定，HAP1B可从多个HAP中根据负载均衡等策略选一个HAP进行数据转发。
步骤718：HAP2根据其缓存的UE2HIT与HAP2标识的绑定关系，向UE2转发数据。优选的，HAP2缓存UE1与HAP1B的绑定关系。
步骤719：UE2需要向UE1发送数据，则UE2向HAP2发送发往UE1的数据。
具体的，UE2可以向HAP2发送携带UE1HIT的数据发送请求消息。
步骤720：HAP2根据缓存的UE1与HAP1A及HAP1B的绑定，根据负载均衡等策略，在HAP1A或HAP1B中选择一个转发数据。
步骤721：HAP2向所述选择的HAP转发发往UE1的数据，此处是HAP1A。
步骤722：HAP1A向UE1转发数据。
本实施例可以有多种变换，例如，
HAP与SN节点可以合设，即HAP组成DHT叠加网，存储HAP与设备HIT的绑定；
可以不使用叠加网来存储HAP与HIP设备HIT的绑定，而使用类似DNS的服务器集群；
UE2可得到两个以上的HAP，并选择两个以上的HAP进行连接，用来转发数据；
服务器给UE的HAP列表可按优先级排序；UE在与HAP建立连接时，可携带参数说明使用该HAP仅作为备用HAP，即仅仅事先建立HIP连接而不使用此HAP转发数据，HAP把其与UEHIT绑定关系存入SN节点组成的叠加网时，也可说明此HAP仅做备用，当UE的主用HAP发生异常故障时，UE可用备用HAP发送数据和接收数据，UE可设置备用HAP成主用HAP。
实施例2
本实施例基于图5所示的***结构，描述单个HAP故障，HIP设备通过非故障HAP与其它HIP设备通讯的情况，图8为本发明实施例2基于HIP设备的数据传输方法流程示意图，如图8所示，该方法包括：
步骤801：UE1通过查询静态配置的服务器、DHCPv6服务器或DNS等方式得到RTT较小的HAP地址列表，并根据所述列表与HAP1A建立HIP关联。HAP1A存储UE1HIT与UE1IP地址的绑定关系，并将所述绑定关系传递至负责存储UE1数据的SN4节点进行存储。
步骤802：UE1通过查询静态配置的服务器，DHCPv6服务器或DNS等方式得到RTT较小的HAP地址列表，并根据所述列表与与HAP1B建立HIP关联。HAP1B存储UE1HIT与UE1IP地址的绑定关系，并将所述绑定关系传递至负责存储UE1数据的SN4节点进行存储。
步骤803：UE2通过查询静态配置的服务器、DHCPv6服务器或DNS等方式得到RTT较小的HAP地址，并根据所述列表与HAP2建立HIP关联。HAP2存储UE2HIT与UE2IP地址的绑定关系，并将所述绑定关系传递至负责存储UE2数据的SN5节点进行存储。
这里，对步骤801、802、803的执行顺序不作限定。
步骤804：HAP1A发生异常故障。
步骤805：UE1与HAP1A的保活失败，UE1获知HAP1A发生故障，通过HAP1B发送数据。UE1也可与新的HAP建立HIP连接，以维护同时与多个HAP保持连接。
步骤806：HAP2获知HAP1A发生故障，即与HAP1A的保活失败或收到其它HAP发送的HAP1A故障通知，则删除有关HAP1A的缓存，如HAP1A标识与UE1HIT绑定关系的缓存。
这里，如果HAP2是HAP1A的保活节点，HAP2向所有HAP发送HAP1A故障的广播通知。
步骤807：HAP1A的保活节点(本实施例中为HAP2)通过与其关联的SN节点，删除在SN节点组成的叠加网中存储的HAP1A与UE的绑定信息。
步骤808：UE2向HAP2发送发往UE1的数据。
步骤809：HAP2查找UE1绑定的HAP的缓存，如无，则通过SN2查找SN节点组成的叠加网，获取HAP1B与UE1的绑定关系。
步骤810：HAP2向HAP1B转发数据。
步骤811：HAP1B向UE1转发数据。
实施例3
本实施例基于图5所示的***结构，HIP设备有多个HAP连接，在数据发送过程中会关闭某些HAP连接。图9为本发明实施例3基于HIP设备的数据传输方法流程示意图，如图9所示，该方法包括：
步骤901～步骤903：同步骤801～步骤803。
步骤904：UE1使用HIPClose包关闭其与HIP1A的HIP连接。
步骤905：HAP1A收到UE1发送的Close包后，向其连接的SN1节点发送删除其与UE1的绑定关系的命令。并且删除其缓存的UE1HIT与UE1IP的绑定。
步骤906：SN1节点根据DHT叠加网的路由规则向负责存储UE1数据的SN节点发送删除HAP1A与UE1的绑定关系的命令。负责存储UE1数据的SN节点删除UE1HIT与HAP1A标识的绑定关系。
步骤907：UE2向HAP2发送数据，目的设备是UE1。
步骤908：HAP2按照UE1HIT与HAP1A绑定的缓存向HAP1A转发发往UE1的数据。
步骤909：HAP1A发现其与UE1没有HIP连接，向HAP2发送失败通知，包含UE1HIT，也可包含HAP1A的标识。
步骤910：HAP2收到HAP1A发送的失败通知，删除其缓存的UE1HIT与HAP1A的绑定关系。同时HAP2查找UE1HIT是否还与其它HAP连接，如其缓存没有，可查找SN节点组成的叠加网，发现UE1HIT与HAP1B连接，不向UE2发送UE1不可达通知。
步骤911：HAP2向HAP1B转发发往UE1的数据。
步骤912：HAP1B根据UE1HIT与UE1IP的绑定关系，向UE1转发数据。
步骤913：UE1使用HIPClose包关闭其与HIP1B的HIP连接。
步骤914：HAP1B收到UE1发送的Close包后，向其连接的SN1节点发送删除其与UE1的绑定关系的命令。并且删除其缓存的UE1HIT与UE1IP的绑定关系。
步骤915：SN1节点根据DHT叠加网的路由规则向负责存储UE1数据的SN节点发送删除HAP1B与UE1的绑定关系的命令。负责存储UE1数据的SN节点删除UE1HIT与HAP1B的绑定关系。
步骤916：UE2向HAP2发送数据，目的设备是UE1。
步骤917：HAP2按照UE1HIT与HAP1B绑定的缓存向HAP1B转发发往UE1的数据。
步骤918：HAP1B发现其与UE1没有HIP连接，向HAP2发送失败通知，该通知包含UE1HIT，也可包含HAP1B的标识。
步骤919：HAP2收到HAP1B发送的失败通知，删除其缓存的UE1HIT与HAP1B的绑定。同时HAP2查找UE1HIT是否还与其它HAP连接，如其缓存没有，可查找SN节点组成的叠加网。发现没有HAP与UE1HIT绑定。
步骤920：HAP2向UE2发送UE1不可达通知。
本实施例UE1给HAP1A发送的Close包中，可增加HIP参数，例如ActiveHAP，来通知HAP1A其与HAP1B连接。本实施例同样可用于UE2与两个以上的HAP连接。
需要说明的是，本发明上述实施例中，HAP保存UE的HIT与IP的绑定关系，SN-C保存UEHIT与此UE关联的HAPIP地址的绑定关系。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (28)
1.一种基于主机标识协议HIP设备的数据传输方法，其特征在于，该方法包括：
源HIP设备需要向目的HIP设备发送数据时，选择与所述源HIP设备关联的两个或两个以上的HIP设备接入节点HAP中的任一HIP设备接入节点HAP进行数据发送；其中，
所述源HIP设备通过HAP向目的HIP设备发送数据之前，所述源HIP设备、目的HIP设备分别与多个HAP进行关联；
所述源HIP设备、目的HIP设备与多个HAP进行关联为：所述源HIP设备、目的HIP设备通过查询静态配置的服务器、IPv6的动态主机配置协议DHCPv6服务器或域名***DNS得到包来回时间RTT较小的多个HAP地址，并与所述得到的多个HAP地址相应的HAP进行关联，或者，从所述得到的多个HAP地址中选择部分HAP地址，并与其相应的HAP进行关联。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与源HIP设备、目的HIP设备关联的HAP在与所述HIP设备关联后，存储所述HIP设备的主机标识标签HIT及IP地址，并将所述HIP设备与所述HAP的绑定关系发送至绑定关系存储模块进行存储。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述源HIP设备选择与所述源HIP设备关联的两个或两个以上的HIP设备接入节点HAP中的任一HAP进行数据发送为：
所述源HIP设备根据负载均衡策略选择与所述源HIP设备关联的两个或两个以上的HIP设备接入节点HAP中的任一HAP；所述源HIP设备向所述选择的HAP发送数据发送请求，所述数据发送请求至少携带目的HIP设备信息、需要发送的数据；
所述与源HIP设备关联的HAP判定所述目的HIP设备与自身关联，则所述与源HIP设备关联的HAP直接将所述需要发送的数据发送至所述目的HIP设备；否则，所述与源HIP设备关联的HAP通过查询自身或绑定关系存储模块存储的绑定关系获取与所述目的HIP设备关联的HAP，并从中选择一HAP将所述需要发送的数据转发至所述目的HIP设备，所述与源HIP设备关联的HAP判定所述目的HIP设备与自身关联为：所述与源HIP设备关联的HAP判定自身存储有所述目的HIP设备的HIT。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括：所述源HIP设备当前选择的与源HIP设备关联的HAP因为故障导致数据发送失败时，所述源HIP设备继续选择与所述源HIP设备关联的其他HAP发送数据。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
所述与源HIP设备关联的HAP判定所述目的HIP设备与自身关联时，进一步将该情况通知所述源HIP设备；之后，所述源HIP设备需要向所述目的HIP设备发送数据时，直接通过所述与源HIP设备关联的HAP进行发送。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述与源HIP设备关联的HAP从与所述目的HIP设备关联的HAP中选择的HAP转发数据失败时，该方法还包括：所述与源HIP设备关联的HAP继续选择其他与目的HIP设备关联的HAP进行数据转发；或者，所述转发数据失败的与目的HIP设备关联的HAP通过查询自身或绑定关系存储模块存储的绑定关系，将需要发送的数据转发给其他与目的HIP设备关联的HAP，由所述其他与目的HIP设备关联的HAP再转发给目的HIP设备。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述与源HIP设备关联的HAP从与所述目的HIP设备关联的HAP中选择的HAP转发数据失败时，该方法还包括：所述与源HIP设备关联的HAP删除自身及绑定关系存储模块存储的当前选择的HAP与目的HIP设备的绑定关系。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述与目的HIP设备关联的HAP转发源HIP设备的数据后，该方法还包括：所述与目的HIP设备关联的HAP存储相应的源HIP设备与所述与源HIP设备关联的HAP的绑定关系。
9.根据权利要求3或6所述的方法，其特征在于，该方法还包括：所述HAP存储从绑定关系存储模块查询的所述目的HIP设备与HAP的绑定关系。
10.根据权利要求3至8任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：一HAP发生故障时，其他HAP删除自身存储的与所述故障HAP相关的绑定关系，并如由所述故障HAP的保活节点通知绑定关系存储模块删除与所述故障HAP相关的绑定关系，所述HAP判定一HAP发生故障为：所述HAP判定与一HAP的保活失败或收到其它HAP发送的HAP故障通知。
11.根据权利要求3至8任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：HIP设备向与其关联的HAP发送关闭Close包；所述HAP收到所述HIP设备发送的Close包后，删除自身存储的所述HIP设备的HIT及IP地址，并通知绑定关系存储模块删除所述HAP与所述HIP设备的绑定关系。
12.根据权利要求3至8任一项所述的方法，其特征在于，所述HAP和绑定关系存储模块合设或分开设置，所述HAP和绑定关系存储模块分开设置时，所述HAP缓存HIP设备与HAP的绑定关系。
13.根据权利要求3至8任一项所述的方法，其特征在于，所述绑定关系存储模块为SN节点组成的DHT叠加网。
14.根据权利要求1至8任一项所述的方法，其特征在于，所述HAP与HIP设备的绑定关系为：HAP标识与HIP设备的主机标识标签HIT的绑定关系。
15.一种基于HIP设备的数据传输***，其特征在于，该***包括：源HIP设备、HAP和目的HIP设备；其中，
所述源HIP设备，用于在需要向目的HIP设备发送数据时，选择与所述源HIP设备关联的两个或两个以上的HIP设备接入节点HAP中的任一HAP进行数据发送；
所述HAP，用于在与所述源HIP设备关联、且被选择进行数据发送时，将数据发送至所述目的HIP设备；其中，
所述源HIP设备、目的HIP设备，还用于在进行数据传输之前，与多个HAP进行关联；
该***还包括静态配置的服务器、IPv6的动态主机配置协议DHCPv6服务器或域名***DNS，
所述源HIP设备、目的HIP设备与多个HAP进行关联为：所述源HIP设备、目的HIP设备通过查询静态配置的服务器、IPv6的动态主机配置协议DHCPv6服务器或域名***DNS得到包来回时间RTT较小的多个HAP地址，并与所述得到的多个HAP地址相应的HAP进行关联，或者，从所述得到的多个HAP地址中选择部分HAP地址，并与其相应的HAP进行关联。
16.根据权利要求15所述的***，其特征在于，该***还包括绑定关系存储模块，
所述HAP，还用于在与HIP设备关联后，存储所述HIP设备的HIT及IP地址，并将所述HIP设备与所述HAP的绑定关系发送至绑定关系存储模块进行存储。
17.根据权利要求16所述的***，其特征在于，所述源HIP设备选择与所述源HIP设备关联的两个或两个以上的HIP设备接入节点HAP中的任一HAP进行数据发送为：
所述源HIP设备根据负载均衡策略选择与所述源HIP设备关联的两个或两个以上的HIP设备接入节点HAP中的任一HAP；所述源HIP设备向所述选择的HAP发送数据发送请求，所述数据发送请求至少携带目的HIP设备信息、需要发送的数据：
所述与源HIP设备关联的HAP判定所述目的HIP设备与自身关联，则所述与源HIP设备关联的HAP直接将所述需要发送的数据发送至所述目的HIP设备；否则，所述与源HIP设备关联的HAP通过查询自身或绑定关系存储模块存储的绑定关系获取与所述目的HIP设备关联的HAP，并从中选择一HAP将所述需要发送的数据转发至所述目的HIP设备，所述与源HIP设备关联的HAP判定所述目的HIP设备与自身关联为：所述与源HIP设备关联的HAP判定自身存储有所述目的HIP设备的HIT。
18.根据权利要求17所述的***，其特征在于，
所述源HIP设备，还用于在当前选择的与源HIP设备关联的HAP因为故障导致数据发送失败时，继续选择与所述源HIP设备关联的其他HAP发送数据。
19.根据权利要求17所述的***，其特征在于，
所述HAP，还用于在与源HIP设备关联、且判定所述目的HIP设备与自身关联时，进一步将该情况通知源HIP设备；
所述源HIP，还用于在收到所述HAP的通知后，在需要向所述目的HIP设备发送数据时，直接通过所述与源HIP设备关联的HAP进行发送。
20.根据权利要求17所述的***，其特征在于，
所述HAP，还用于在从与所述目的HIP设备关联的HAP中选择的HAP转发数据失败时，继续选择其他与目的HIP设备关联的HAP进行数据转发，或者，在转发数据失败时，通过查询自身或绑定关系存储模块存储的绑定关系，将需要发送的数据转发给其他与目的HIP设备关联的HAP，由所述其他与目的HIP设备关联的HAP再转发给目的HIP设备。
21.根据权利要求20所述的***，其特征在于，
所述HAP，还用于在从与目的HIP设备关联的HAP中选择的HAP转发数据失败时，删除自身及绑定关系存储模块存储的当前选择的HAP与目的HIP设备的绑定关系。
22.根据权利要求17所述的***，其特征在于，
所述HAP，还用于在与目的HIP设备关联、且转发源HIP设备的数据后，存储相应的源HIP设备与所述与源HIP设备关联的HAP的绑定关系。
23.根据权利要求17或20所述的***，其特征在于，
所述HAP，还用于存储从绑定关系存储模块查询的所述目的HIP设备与HAP的绑定关系。
24.根据权利要求17至22任一项所述的***，其特征在于，
所述HAP，还用于在其他HAP发生故障时，删除自身存储的与所述故障HAP相关的绑定关系，以及在其保活的HAP发生故障时，进一步通知绑定关系存储模块删除与所述故障HAP相关的绑定关系，所述HAP判定其他HAP发生故障为：所述HAP判定与其他HAP的保活失败或收到其它HAP发送的HAP故障通知。
25.根据权利要求17至22任一项所述的***，其特征在于，
所述源HIP设备、目的HIP设备，还用于向与其关联的HAP发送关闭Close包；
所述HAP，还用于在收到HIP设备发送的Close包后，删除自身存储的所述HIP设备的HIT及IP地址，并通知绑定关系存储模块删除所述HAP与所述HIP设备的绑定关系。
26.根据权利要求17至22任一项所述的***，其特征在于，
所述HAP和绑定关系存储模块合设或分开设置，所述HAP和绑定关系存储模块分开设置时，所述HAP缓存HIP设备与HAP的绑定关系。
27.根据权利要求17至22任一项所述的***，其特征在于，所述绑定关系存储模块为SN节点组成的DHT叠加网。
28.根据权利要求15至22任一项所述的***，其特征在于，所述HAP与HIP设备的绑定关系为：HAP标识与HIP设备的主机标识标签HIT的绑定关系。
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