[发明专利]用于接入网络多宿主的系统和方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及通信网络，并且特别地涉及利用加密(cryptographically)绑定的IP地址集来进行接入网络多宿主(multi-homing)的系统和方法。

背景技术

接入网络多宿主是现有技术，其中接入网络同时连接到多个因特网服务提供商(ISP)以便增加因特网连通性带宽并且增加对ISP故障的鲁棒性。传统上，已存在两种主要的用于接入网络多宿主的方法。一种是在全局路由系统中在独立于多宿主接入网络的每个ISP的寻址空间的情况下通告该多宿主接入网络的寻址空间，从而为接入网络添加单独路由表项目。另一种方法是通过使主机(host)能够在来自依赖于ISP的寻址空间的IP地址之间动态切换来让该主机选择ISP。然后将每个寻址空间作为各ISP的寻址空间的一部分通告给全局路由系统。

更新的第三种接入多宿主的方法提供了接入网络内部使用的寻址空间与用于通过转接(transit)空间承载分组的寻址空间之间的间接级。一些间接技术需要每个接入网络边界处的地址空间映射。其他间接技术仅需要多宿主接入网络在它们的边界处提供映射，并且还预订在转接空间的某处的间接点处发生的(反向)映射。

所有这些方法都缺少下述期望特性中的至少一个：

1.全局路由表保存。全局路由表应该相对于ISP的数目线性增长，而不是相对于接入网络的数目线性增长。

2.业务工程。接入网络应该能够强制进入和外出业务经由接入网络通过其进行多宿主的ISP中的一个特定ISP来传递。

3.主机偏好。主机应该仍能够将它自己选择的它偏好其业务通过的ISP建议给接入网络。

4.ISP改变。应该可能经由可替换的ISP在两个方向上快速地对业务进行重新路由。

5.网络重配置成本。接入网络运营商应该能够在不用昂贵地重配置网络设备的情况下改变其ISP集。

6.路由性能。诸如分组传播等待时间、分组损失概率或抖动之类的业务特征应该不改变。

7.转接(transition)。应该存在用于增加部署的转接路径，其允许因特网的升级部与遗留部进行通信。

8.对于部署的激励。技术的部署应该对投资该部署的那些实体带来直接的利益。

9.可结合性。在可能的情况下，用于接入网络多宿主的技术应该与移动性技术能结合，并且从长远来看还有可能与主机标识技术结合。

在全局路由系统中单独通告接入网络的寻址空间的技术不能保存全局路由表，并且没有使主机能够表达就其业务而言对ISP的偏好。给出主机对将它们的业务路由通过哪个ISP的最终决定，又与接入网络的业务工程策略相冲突。在每个接入网络的边界处需要映射的间接技术具有与转接路径和部署激励有关的劣势。间接技术还面对着关于怎样能够高效地保持映射、或者当切换到可替换的ISP时怎样快速地更新这些映射来支持接入网络的无法回答的问题。另一方面，在转接空间中的某处使用间接点的间接技术招致对路由性能的不利影响。

发明内容

用于接入多宿主的当前技术或者需要认证基础结构或者需要路由器来改写完整的IP地址，这是低效的因为它需要路由器中的每主机信息。本发明提供了一种通过将IP地址集与不同的子网前缀和公用接口标识符加密绑定来进行多宿主的系统和方法。本发明使主机能够在不依赖于认证基础结构的情况下证实通信主机(correspondent host)对IP地址集的所有权(ownership)，而且同时使路由器能够仅通过改写IP地址前缀来高效地交换该集合中的IP地址。

为了提供前面提到的所有特性，主机必须能够在来自依赖于ISP的寻址空间的IP地址之间动态切换，而且还使接入网络能够重写IP地址，以使得该地址与将经由其转发分组的ISP的寻址空间相匹配。