原有的NDN機(jī)制的基礎(chǔ)上再安裝Internet協(xié)議(如TCP/IP)，而且每個(gè)NDN節(jié)點(diǎn)都通過(guò)P2P的方式分別與一個(gè)AP節(jié)點(diǎn)相連。選定其中一個(gè)NDN節(jié)點(diǎn)作為內(nèi)容提供者Provider，內(nèi)容前綴為/prefix。本方案假設(shè)給NDN節(jié)點(diǎn)的Internet網(wǎng)卡分配10.1.0.0/255.255.0.0 段的 IP, AP 節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的 IP 段是 192.168.0.0/255.255.0.0。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)沿直線勻速行走，在不同的AP之間進(jìn)行切換。
[0041]當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)起請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)是否在切換的狀態(tài)，會(huì)有如下兩種情況，分別如圖4a和4b所示。
[0042]當(dāng)不切換AP時(shí)，響應(yīng)請(qǐng)求示意圖、傳統(tǒng)Interest包結(jié)構(gòu)圖及FIB表如圖4a所示，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(IP假設(shè)為192.168.0.1)已接入與假設(shè)IP為10.1.1.1的C-NDNN相關(guān)聯(lián)的AP，此時(shí)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送Interest請(qǐng)求包，Interest包首先被轉(zhuǎn)發(fā)到C-NDNN，Interest包中包括內(nèi)容名字(content name)、篩選器(selector)、隨機(jī)數(shù)(Nonce)，篩選器包括優(yōu)先順序(orderpreference)、過(guò)濾機(jī)制(publisher filer)、鄰居范圍(scope)等；(al)此后 C-NDNN 根據(jù)FIB表中的轉(zhuǎn)發(fā)信息將Interest經(jīng)FaceO轉(zhuǎn)發(fā)到Provider ； (a2) Provider返回Data內(nèi)容給C-NDNN ;(a3)和(a4)分別同(al)和(a2)。隨后C-NDNN將Data內(nèi)容返回給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)切換到其他AP后，請(qǐng)求和響應(yīng)過(guò)程同上述過(guò)程。
[0043]當(dāng)切換AP時(shí)，響應(yīng)請(qǐng)求示意圖、修改后的Interest包結(jié)構(gòu)圖及變化后的FIB表如圖4b所示，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)最開始是接入與IP為10.1.1.1的C-NDNN相關(guān)聯(lián)的AP，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)預(yù)測(cè)到切換事件后，向發(fā)送Interest請(qǐng)求包中添加其移動(dòng)信息(包括移動(dòng)方向、移動(dòng)速度等參數(shù)，如圖中“moving info”所示)，同樣Interest包首先被轉(zhuǎn)發(fā)到C-NDNN ；C-NDNN中的預(yù)測(cè)模塊根據(jù)Interest中的移動(dòng)方向、移動(dòng)速度等參數(shù)，及緩存內(nèi)容時(shí)間延遲，在移動(dòng)方向上由近到遠(yuǎn)依次計(jì)算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)由當(dāng)前位置以當(dāng)前速度移動(dòng)并接入到每一個(gè)AP的時(shí)間T，并分別與相應(yīng)的AP所關(guān)聯(lián)的N-NDNN能夠?qū)ata包緩存下來(lái)的時(shí)間延遲t作比較，最先滿足TH這一條件的AP與N-NDNN就是下一個(gè)將要接入的AP和關(guān)聯(lián)的N-NDNN ;然后C-NDNN中的重定向模塊以C-NDNN和N-NDNN為參數(shù)，基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算從C-NDNN到N-NDNN路徑的端口，即Facel，并更新FIB表，將Interest包中請(qǐng)求Data內(nèi)容的名字前綴與Facel添加到FIB表中，如圖4b所示；(bl) C-NDNN經(jīng)由計(jì)算得到的端口將Interest轉(zhuǎn)發(fā)出去，最終轉(zhuǎn)發(fā)給 N-NDNN ； (b2)最終由 N-NDNN 將 Interest 包轉(zhuǎn)發(fā)給 Provider ； (b3) Provider 將 Data內(nèi)容返回給N-NDNN ;最后N-NDNN將Data內(nèi)容根據(jù)緩存策略緩存下來(lái)。當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到將要接入的AP覆蓋范圍時(shí)，中斷與C-NDNN的通信，并與假設(shè)IP為10.1.2.1的N-NDNN進(jìn)行通信，重新經(jīng)由N-NDNN向Provider請(qǐng)求由于切換過(guò)程未得到的Data內(nèi)容，但由于這時(shí)N-NDNN已經(jīng)緩存下來(lái)了，即可代替Provider就近提供服務(wù)，將相應(yīng)Data內(nèi)容返回給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
[0044]根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果，與NDN內(nèi)嵌的對(duì)移動(dòng)性支持的方法相比，本發(fā)明所述方法可以用更少的時(shí)間獲取所請(qǐng)求的內(nèi)容；兩種方法的通信延遲如圖5所示。
[0045]本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解:實(shí)現(xiàn)上述系統(tǒng)和方法實(shí)施例的全部或部分可以通過(guò)程序指令相關(guān)的硬件完成，也可以通過(guò)軟件完成。以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制。盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種降低NDN網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)用戶內(nèi)容獲取延遲的系統(tǒng)，其特征在于，包括由NDN節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的NDN網(wǎng)絡(luò)，以及包含移動(dòng)節(jié)點(diǎn)、接入點(diǎn)AP的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；所述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)發(fā)送Interest包和接收相應(yīng)的Data包；所述NDN節(jié)點(diǎn)包含預(yù)測(cè)模塊和重定向模塊，所述預(yù)測(cè)模塊負(fù)責(zé)預(yù)測(cè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)軌跡及將要接入的AP ;所述重定向模塊負(fù)責(zé)計(jì)算從一個(gè)NDN節(jié)點(diǎn)到另一個(gè)NDN節(jié)點(diǎn)路徑的路由端口，并更新記錄到達(dá)Provider的下一跳接口的FIB表；當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)切換到其他AP時(shí)，重定向模塊將Interest包重定向到預(yù)測(cè)模塊所預(yù)測(cè)的AP所對(duì)應(yīng)的NDN節(jié)點(diǎn)上，該對(duì)應(yīng)的NDN節(jié)點(diǎn)通過(guò)緩存的Data內(nèi)容為即將連接的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)提供就近服務(wù)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)測(cè)模塊預(yù)測(cè)的將要接入的AP滿足如下條件:將當(dāng)前的NDN節(jié)點(diǎn)記為C-NDNN，將要接入的AP對(duì)應(yīng)的NDN節(jié)點(diǎn)記為N-NDNN，在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)方向上，最先滿足Interest包從C-NDNN中轉(zhuǎn)發(fā)出去到相應(yīng)的Data包緩存在N-NDNN中所需時(shí)間，小于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從當(dāng)前位置到接入所預(yù)測(cè)的將要接入的AP所花費(fèi)的時(shí)間。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，C-NDNN中的預(yù)測(cè)模塊預(yù)測(cè)將要接入的AP時(shí)，根據(jù)Interest中的移動(dòng)信息，及緩存內(nèi)容時(shí)間延遲，在移動(dòng)方向上由近到遠(yuǎn)依次計(jì)算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)由當(dāng)前位置以當(dāng)前速度移動(dòng)并接入到每一個(gè)AP的時(shí)間T，并分別與相應(yīng)的AP所關(guān)聯(lián)的N-NDNN能夠?qū)ata包緩存下來(lái)的時(shí)間延遲t作比較，最先滿足TH這一條件的AP與N-NDNN就是下一個(gè)將要接入的AP和關(guān)聯(lián)的N-NDNN。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述NDN節(jié)點(diǎn)還包含:Interest的入端口，用于緩存Data內(nèi)容的CS，用于記錄Interest的入端口和出端口信息的PIT表，以及將Interest轉(zhuǎn)發(fā)出去的端口。
5.一種采用權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的降低NDN網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)用戶內(nèi)容獲取延遲的方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)檢測(cè)切換事件，檢測(cè)到切換事件后在其將要發(fā)送的Interest包中添加其移動(dòng)?目息; 2)將當(dāng)前的NDN節(jié)點(diǎn)記為C-NDNN，將要接入的AP對(duì)應(yīng)的NDN節(jié)點(diǎn)記為N-NDNN，C-NDNN中的預(yù)測(cè)模塊根據(jù)Interest包中所攜帶的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)信息，及緩存內(nèi)容的時(shí)間延遲，預(yù)測(cè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之后的移動(dòng)軌跡以及將要接入的AP，并獲取到N-NDNNJf N-NDNN的ID傳遞給重定向模塊； 3)重定向模塊計(jì)算從C-NDNN到N-NDNN路徑的路由端口，然后更新C-NDNN上的用于記錄到達(dá)內(nèi)容提供者Provider的下一跳接口 FIB表，使得Interest從得到的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，最終到達(dá)N-NDNN ； 4)將Interest包對(duì)應(yīng)的Data包緩存在N-NDNN； 5)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)完成切換后，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)重新請(qǐng)求因切換接入點(diǎn)未得到的Data包，N-NDNN代替內(nèi)容提供者節(jié)點(diǎn)就近響應(yīng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的請(qǐng)求，將已緩存的Data包發(fā)送給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟I)在將要發(fā)送的Interest包中添加的移動(dòng)信息包括:移動(dòng)方向、移動(dòng)速度。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:步驟2)中預(yù)測(cè)模塊預(yù)測(cè)的將要接入的AP滿足如下條件:將當(dāng)前的NDN節(jié)點(diǎn)記為C-NDNN，將要接入的AP對(duì)應(yīng)的NDN節(jié)點(diǎn)記為N-NDNN，在移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)方向上，最先滿足Interest包從C-NDNN中轉(zhuǎn)發(fā)出去到相應(yīng)的Data包緩存在N-NDNN中所需時(shí)間，小于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從當(dāng)前位置到接入所預(yù)測(cè)的將要接入的AP所花費(fèi)的時(shí)間。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，C-NDNN中的預(yù)測(cè)模塊預(yù)測(cè)將要接入的AP時(shí)，根據(jù)Interest中的移動(dòng)信息，及緩存內(nèi)容時(shí)間延遲，在移動(dòng)方向上由近到遠(yuǎn)依次計(jì)算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)由當(dāng)前位置以當(dāng)前速度移動(dòng)并接入到每一個(gè)AP的時(shí)間T，并分別與相應(yīng)的AP所關(guān)聯(lián)的N-NDNN能夠?qū)ata包緩存下來(lái)的時(shí)間延遲t作比較，最先滿足TH這一條件的AP與N-NDNN就是下一個(gè)將要接入的AP和關(guān)聯(lián)的N-NDNN。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種降低NDN網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)用戶內(nèi)容獲取延遲的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括由NDN節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的NDN網(wǎng)絡(luò)，以及包含移動(dòng)節(jié)點(diǎn)、接入點(diǎn)AP的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)發(fā)送Interest包和接收相應(yīng)的Data包；所述NDN節(jié)點(diǎn)包含預(yù)測(cè)模塊和重定向模塊；當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)要切換到其他AP時(shí)，重定向模塊將Interest包重定向到預(yù)測(cè)模塊所預(yù)測(cè)的AP所對(duì)應(yīng)的NDN節(jié)點(diǎn)上，該對(duì)應(yīng)的NDN節(jié)點(diǎn)通過(guò)緩存的Data內(nèi)容為即將連接的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)提供就近服務(wù)。本發(fā)明可大大降低通信時(shí)延，其可預(yù)測(cè)距離一跳的鄰居節(jié)點(diǎn)的特性適用于因緩存開銷過(guò)大而舍棄的正確的下一接入點(diǎn)這一場(chǎng)景，其可預(yù)測(cè)多跳的特性適用于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)高速移動(dòng)并切換的場(chǎng)景。
【IPC分類】H04W36-08, H04W24-04
【公開號(hào)】CN104661249
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410848553
【發(fā)明人】葛敬國(guó), 吳玉磊, 鄂躍鵬, 劉總真, 弭偉, 游軍玲, 李佟
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2014年12月29日