用于信息中心網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)興趣轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(CCN)的技術(shù)領(lǐng)域，并且特別是在CCN節(jié)點中實現(xiàn)動態(tài)請求轉(zhuǎn)發(fā)的機(jī)制。
【背景技術(shù)】
[0002]信息中心網(wǎng)絡(luò)(ICN)、內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(CCN)或命名數(shù)據(jù)(named-數(shù)據(jù))網(wǎng)絡(luò)(NDN)已經(jīng)推出了一個新的網(wǎng)絡(luò)模型，其中通信是以命名數(shù)據(jù)而不是主機(jī)地址為中心。事實上，在CCN中每個數(shù)據(jù)報文通過其獨特的名字而不是其物理位置被識別、尋址和獲取。所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點潛在地存儲他們轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)以服務(wù)未來對相同內(nèi)容的請求。為此目的，有可能使用增強(qiáng)的存儲能力例如高速緩存/緩沖存儲器配備網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。事實上，存儲資源可以被用來維護(hù)通過網(wǎng)絡(luò)傳播的臨時內(nèi)容復(fù)制品(replica)以用于從幾分鐘到幾小時或幾天的時間段。不同復(fù)制品的可用性取決于如內(nèi)容流行度、緩存替換策略的多個因素，并受到請求轉(zhuǎn)發(fā)策略的影響。術(shù)語“請求轉(zhuǎn)發(fā)策略”在這里廣泛地并且非限制性的是指在包括節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)管理內(nèi)容請求的轉(zhuǎn)發(fā)的方式/規(guī)則。實際上，請求轉(zhuǎn)發(fā)策略在提供更好的最終用戶性能(例如:數(shù)據(jù)傳輸時間)和減少在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量(即提供較低的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載)中扮演重要角色。
[0003]在CCN中，內(nèi)容條目/文件被分為一系列由可變大小的M個組件的層次名稱唯一標(biāo)識的塊，例如^個組件可以是“/bell_labs/video/talks.avi/chunkl”。通過考慮下面的示例，B-1個組件標(biāo)識內(nèi)容條目名稱(/1^11_13&8八丨(160八311^.3￥；0，而最后的組件指定塊名稱(chunkl) XCN中的服務(wù)器通告他們可以通過路由協(xié)議方式服務(wù)的內(nèi)容條目的前綴組(這里的/bell_labs/video/或/bell_labs/)，即永久存儲的條目的前綴。接收這些通告的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相應(yīng)地建立它們的轉(zhuǎn)發(fā)/路由表。例如網(wǎng)絡(luò)節(jié)點在它們的路由表中存儲在到文件的永久副本的延遲方面最短的路徑。然后文件塊通過興趣報文(Interest packet)被接收器請求，所述興趣報文被網(wǎng)絡(luò)節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)去往存儲所請求的塊的永久副本的服務(wù)器。
[0004]這里興趣報文是一種報文類型，指的是關(guān)于內(nèi)容條目/文件的興趣/請求。本文中涉及的另一種報文類型是數(shù)據(jù)報文(Data packet)，對應(yīng)于響應(yīng)于內(nèi)容的興趣/請求(即興趣報文)而發(fā)送的數(shù)據(jù)。事實上，數(shù)據(jù)報文可以是內(nèi)容條目/文件的塊。興趣報文留下痕跡，使得匹配的塊(即數(shù)據(jù)報文)可以遵循逆向路徑回到初始請求者。匹配的塊可以在每個緩存臨時副本的節(jié)點中或者在存儲永久副本的在服務(wù)器上找到。實際上，一個興趣報文允許獲取一個數(shù)據(jù)報文。因此，一系列興趣報文允許獲取一系列數(shù)據(jù)報文，即例如大片內(nèi)容的塊，如視頻文件。
[0005]圖1示出了接收興趣報文時的過程。當(dāng)興趣報文在傳入接口上被節(jié)點接收時(步驟
101)，該節(jié)點在其內(nèi)容存儲(CS)(例如高速緩存/緩沖存儲器)中檢查內(nèi)容可用性(步驟
102)。如果該內(nèi)容可用，CS在傳入接口上將所請求的數(shù)據(jù)報文發(fā)送返回(步驟103)。否則，該節(jié)點在其未決興趣表(PIT)中檢查未決請求，即此內(nèi)容是否已經(jīng)在該接口上被向上請求(步驟104)。如果在PIT中找到表項，則更新PIT(步驟105)以便追蹤該傳入接口正在等待此內(nèi)容。如果沒有找到PIT表項，將創(chuàng)建新表項并且該興趣報文被轉(zhuǎn)發(fā)到經(jīng)由轉(zhuǎn)發(fā)表中存儲的內(nèi)容名稱前綴的最長前綴匹配而確定的一個或多個接口(步驟106)，轉(zhuǎn)發(fā)表中在【背景技術(shù)】被稱為轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(FIB)。此外，該節(jié)點還可以探測FIB中未指定的接口(步驟107)，以便及時發(fā)現(xiàn)其他可用路由并轉(zhuǎn)發(fā)該興趣報文(步驟108)。
[0006]現(xiàn)在參照圖2，接收數(shù)據(jù)報文時的過程被示出。當(dāng)數(shù)據(jù)報文被節(jié)點接收時(步驟201)，該節(jié)點在其PIT中檢查未決請求(步驟202)。如果找到未決請求，該數(shù)據(jù)報文首先被存儲在節(jié)點CS中。該節(jié)點更新其CS、PIT和FIB表項(分別為步驟203、204、205)并將該數(shù)據(jù)報文轉(zhuǎn)發(fā)去往PIT中列出的所有請求接口(步驟206) ο例如，在數(shù)據(jù)報文被接收時，節(jié)點可以在其FIB中更新關(guān)于已從其接收報文的接口的質(zhì)量的信息(例如往返時間(RTT)、跳數(shù))。如果沒有找到匹配的PIT表項，該數(shù)據(jù)報文被丟棄(步驟207)。
[0007]事實上，在接收到興趣報文之后，理想的基于名稱的路由協(xié)議需要定位每一個內(nèi)容條目(即數(shù)據(jù)報文)的所有臨時復(fù)制品，以便轉(zhuǎn)發(fā)用戶請求去往“最優(yōu)”(即在網(wǎng)絡(luò)中的路徑/時間方面最近的)可用復(fù)制品。然而，這在CCN顯然不可行，因為:
[0008]-就網(wǎng)絡(luò)規(guī)模尺度而言，CCN可包括不同應(yīng)用的內(nèi)容，并不旨在局限于小的、受控的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域；
[0009]-就網(wǎng)絡(luò)規(guī)模尺度而言，存儲在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上的臨時副本高度不穩(wěn)定并且頻繁的路由更新所涉及的信令開銷將過多；
[0010]-節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)表(即的FIB)的尺寸已經(jīng)是令人關(guān)注的問題，即使僅考慮永久內(nèi)容副本而不是網(wǎng)絡(luò)緩存的臨時復(fù)制品。
[0011]在另一方面，動態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制的使用能夠發(fā)現(xiàn)和利用臨時內(nèi)容復(fù)制品，在最終用戶性能和網(wǎng)絡(luò)提供商成本方面可提供顯著益處。
[0012]解決此問題的一個思路是，假設(shè)節(jié)點FIB知道CCN網(wǎng)絡(luò)中通往可以被轉(zhuǎn)發(fā)戰(zhàn)略直接利用的永久副本的多條路徑。然而，這將需要分發(fā)永久副本可用性信息的路由協(xié)議，并且因此不能被應(yīng)用于將請求轉(zhuǎn)發(fā)去往臨時副本。
[0013]—種現(xiàn)有的用于命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(NDN)框架的動態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)方法依賴于周期性地探測接口，并為它們中的每一個收集統(tǒng)計數(shù)據(jù)。如果對于內(nèi)容，接口被估計為比當(dāng)前被利用的更好，則將轉(zhuǎn)發(fā)平面切換到那個接口。雖然此建議似乎有效，但仍然需要在最終用戶方面提供更好的性能(例如:數(shù)據(jù)吞吐量)，并降低網(wǎng)絡(luò)成本(例如:數(shù)據(jù)負(fù)載)。
[0014]—個目標(biāo)是提供一種解決上述問題的方案，并提出超過現(xiàn)有技術(shù)的其它優(yōu)勢。
[0015]另一個目標(biāo)是提供一種機(jī)制，以在CCN節(jié)點中實現(xiàn)動態(tài)請求轉(zhuǎn)發(fā)。
[0016]另一個目標(biāo)是改善最終用戶性能。
[0017]另一個目標(biāo)是降低網(wǎng)絡(luò)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]不同的實施例針對解決一個或多個上述問題的影響。下文給出實施例的簡要概述以便提供對不同實施例的一些方面的基本理解。此概述不是對這些不同的實施例的詳盡概述。它并非旨在標(biāo)識關(guān)鍵元件的重點以及描述這些不同的實施例的范圍。其唯一目的在于以簡化形式呈現(xiàn)一些概念，作為稍后論述的更詳細(xì)的描述的前序。
[0019]不同的實施例涉及一種用于管理內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的接口上的報文的方法，該方法包括以下步驟
[0020]-在節(jié)點的接口上接收對數(shù)據(jù)報文的至少一個請求；
[0021 ]-如果該數(shù)據(jù)報文被節(jié)點所存儲，則在接收到請求的接口上轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)報文；
[0022]否則
[0023]-執(zhí)行探索步驟，通過
[0024]隨機(jī)選擇去往相鄰節(jié)點的至少一個接口；
[0025]在所選擇的接口上轉(zhuǎn)發(fā)該請求；
[0026]在該隨機(jī)選擇的接口上接收響應(yīng)，該數(shù)據(jù)報文具有被該相鄰節(jié)點估計的相關(guān)的最小時間傳輸值；
[0027]-基于探索步驟結(jié)果識別提供最小數(shù)據(jù)報文傳輸時間值的接口。
[0028]根據(jù)一個廣義方面，該方法進(jìn)一步包括執(zhí)行利用步驟，通過
[0029]-使用所識別的提供最小數(shù)據(jù)報文傳輸時間的接口來轉(zhuǎn)發(fā)該請求和接收回該數(shù)據(jù)報文；
[0030]-在所識別的接口上接收關(guān)聯(lián)有所估計的最小時間傳輸值的數(shù)據(jù)報文。
[0031]根據(jù)一個廣義方面，該方法需要在節(jié)點的內(nèi)容存儲中存儲所接收的數(shù)據(jù)報文和在用于接收請求的接口上轉(zhuǎn)發(fā)所接收的數(shù)據(jù)報文的標(biāo)準(zhǔn)ICN操作。
[0032]進(jìn)一步地，不同的實施例涉及用于管理報文的內(nèi)