基于内容中心网络的网络中编码网络报文的方法技术

一种网络节点，包括包含内容对象的数据存储器，其中所述内容对象包括多个内容块；接收器，用于从请求网络节点接收请求所述内容对象的至少一个内容块的请求消息；发射器，用于发送数据；以及与所述接收器、发射器和数据存储器耦合的处理器；其中所述处理器用于使用所述多个内容块编码所述内容以及指示所述发射器发射编码的内容和编码指示符至所述请求网络节点，且其中所述编码指示符向所述请求网络节点提供编码机制，以便所述请求网络节点在其接收到的包含编码内容的报文数量与包含内容对象的内容块的数量相等时，使用该机制将静负荷内的编码内容解码成所述多个内容块。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 相关申请案的交叉参考本专利技术要求2011年12月9号由塞德里克.韦斯特法尔(Cedric Westphal)递交的专利技术名称为“(Method for NetworkCoding Packets in Content-Centric Networking Based Networks) ” 的第 61/569106 号美国临时专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以全文引入的方式并入本文本中。 关于由联邦政府赞助的 研究或开发的声明不适用。 参考缩微胶片附录不适用。
技术介绍
内容中心网络(CCN)、信息中心网络(ICN)、内容导向网络(C0N)、基于内容的网络(CBN)和数据导向网络(DON)为电脑网络的替代组网架构。这些架构提供通信网络以使用户聚焦于其需要的数据，而不必参考可检索所需数据的具体的物理地点。在CCN中，当需要访问内容时，节点可向网络发送兴趣报文。网络使用所述内容的名称进行路由，将所述兴趣转发至一个或多个所述内容对象的副本。当所述兴趣到达保存有所述内容对象的缓存时，可返回数据报文。所述数据报文可延所述兴趣的发送路径的相反方向返回至请求该内容的节点。每个数据报文可为较大内容对象的一块。所述兴趣可请求某一具体块，如www.fo0.com/Dir/File/Cl,或者仅通过请求wwwfoocom/Dir/File/来初始文件的传递这可以隐含理解为请求返回第一块。该架构可自然的允许沿途的路由器在其本地存储(如内容存储器)中存储该内容。这允许路由器提供缓存的内容以响应兴趣，而非访问该内容的原始服务器。CNN的一个重要方面在于其可将内容分发与网络位置完全分离。因此，所述内容是从网络中存储内容块的地方一块一块地接收，而非建立一个端到端链接。这也可在安全架构中体现，所述安全架构可独立于所述链接端点。
技术实现思路
在一项实施例中，本专利技术公开了一种网络节点，该网络节点包括包含内容对象的一个数据存储器，其中所述内容对象包括多个内容块；接收器，用于从请求网络节点接收至少一个内容对象块的请求；发射器，用于发送数据；以及耦合到接收器、发射器和数据存储器上的处理器；其中所述处理器用于通过多个内容块对所述内容进行编码，并指令所述发射器向请求网络节点发射编码内容以及编码指示符，且其中所述编码指示符向所述请求网络节点提供编码机制，以便所述请求网络节点在其接收到包含编码内容在内的报文(其数量与包含内容对象的内容块数量相等)之后，使用该机制在净负荷中将该编码内容解码成多个内容块。在另一项实施例中，本专利技术公开一种用于内容中心网络中检索内容的路由器中的方法，所述方法包括从内容客户接收内容请求，其中所述内容包括多个内容块；将所述请求转发至多个网络节点；从一个或多个所述多个网络节点接收多个回复报文，其中每个所述回复报文包括所述多个内容块的线性组合，其中所述多个内容块的每个线性结合线性独立于所述多个内容块的其他线性组合，且其中每个回复报文均包括系数，该系数用于创建所述多个内容块的线性组合；以及通过处理器解码所述多个报文以获得多个解码内容块。在另一项实施例中，本专利技术公开了在内容中心网络的内容路由器中包括接收器，用于接收内容请求，其中所述请求包括内容名称，其中所述内容包括多个内容块；处理器，与所述接收器耦合用于确定包含至少一部分所述内容块的多个网络节点；和发射器，用于将所述请求转发至所述多个网络节点；其中所述接收器进一步用于从至少一部分所述多个网络节点接收多个回复报文，其中每个回复报文包括所述多个内容块的线性组合和整数系数指示符，该整数系数由所述多个网络节点中的一个使用以创建线性组合，其中所述处理器进一步用于使用来自所述多个回复报文的多个内容块的线性组合以及所述与每个线性组合关联的整数系数来从所述多个回复报文中获取多个内容块。从结合附图和所附权利要求书进行的以下详细描述将更清楚地理解这些和其他特征。【附图说明】为了更全面地理解本专利技术，现在参考以下结合附图和【具体实施方式】进行的简要描述，其中相同参考标号表不相同部分。图1为一项实施例所述的系统的示意图，该系统用于在互联网协议(IP)报文转发网络中转发报文。图2为一项实施例所述的系统的示意图，该系统用于内容中心网络(CCN)兴趣转发。图3为一项实施例所述的系统的不意图,该系统用于在基于CNN的网络中对报文进行网络编码和转发。图4为一图表，描述所公开的网络编码提供的带宽使用改进情况。图5为图表，描述了针对内容流行度的不同Zipf法则，使用网络编码的网络与不使用网络编码的网络之间带宽占用方面的差距。图6为一图表，描述在使用所公开的网络编码的网络中和未使用所公开的网络编码的网络中缓存大小对应的带宽占用。图7为公开的一项实施例所述的方法的流程图，该方法用于使用网络编码来路由兴趣和数据报文。图8为公开的一项实施例所述的方法的流程图，该方法由内容存储器实施，用于编码和传输内容以响应接收的兴趣。图9示出了网络节点的一项实施例，该网络节点可以是经由网络传输和处理数据的任意设备。图10示出了典型的通用网络组件，该网络组件适用于实施一个或多个本文本所 公开的组件的实施例。【具体实施方式】最初应理解，尽管下文提供一个或多个实施例的说明性实施方案，但可使用任意数目的当前已知或现有的技术，来实施所公开的系统和/或方法。本专利技术决不应限于下文所说明的描述性实施方案、图式和技术，包含本文所说明描述的示范性设计和实施方案，而是可以在所附权利要求书的范围以及其均等物的完整范围内修改。图1为一项实施例所述的系统100的示意图，该系统用于在互联网协议(IP)报文转发网络中转发报文。系统100可包括生产者(或源)102、消费者(或目标地)104和网络节点110。所述网络节点110可为路由器、交换机或其他用于通过网络转发数据报文的设备。所述网络节点110可包括转发信息库(FIB) 112、多个入端口 124和126以及多个出端口 118、120和122。所述生产者102可将数据106传送至所述消费者104并接收所述消费者104返回的应答消息(Ack) 108。所述数据106可延路径116传送，所述路径116始于生产者102，并经由网络节点110到消费者104。所述数据106可包括报文114，该报文包含目标IP地址和源IP地址。网络节点110可使用所述报文114中的目标IP地址咨询FIB112以确定合适的出端口 118，该出端口用于将所述数据106转发至所述消费者104。图2为一项实施例所述的系统200的示意图，该系统用于CCN兴趣转发。系统200可包括生产者202、消费者204、网络节点210和网络节点230。所述消费者204可发送兴趣206至所述生产者202以及接收返回的请求数据208。所述兴趣报文可通过包括网络节点210及230在内的一个或多个网络节点遍历路径216。所述数据208可由所述生产者202或系统200中的一个内容路由器返回。如前所述，所述数据可延路径218，经网络节点230及网络节点210传送至所述消费者204。网络节点210和230可为内容路由器或其他用于转发、检索和存储网络中数据报文的网络设备。网络节点210可包括FIB212、内容存储器214和多个入/出端口 240、242、244、2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络节点，包括：数据存储器，包括内容对象，其中所述内容对象包括多个内容块；接收器，用于从请求网络节点接收请求消息，该请求消息请求所述内容对象的至少一块；发射器，用于传输数据；以及处理器，与接收器、发射器和数据存储器耦合，其中所述处理器用于使用多个内容块对内容编码以及指示所述发射器向请求网络节点发送编码内容和编码指示符，其中所述编码指示符向请求网络节点提供编码机制，以便请求网络节点在其接收的包含编码内容的报文的数量与包含内容对象的内容块的数量相等时，使用该机制将静负荷内的编码内容解码成多个内容块。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.09 US 61/569,1061.一种网络节点，包括: 数据存储器，包括内容对象，其中所述内容对象包括多个内容块； 接收器，用于从请求网络节点接收请求消息，该请求消息请求所述内容对象的至少一块； 发射器，用于传输数据；以及 处理器，与接收器、发射器和数据存储器耦合，其中所述处理器用于使用多个内容块对内容编码以及指示所述发射器向请求网络节点发送编码内容和编码指示符，其中所述编码指示符向请求网络节点提供编码机制，以便请求网络节点在其接收的包含编码内容的报文的数量与包含内容对象的内容块的数量相等时，使用该机制将静负荷内的编码内容解码成多个内容块。2.根据权利要求1所述的网络节点,其中编码内容包括内容块的线性组合。3.根据权利要求2所述的网络节点，其中编码指示符包括指示信息，该信息指示用于内容块线性组合的系数。4.根据权利要求1所述的网络节点，其中处理器用于构建并指示发射器发送多个报文，其中每个报文均包括编码内容，且其中每个编码内容均线性独立于其他编码内容，以便内容块可从所述多个 报文中获取。5.根据权利要求1所述的网络节点，其中编码指示符包括在报文头域中的指示位。6.根据权利要求1所述的网络节点，其中所述编码指示符包括语义，该语义添加至包含编码内容的报文内的内容对象的名称中。7.一种用于内容中心网络中检索内容的路由器中的方法，包括: 从内容消费者接收内容请求，其中该内容包括多个内容块； 将该请求转发至多个网络节点； 从一个或多个所述多个网络节点接收多个回复报文，其中每个所述回复报文均包括多个内容块的线性组合，其中每个所述多个内容块的线性组合线性独立于所述多个内容块的其他线性组合，其中每个回复报文均包括系数，该系数用于创建所述多个内容块的线性组合；以及 使用处理器解码所述多个报文以获得解码后的多个内容块。8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括将解码后的多个内容块存储于本地内容存储器中。9.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括当接收到回复报文时，将未解码的回...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞德里克·韦斯特法尔，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44