用于信息中心网络的动态兴趣转发的方法和网络节点技术

一种用于管理内容中心网络节点的接口上的报文的方法，所述方法包括以下步骤：在节点的接口上接收对数据报文的至少一个请求；如果所述数据报文被节点存储，则在接收到请求的接口上转发所述数据报文；否则执行探索步骤302，通过：随机选择出去往相邻节点的至少一个接口；在所选择的接口上转发所述请求；在随机选择的接口(k)上接收响应中的具有由所述相邻节点所估计的相关的最小时间传输值的数据报文；‑基于探索步骤结果识别提供最小数据报文传输时间值的接口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及内容中心网络(CCN)的
，并且特别是在CCN节点中实现动态请求转发的机制。
技术介绍
信息中心网络(ICN)、内容中心网络(CCN)或命名数据(named-数据)网络(NDN)已经推出了一个新的网络模型，其中通信是以命名数据而不是主机地址为中心。事实上，在CCN中每个数据报文通过其独特的名字而不是其物理位置被识别、寻址和获取。所有网络节点潜在地存储他们转发的数据以服务未来对相同内容的请求。为此目的，有可能使用增强的存储能力例如高速缓存/缓冲存储器配备网络节点。事实上，存储资源可以被用来维护通过网络传播的临时内容复制品(replica)以用于从几分钟到几小时或几天的时间段。不同复制品的可用性取决于如内容流行度、缓存替换策略的多个因素，并受到请求转发策略的影响。术语“请求转发策略”在这里广泛地并且非限制性的是指在包括节点的网络内管理内容请求的转发的方式/规则。实际上，请求转发策略在提供更好的最终用户性能(例如：数据传输时间)和减少在网络中传输的数据量(即提供较低的网络负载)中扮演重要角色。在CCN中，内容条目/文件被分为一系列由可变大小的B个组件的层次名称唯一标识的块，例如，B个组件可以是“/bell_labs/video/talks.avi/chunk1”。通过考虑下面的示例，B-1个组件标识内容条目名称(/bell_labs/video/talks.avi)，而最后的组件指定块名称(chunk1)。CCN中的服务器通告他们可以通过路由协议方式服务的内容条目的前缀组(这里的/bell_labs/video/或/bell_labs/)，即永久存储的条目的前缀。接收这些通告的网络节点相应地建立它们的转发/路由表。例如网络节点在它们的路由表中存储在到文件的永久副本的延迟方面最短的路径。然后文件块通过兴趣报文(Interestpacket)被接收器请求，所述兴趣报文被网络节点转发去往存储所请求的块的永久副本的服务器。这里兴趣报文是一种报文类型，指的是关于内容条目/文件的兴趣/请求。本文中涉及的另一种报文类型是数据报文(Datapacket)，对应于响应于内容的兴趣/请求(即兴趣报文)而发送的数据。事实上，数据报文可以是内容条目/文件的块。兴趣报文留下痕迹，使得匹配的块(即数据报文)可以遵循逆向路径回到初始请求者。匹配的块可以在每个缓存临时副本的节点中或者在存储永久副本的在服务器上找到。实际上，一个兴趣报文允许获取一个数据报文。因此，一系列兴趣报文允许获取一系列数据报文，即例如大片内容的块，如视频文件。图1示出了接收兴趣报文时的过程。当兴趣报文在传入接口上被节点接收时(步骤101)，该节点在其内容存储(CS)(例如高速缓存/缓冲存储器)中检查内容可用性(步骤102)。如果该内容可用，CS在传入接口上将所请求的数据报文发送返回(步骤103)。否则，该节点在其未决兴趣表(PIT)中检查未决请求，即此内容是否已经在该接口上被向上请求(步骤104)。如果在PIT中找到表项，则更新PIT(步骤105)以便追踪该传入接口正在等待此内容。如果没有找到PIT表项，将创建新表项并且该兴趣报文被转发到经由转发表中存储的内容名称前缀的最长前缀匹配而确定的一个或多个接口(步骤106)，转发表中在
技术介绍
被称为转发信息库(FIB)。此外，该节点还可以探测FIB中未指定的接口(步骤107)，以便及时发现其他可用路由并转发该兴趣报文(步骤108)。现在参照图2，接收数据报文时的过程被示出。当数据报文被节点接收时(步骤201)，该节点在其PIT中检查未决请求(步骤202)。如果找到未决请求，该数据报文首先被存储在节点CS中。该节点更新其CS、PIT和FIB表项(分别为步骤203、204、205)并将该数据报文转发去往PIT中列出的所有请求接口(步骤206)。例如，在数据报文被接收时，节点可以在其FIB中更新关于已从其接收报文的接口的质量的信息(例如往返时间(RTT)、跳数)。如果没有找到匹配的PIT表项，该数据报文被丢弃(步骤207)。事实上，在接收到兴趣报文之后，理想的基于名称的路由协议需要定位每一个内容条目(即数据报文)的所有临时复制品，以便转发用户请求去往“最优”(即在网络中的路径/时间方面最近的)可用复制品。然而，这在CCN显然不可行，因为：-就网络规模尺度而言，CCN可包括不同应用的内容，并不旨在局限于小的、受控的网络区域；-就网络规模尺度而言，存储在网络节点上的临时副本高度不稳定并且频繁的路由更新所涉及的信令开销将过多；-节点转发表(即的FIB)的尺寸已经是令人关注的问题，即使仅考虑永久内容副本而不是网络缓存的临时复制品。在另一方面，动态转发机制的使用能够发现和利用临时内容复制品，在最终用户性能和网络提供商成本方面可提供显著益处。解决此问题的一个思路是，假设节点FIB知道CCN网络中通往可以被转发战略直接利用的永久副本的多条路径。然而，这将需要分发永久副本可用性信息的路由协议，并且因此不能被应用于将请求转发去往临时副本。一种现有的用于命名数据网络(NDN)框架的动态转发方法依赖于周期性地探测接口，并为它们中的每一个收集统计数据。如果对于内容，接口被估计为比当前被利用的更好，则将转发平面切换到那个接口。虽然此建议似乎有效，但仍然需要在最终用户方面提供更好的性能(例如：数据吞吐量)，并降低网络成本(例如：数据负载)。一个目标是提供一种解决上述问题的方案，并提出超过现有技术的其它优势。另一个目标是提供一种机制，以在CCN节点中实现动态请求转发。另一个目标是改善最终用户性能。另一个目标是降低网络成本。
技术实现思路
不同的实施例针对解决一个或多个上述问题的影响。下文给出实施例的简要概述以便提供对不同实施例的一些方面的基本理解。此概述不是对这些不同的实施例的详尽概述。它并非旨在标识关键元件的重点以及描述这些不同的实施例的范围。其唯一目的在于以简化形式呈现一些概念，作为稍后论述的更详细的描述的前序。不同的实施例涉及一种用于管理内容中心网络节点的接口上的报文的方法，该方法包括以下步骤-在节点的接口上接收对数据报文的至少一个请求；-如果该数据报文被节点所存储，则在接收到请求的接口上转发该数据报文；否则-执行探索步骤，通过随机选择去本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于操作内容中心网络中的内容中心网络节点的方法，所述方法包括探索阶段(302)，所述探索阶段包括下述步骤：接收对数据报文的第一请求；确定用第一请求请求的所述数据报文没有存储在所述节点中，如果用第一请求请求的所述数据报文没有存储在所述节点中，则在第一接口(i)上转发第一请求，以及如果用第一请求请求的所述数据报文没有存储在所述节点中，则在第二接口(k)上转发第一请求。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.05 EP 13306124.21.一种用于操作内容中心网络中的内容中心网络节点的方法，所述
方法包括探索阶段(302)，所述探索阶段包括下述步骤：接收对数据
报文的第一请求；确定用第一请求请求的所述数据报文没有存储在所述
节点中，如果用第一请求请求的所述数据报文没有存储在所述节点中，
则在第一接口(i)上转发第一请求，以及如果用第一请求请求的所述数
据报文没有存储在所述节点中，则在第二接口(k)上转发第一请求。
2.如权利要求1所述的方法，其中根据随机选择方案从多个接口中
选择出第一接口(i)，其中根据第一度量相关的选择方案从多个接口中
选择出第二接口(k)。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述随机选择方案包括：根据均
匀分布在多个接口上确定第一接口(i)。
4.如权利要求2所述的方法，其中随机选择方案包括：依照分配给
各个接口的度量值(Q)按比例向多个接口中的每一个分配概率；以及
根据所分配的概率，从多个接口中确定出第一接口(j)。
5.如权利要求2至4中任一项所述的方法，其中度量相关的选择方
案包括：根据最短路径算法确定第二接口(k)，其中，在到内容中心
网络中文件f的延迟的基础上事先执行所述最短路径算法。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括在探索阶段
(302)之后的利用阶段(304)，其中利用阶段(304)包括：接收对
所述数据报文的第二请求；确定用第二请求所请求的所述数据报文未被
所述节点存储；如果用第二请求所请求的所述数据报文未被所述节点存
储，则仅在第三接口上转发所述请求。
7.如权利要求6所述的方法，其中根据第二度量相关的选择方案从
多个接口中选择出第三接口。
8.如权利要求6或7中任一项所述的方法，其中当用于数据报文的
最小时间传输值达到阈值时，利用阶段(304)结束并且探索阶段(302)

\t开始，其中当预定数目的数据报文被接收时，探索步骤(302)结束并
且利用步骤(304)开始。
9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述节点维护用于多
个接口中的每一个以及用于内容中心网络中的每个文件(f)的度量值
(Q)，其中，所述度量值(Q)表示到驻留在内容中心网络中的文件
(f)的延迟。
10.如权利要求8或9所述的方法，其中响应于第一接口和/或第
二接口和/或第三接口上的第一和/或第二和/或第三请求，数据报文和与
该数据报文相关联的度量值Q——尤其是由相邻节点所估计的用于该
数据报文从其起源到相邻节点的最小时间传输值——被接收，并且其中
所述度量值(Q)被存储。
11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中第一或第二请求
的度量值(Q)被比较，以及根据各自的度量以最小或最大值为形式的
最优度量值(Q)被确定，并且其中根据相关联的最优度量值(Q)选
择第二和/或第三接口(k)。
12.一种被配置以执行如前述权利要求中任一项所述的方法的内
容中心网络节点。。
13.一种用于管理内容中心网络节点的接口上的报...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·派里诺，G·卡罗菲利奥，D·罗西，G·罗西尼，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR