一种兴趣包缓存方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种兴趣包缓存方法、装置、设备及存储介质，其中，所述兴趣包缓存方法，包括：CP选举；CP汇聚路由的生成；执行源路由注册机制；CPT树生成，目的是提供一个CP(Convergent Point)节点，通过在CP节点上保存兴趣报文的注册请求，并生成注册CP点的注册PIT，来解决兴趣包丢失问题。

【技术实现步骤摘要】
一种兴趣包缓存方法、装置、设备及存储介质
本专利技术涉及缓存
，主要指一种兴趣包缓存方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
对于传统的NDN网络，当客户端请求者请求内容时，首先广播兴趣包，兴趣包到达路由节点后：1、路由器根据兴趣包中的内容名，查询CS，如果CS中包含所请求的数据包，则直接向兴趣包的来源接口返回数据包的副本并丢弃这个已经被满足的兴趣包；2、否则在PIT中继续查询，如果PIT中有该内容名条目，则说明之前已经收到过相同的兴趣包且已经转发，但是没有获得返回结果，需要把该兴趣包的来源接口接入PIT对应的接口列表中，同时将该兴趣包丢弃。当对应数据包返回时，根据接口列表向对应接口回复数据的副本，并将该数据包存储在CS中以满足未来的潜在请求。3、如果CS和PIT中都没有结果，则查找FIB，如果在FIB中发现有对应内容名条目，则说明该节点第一次收到该兴趣包，这时根据FIB的接口列表(不包含兴趣包进来的接口)转发该兴趣包，并在PIT中增加新的条目。4、如果在3个结构中都没有结果，则说明不存在相关的匹配路由，该节点无法处理这个兴趣包，于是将其丢弃。当兴趣包到达缓存有对应请求数据的节点后，就会沿原路径返回一个包含该数据名和数据内容以及发送者签名的数据包到请求节点。需要注意的是，兴趣包和数据包并不携带主机或接口地址(如IP地址)，兴趣包根据所要请求数据的名称路由到数据的持有者，数据包则通过兴趣包经过各个节点时所建立的状态信息反向传送给数据的请求方。路由器对于数据包的处理则相对简单，当数据包到达路由节点时，根据数据包的内容名字段，先在CS中查找。如果CS中存在，则丢弃该数据包；如果CS中没有，则在PIT中查找。如果存在对应条目，将数据转发给该PIT匹配条目的所有接口，并缓存该内容到CS中；如果PIT中没有匹配条目，则丢弃该数据包。目前针对兴趣包的研究中，针对第四步中，查不到FIB后不再丢弃，而是设置兴趣包默认路径的方法进行研究的，即考虑查找不到FIB后，设置一个默认转发路径，该方法可以提高兴趣包的命中源的概率。而现有技术中针对兴趣包的处理的缺点如下所示：(1)时序问题导致兴趣包丢失：传统CCN中，兴趣包到达路由节点后，查找不到FIB就会丢弃，由于网络路由FIB表一直在更新变化中，因此对于源已经发布FIB路由，但是源路由因为时序问题没有及时同步到请求端，必然导致兴趣包在某一时刻丢失，使得用户需要重复申请，带来体验较差。本专利技术针对这种场景进行改进。(2)资源耗费大、可靠性低：在一些最新的CCN研究中通过设置兴趣包默认路径转发兴趣包，即兴趣包查找不到FIB后通过设置默认路径或者广播的形式，来查找FIB路由，这种方式对于防止兴趣包丢失有一定的抑制作用，然而对于FIB发布延后兴趣包较大时延的场景，通过默认路径的转发也未必能找到内容源路由，其无法解决兴趣包最终找不到FIB而丢失的问题，反而兴趣包的默认路径转发或者广播会导致很多带宽资源的浪费。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种兴趣包缓存方法、装置、设备及存储介质，目的是提供一个CP(ConvergentPoint)节点，通过在CP节点上保存兴趣报文的注册请求，并生成注册CP点的注册PIT，来解决兴趣包丢失问题。本专利技术实施例提供了一种兴趣包缓存方法，包括：CP选举，其包括计算出主CP节点和定制相应的路由策略；CP汇聚路由的生成，其包括判断是否转发兴趣包和生成PIT路由；执行源路由注册机制，其包括同步按照源到CP节点的路由发起源路由注册；CPT树生成，其包括CP汇聚路由的生成、执行源端注册机制、CP处理和源端数据传输。进一步的，所述CP选举的方法，具体包括：配置一个主CP节点和一个或者多个候选CP节点，将CP节点的创建时间、算力和容量大小纳入路由中，每一个CP节点按照如上格式形成一条命名路由，并把所述命名路由利用OSPFN的OLSA扩散出去。进一步的，所述CP选举的方法，具体还包括：在每一个CP节点上形成命名路由的FIB表，每一个CP节点需要基于相同的算法计算出主CP节点，该计算的计算次序则为依次从表示CP节点的创建时间的time、表示CP节点的算力的compute直至表示CP节点的容量大小的capability，对于计算胜出的路由，下发转发面并且标记为主CP路由，主CP路由下转发表，根据硬件的支持情况选择候选CP路由是否下发；同时每一个CP节点也定制相应的路由策略，来区别选择主CP节点。进一步的，所述CP汇聚路由的生成方法，具体包括：CP节点收到兴趣包，该兴趣包不存在于CS和PIT中；判断所述CP节点中是否有FIB，如果有FIB，就按照FIB的出接口转发兴趣包，并生成PIT表；如果没有FIB，判断所述CP节点中是否有CP路由，如果没有CP路由，就丢弃所述兴趣包；如果有CP路由，判断是否到达CP节点，如果没有到达CP节点，就生成PIT路由，让所述PIT路由的入接口继承CP路由的出接口，出接口为兴趣包请求端口。进一步的，所述CP汇聚路由的生成方法，具体还包括：如果已到达CP节点，就生成PIT路由，所述PIT路由的出接口为请求端入口，出接口继承CP节点上的Prefix路由出接口，CP节点上的Prefix路由出口为NULL，PIT路由的出接口为NULL。进一步的，所述执行源路由注册机制具体包括：在源路由组装LSA发布之后，同步按照源到CP节点的路由发起源路由注册，注册路由在沿途不需要上送只按照到CP节点的FIB转发即可；CP节点端收到注册路由后，形成一个源注册表，该表标识该源有效性，告知CP节点需要等待有效的FIB路由。进一步的，所述执行源路由注册机制具体还包括：在CP节点收到兴趣包后，CP节点认为该兴趣包因为路由动荡或者刷新导致查找不到FIB，将该兴趣包生成PIT路由来等待FIB通告；如果没有源注册路由，说明可能为无效兴趣包或者是源尚未发布路由，此时也生成PIT路由后，设置定时器，如果超时没有源注册路由或者FIB路由，则删除相应的PIT表项。进一步的，所述CPT树生成的方法，具体包括：CP汇聚路由的生成：请求端查找不到CS、PIT和FIB三个表后，则需要将兴趣包路由到CP节点端，即按照CP转发树生成一条PIT路由；执行源端注册机制；源端到CP节点的FIB路由下发：源端按照相应的LSA扩散，形成了一条源端与CP的路由表；CP处理；基于CP处理方式，形成一条以CP节点端为中心的，请求端到CP端PIT路由，CP节点端到源端的PIT路由，该两段路由按照时序性依次生成，完成后将组成完整的CPT路由；源端数据传输：源端收到CP节点传送过来的兴趣包后，触发数据源沿着CPT树上的PIT表进行转发，一直送至请求端，数据传输完成后，删除CPT树上的PIT路由即可。进一步的，所述CP处理，具体包括：(1)对于兴趣包的处理：首先查本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种兴趣包缓存方法，其特征在于，包括：/nCP选举，其包括计算出主CP节点和定制相应的路由策略；/nCP汇聚路由的生成，其包括判断是否转发兴趣包和生成PIT路由；/n执行源路由注册机制，其包括同步按照源到CP节点的路由发起源路由注册；/nCPT树生成，其包括CP汇聚路由的生成、执行源端注册机制、CP处理和源端数据传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种兴趣包缓存方法，其特征在于，包括：
CP选举，其包括计算出主CP节点和定制相应的路由策略；
CP汇聚路由的生成，其包括判断是否转发兴趣包和生成PIT路由；
执行源路由注册机制，其包括同步按照源到CP节点的路由发起源路由注册；
CPT树生成，其包括CP汇聚路由的生成、执行源端注册机制、CP处理和源端数据传输。


2.根据权利要求1所述的兴趣包缓存方法，其特征在于，所述CP选举的方法，具体包括：配置一个主CP节点和一个或者多个候选CP节点，将CP节点的创建时间、算力和容量大小纳入路由中，每一个CP节点按照如上格式形成一条命名路由，并把所述命名路由利用OSPFN的OLSA扩散出去。


3.根据权利要求2所述的兴趣包缓存方法，其特征在于，所述CP选举的方法，具体还包括：在每一个CP节点上形成命名路由的FIB表，每一个CP节点需要基于相同的算法计算出主CP节点，该计算的计算次序则为依次从表示CP节点的创建时间的time、表示CP节点的算力的compute直至表示CP节点的容量大小的capability，对于计算胜出的路由，下发转发面并且标记为主CP路由，主CP路由下转发表，根据硬件的支持情况选择候选CP路由是否下发；同时每一个CP节点也定制相应的路由策略，来区别选择主CP节点。


4.根据权利要求1所述的兴趣包缓存方法，其特征在于，所述CP汇聚路由的生成方法，具体包括：
CP节点收到兴趣包，该兴趣包不存在于CS和PIT中；
判断所述CP节点中是否有FIB，如果有FIB，就按照FIB的出接口转发兴趣包，并生成PIT表；
如果没有FIB，判断所述CP节点中是否有CP路由，如果没有CP路由，就丢弃所述兴趣包；
如果有CP路由，判断是否到达CP节点，如果没有到达CP节点，就生成PIT路由，让所述PIT路由的入接口继承CP路由的出接口，出接口为兴趣包请求端口。


5.根据权利要求4所述的兴趣包缓存方法，其特征在于，所述CP汇聚路由的生成方法，具体还包括：
如果已到达CP节点，就生成PIT路由，所述PIT路由的出接口为请求端入口，出接口继承CP节点上的Prefix路由出接口，CP节点上的Prefix路由出口为NULL，PIT路由的出接口为NULL。


6.根据权利要求1所述的兴趣包缓存方法，其特征在于，所述执行源路由注册机制具体包括：在源路由组装LSA发布之后，同步按照源到CP节点的路由发起源路由注册，注册路由在沿途不需要上送只按照到CP节点的FIB转发即可；CP节点端收到注册路由后，形成一个源注册表，该表标识该源有效性，告知CP节点需要等待有效的FIB路由。


7.根据权利要求6所述的兴趣包缓存方法，其特征在于，所述执行源路由注册机制具体还包括：在CP节点收到兴趣包后，CP节点认为该兴趣包因为路由动荡或者刷新导致查找不到FIB，将该兴趣包生成PIT路由来等待FIB通告；如果没有源注册路由，说明可能为无效兴趣包或者是源尚未发布路由，此时也生成PIT路由后，设置定时器，如果超时没有源注册路由或者FIB路由，则删除相应的PIT表项。


8.根据权利要求1所述的兴趣包缓存方法，其特征在于，所述CPT树生成的方法，具体包括：
CP汇聚路由的生成：请求端查找不到CS、PIT和FIB三个表后，则需要将兴趣包路由到CP节点端，即按照CP转发树生成一条PIT路由；
执行源端注册机制；
源端到CP节点的FIB路由下发：源端按照相应的LSA扩散，形成了一条源端与CP的路由表；
CP处理；
基于CP处理方式，形成一条以CP节点端为中心的，请求端到CP端PIT路由，CP节点端到源端的PIT路由，该两段路由按照时序性依次生成，完成后将组成完整的CPT路由；
源端数据传输：源端收到CP节点传送过来的兴趣包后，触发数据源沿着CPT树上的PIT表进行转发，一直送至请求端，数据传输完成后，删除CPT树上的PIT路由即可。


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【专利技术属性】
技术研发人员：李涛，张晨，汪硕，黄韬，
申请(专利权)人：网络通信与安全紫金山实验室，
类型：发明
国别省市：江苏;32