信息中心网络的集中路径计算制造技术

本公开描述了用于在被实现为虚拟网络上层的混合信息中心网络协议中实现用于路由的集中路径计算的技术。一种方法包括从网络上层的转发路由器节点接收兴趣分组报头；确定兴趣分组的兴趣路径和网络上层的一个或多个目的地路由器节点；计算所述网络上层上的一条或多条路径；确定网络上层上的一条或多条计算的路径的寻址方法。方法还包括执行以下中的至少一项：将每条计算的路径编码到数据分组报头中；以及将每条计算的路径编码为网络上层的每个相应路径上的每个路由器节点的状态条目。该方法还包括将计算的路径信息返回给所述转发路由器节点。由器节点。由器节点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】信息中心网络的集中路径计算
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年10月14日提交的第16/601,352号美国申请的优先权，该申请通过引用整体并入本文。


[0003]本公开总体涉及改进混合信息中心网络协议中用于路由的路径计算。

技术介绍

[0004]已提出信息中心网络(“ICN”)作为解决基于互联网协议(“IP”)的网络中固有的问题的网络协议。并非客户端通过IP地址与主机通信，在ICN下，客户端通过内容名称请求数据；客户端发送表示要完成的命名内容的请求的外向兴趣分组，而这些请求进而由缓存命名内容的节点来完成。可以从缓存了所请求内容的任何网络节点提供所请求的数据，因此通信与客户端和主机之间的连接解耦，并且与数据位置解耦。
[0005]理论上提出的ICN采用完全替代基于IP的网络的形式。然而，这种实现方式目前在规模上是不可行的，因为互联网在基础上是基于IP网络实现的。因此，已经提出了在现有的基于IP的网络基础设施的顶部上实现ICN功能的建议。例如，此类建议包括命名数据网络(“NDN”)或内容中心网络(“CCN”)，其中ICN的实现方式是通过在节点处缓存待定兴趣表(“PIT”)来实现的。PIT缓存有关未完成的兴趣分组的信息，以便接收与某些数量的兴趣分组请求的命名内容匹配的数据分组的节点可以将数据分组返回给(一个或多个)客户端，每个请求通过由PIT描绘的“兴趣路径”源自于这些客户端。
[0006]然而，在这种情况下，PIT的实现方式并不固有地提供用于将数据分组返回给(一个或多个)客户端的机制。这仍然是一个悬而未决的问题，受到额外的限制，例如存储容量、可扩展性和延迟，以及兴趣路径为次优的可能性。将命名数据分组返回给请求它们的(一个或多个)客户端的改进解决方案是期望的。
附图说明
[0007]下面参照附图进行详细描述。在图中，附图标记的(一个或多个)最左侧数字标识附图标记首次出现的图。在不同的图中使用相同的附图标记表示相似或相同的项。附图中描绘的系统不是按比例绘制的，并且图中的组件可以被描绘为彼此不按比例绘制。
[0008]图1示出了混合信息中心网络(hICN)使能网络中缓存的路由信息的示例系统架构图，其中缓存的路由信息描绘了对于所请求的命名数据的传输而言为次优的兴趣路径。
[0009]图2A示出了示例hICN使能网络的系统架构图，其中客户端节点请求命名数据并且PCE计算所请求的命名数据的路径。图2B示出了图2B的系统架构图，其中这些计算的路径中的每一条以虚线示出。
[0010]图3示出了用于基于网络拓扑和兴趣信息在hICN使能网络中计算命名内容的路径的示例方法的流程图。
[0011]图4示出了用于在hICN使能网络中由路由器节点处理兴趣分组路由的示例方法的流程图。
[0012]图5是示出hICN使能网络的配置的计算系统图，其中在网络下层上建立的虚拟网络上层将客户端节点与内容服务器相连接。
[0013]图6示出了用于路由器的示例计算机架构，该路由器能够执行用于实现本文描述的功能的程序组件。
[0014]图7示出了用于服务器的示例计算机架构，该服务器能够执行用于实现本文描述的功能的程序组件。
具体实施方式
[0015]概述
[0016]本专利技术的方面在独立权利要求中阐述并且优选特征在从属权利要求中阐述。一个方面的特征可以单独地或与其他方面相结合地应用于任何方面。
[0017]本公开描述了用于在实现为虚拟网络上层的混合信息中心网络协议中实现用于路由的集中路径计算的技术，该虚拟网络上层连接内容消费者客户端节点与内容生产者和存储服务器之间的流量。一种方法包括从网络上层的转发路由器节点接收兴趣分组报头。该方法还包括确定兴趣分组的兴趣路径和网络上层的一个或多个目的地路由器节点。该方法还包括计算网络上层上的一条或多条路径。该方法还包括确定网络上层上的一条或多条计算的路径的寻址方法。该方法还包括执行以下各项中的至少一项：将每条计算的路径编码到数据分组报头中；以及将每条计算的路径编码为网络上层的每条相应路径上的每个路由器节点的状态条目。该方法还包括将计算的路径信息返回给转发路由器节点。
[0018]另外，另一种方法包括通过第一路由器节点从网络上层的第二路由器节点接收兴趣分组，兴趣分组操作用于请求特定命名内容。该方法还包括通过第一路由器节点确定第二路由器节点是否对所请求的命名内容具有缓存兴趣。该方法还包括通过第一路由器节点确定是否应将兴趣分组转发到网络上层的多于一个其他路由器节点。该方法还包括通过第一路由器节点在所述兴趣分组的报头中插入指示第一路由器节点在兴趣分组的兴趣路径中的信息条目；以及将兴趣分组转发到网络上层的一个或多个其他路由器节点。
[0019]此外，本文描述的技术可以由具有存储计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质的系统和/或设备来执行，这些计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时执行上述方法。
[0020]本文所述的方法可以通过包括用于实现每个步骤的模块的装置来实现。此外，本文还包括与所描述的装置步骤相对应的方法以及计算机程序、计算机程序产品和计算机可读介质，它们在由计算机执行时使计算机执行本文所描述的方法的步骤。
[0021]示例实施例
[0022]用于实现ICN的混合信息中心网络(“hICN”)提议通过提供除了IP路由器节点之外还具有ICN路由器节点的hICN使能网络来实现命名数据分组的传输。IP路由器节点是至少实现由例如TCP/IP堆栈报头封装的数据分组组成的IPv4和IPv6流量的常规路由的物理或虚拟网络节点，而ICN路由器节点是至少实现由例如ICN堆栈报头封装的流量的路由的物理或虚拟网络节点。由于IP报头和ICN堆栈报头可能是不可互操作的，因此根据hICN的ICN路
由器可以进一步实现对由IP报头封装的数据分组和由ICN报头封装的数据分组的路由，并且可以进一步实现由IP报头指定的IP地址和由ICN报头指定的内容名称之间的映射。
[0023]根据本公开的hICN的实现方式可以在网络下层上提供虚拟网络上层。网络下层是具有形成网络拓扑的任意数量的物理和/或虚拟节点的物理或虚拟网络。网络下层可以包括任意数量的如上所述的IP路由器节点，它们可以支持合适的IP路由算法。根据本公开的示例，IP路由算法可以包括分段路由算法，该分段路由算法可以包括通过多协议标签交换的分段路由(“SR
‑
MPLS”)和通过IPv6的分段路由(“SRv6”)中的至少一种。
[0024]与常规的路由算法(例如距离矢量或链路状态)相比，分段路由算法可以由中央控制器实现，该中央控制器计算数据分组通过网络的路径，然后将路径信息写入数据分组中，使得网络的路由器节点可以基于路径信息转发数据分组，而不是网络的路由器节点递增地计算数据分组的路径。计算路径的中央控制器可以是例如路径计算元件(“PCE”)。
[0025]作为网络元件的PCE可以是网络的物理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种计算设备，包括：一个或多个处理器；以及一个或多个非暂时性计算机可读介质，存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由所述一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器执行以下操作：从网络上层的转发路由器节点接收兴趣分组报头；确定所述兴趣分组的兴趣路径和所述网络上层的一个或多个目的地路由器节点；计算所述网络上层上的一条或多条路径；确定所述网络上层上的一条或多条计算的路径的寻址方法；执行以下各项中的至少一项：将每条计算的路径编码到数据分组报头中；以及将每条计算的路径编码为所述网络上层的每个相应路径上的每个路由器节点的状态条目；以及将计算的路径信息返回给所述转发路由器节点。2.如权利要求1所述的计算设备，其中，所接收的兴趣分组报头包括关于沿着所述兴趣分组的兴趣路径的路由器节点的一个或多个信息条目，并且包括关于每个这样的路由器节点的缓存兴趣的一个或多个信息条目。3.如权利要求2所述的计算设备，其中，一个或多个目的地路由器节点包括所述网络上层的来源路由器节点，所述兴趣路径源自所述来源路由器节点，并且所述一个或多个目的地路由器节点包括所述网络上层的对所述兴趣分组所请求的命名内容具有缓存兴趣的一个或多个其他缓存路由器节点。4.如权利要求1至3中任一项所述的计算设备，其中，所述一条或多条路径非冗余地包含所述一个或多个目的地路由器节点中的每一个。5.如权利要求1至4中任一项所述的计算设备，其中，至少根据所述网络上层的拓扑，所述一条或多条路径中的每一条都并非不优于所述兴趣路径。6.如权利要求5所述的计算设备，其中，根据网络下层的拓扑，所述一条或多条路径中的每一条都并非不优于所述兴趣路径。7.如权利要求1至6中任一项所述的计算，其中，寻址方法选自于单播寻址和多播寻址。8.一种方法，包括：从网络上层的转发路由器节点接收兴趣分组报头；确定所述兴趣分组的兴趣路径和所述网络上层的一个或多个目的地路由器节点；计算所述网络上层上的一条或多条路径；确定所述网络上层上的一条或多条计算的路径的寻址方法；执行以下各项中的至少一项：将每条计算的路径编码到数据分组报头中；以及将每条计算的路径编码为所述网络上层的每个相应路径上的每个路由器节点的状态条目；以及将计算的路径信息返回给所述转发路由器节点。9.如权利要求8所述的方法，其中，所接收的兴趣分组报头包括关于沿着所述兴趣分组的兴趣路径的路由器节点的一个或多个信息条目，并且包括关于每个这样的路由器节点的
缓存兴趣的一个或多个信息条目。10.如权利要求9所述的方法，其中，一个或多个目的地路由器节点包括所述网络上层的来源路由器节点，所述兴趣路径源自所述来源路由器节点，并且所述一个或多个目的地路由器节点包括所述网络上层的对所述兴趣分组所请求的命名内容具有缓存兴趣的一个或多个其他缓存路由器节点。11.如权利要求8至10中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：纳根德拉，
申请(专利权)人：思科技术公司，
类型：发明
国别省市：