一种cdn多路径路由方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种CDN多路径路由方法和系统，由内容发送路由器收到内容请求消息，根据内容转发路由表，发现所述内容请求消息的目标内容对应的下一跳存在多个路径时，在所述多个路径中选择一至多个目标路径，并向选择的目标路径发送内容检测消息；内容接收路由器收到所述内容检测消息，判断本地是否存在所述目标内容，如果存在，返回目标内容信息给所述内容发送路由器；如果不存在，根据自身的内容转发路由表转发所述内容检测消息；所述内容发送路由器收到内容检测应答消息，据此获取目标内容。本发明的CDN多路径路由技术可以解决CDN多路径路由时的网络带宽浪费问题。
【专利说明】 一种CDN多路径路由方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域,具体涉及一种内容分发网络(Content Delivery Network,CDN)多路径路由方法和系统。
【背景技术】
[0002]目前，互联网流量中90%以上的流量都是网页数据、文件共享、视频类的可重复内容，这些流量采用缓存、转发的模式更为高效，而现有的IP网络支持的是端到端的传输模型，在现有互联网流量特征下是低效的。
[0003]进几年，学术界开始研究将互联网改造为以内容传输为中心的缓存-转发模式，比如将主机之间通信的基本原语从原来IP的连接-发送/接收报文的形式改为无连接的内容/数据读取/订阅，网络设备设置内容缓存，并解析主机发出的内容读取请求，如果命中本地缓存则立即返回结果,否则继续在网络中路由。
[0004]数据命名网络(Named Data Networking, NDN)为了提高路由效率，提出多路径路由思想，内容路由器(CR)收到内容请求Interest (兴趣)消息后，根据策略选择多个可能存在目的内容的路径并发送Interest消息，以收到的第一个数据包内容作为目的内容。
[0005]如图1所示，当CRl收到用户针对WWW.Sina.com.cn/video/a.avi的内容请求时，查找前转路由表(FIB)，发现对应内容名前缀WWW.Sina.com.cn存在两个端口，一个连接CR2，一个连接CR4。CRl根据策略选择多路径路由，分别向CR2和CR4发送Interest消息。CR2根据路由表向CR5发送Interest消息，CR4向CR7发送Interest消息，最终CR5发现本路由器存在用户所需的目标内容WWW.Sina.com.cn/video/a.avi,于是CR5按消息发送路径返回目标内容给CR1，CRl首次收到来自CR5的目标内容，于是CRl不等待来自CR4的消息，而是直接将目标内容返回给用户，如果后续收到CR4的内容数据包，则直接丢弃。
[0006]如图2所示，当网络中存在多份目标内容时，如果采用NDN现有的多路径路由技术，随着Interest消息的扩散,众多的CR会收到Interest请求,并根据请求向内容请求者返回内容，但实际上需要的内容只有一份，其它多余内容在网络传输过程中被丢弃，这种路由机制对网络带宽浪费较为严重。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种⑶N多路径路由方法和系统，以解决CDN多路径路由时的网络带宽浪费问题。
[0008]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0009]一种内容分发网络⑶N多路径路由方法，该方法包括:
[0010]内容发送路由器收到内容请求消息，根据内容转发路由表,发现所述内容请求消息的目标内容对应的下一跳存在多个路径时，在所述多个路径中选择一至多个目标路径，并向选择的目标路径发送内容检测消息；
[0011]内容接收路由器收到所述内容检测消息，判断本地是否存在所述目标内容，如果存在，返回目标内容信息给所述内容发送路由器；如果不存在，根据自身的内容转发路由表转发所述内容检测消息；
[0012]所述内容发送路由器收到内容检测应答消息，据此获取目标内容。
[0013]所述内容检测消息复用所述内容请求消息，其中的消息类型指示修改为内容检测消息。
[0014]所述内容发送路由器获取目标内容的方法为:
[0015]具有所述目标内容的目标内容源在收到所述内容检测消息后返回内容检测应答，内容发送路由器将首先收到的内容检测应答路径作为本次请求的目标内容源的首选路径，并向该目标内容源获取内容；或
[0016]途中内容接收路由器发现本地缓存有目标内容，内容接收路由器直接返回内容检测应答消息，内容发送路由器将首先收到的内容检测应答路径作为本次请求的目标内容源的首选路径，并向该目标内容源获取内容；或
[0017]具有所述目标内容的目标内容源在收到内容检测消息后返回内容检测应答，内容发送路由器在收到多条内容检测应答消息后，并发向多个内容源获取目标内容；或
[0018]具有所述目标内容的目标内容源在收到内容检测消息后返回内容检测应答，内容发送路由器在收到多条内容检测应答消息后，选择最佳内容源以获取内容。
[0019]所述并发向多个内容源获取目标内容的方法为:从不同内容源获取整体内容中的不同分片。
[0020]还包括:
[0021 ] 内容发送路由器在接收内容检测应答超时后,返回内容请求失败。
[0022]一种⑶N多路径路由系统，该系统包括内容发送路由器、内容接收路由器；其中，
[0023]所述内容发送路由器，用于接收内容请求消息，根据内容转发路由表,发现所述内容请求消息的目标内容对应的下一跳存在多个路径时，在所述多个路径中选择一至多个目标路径，并向选择的目标路径发送内容检测消息；还用于接收内容检测应答消息，据此获取目标内容；
[0024]所述内容接收路由器，用于接收所述内容检测消息，判断本地是否存在所述目标内容，如果存在，返回目标内容信息给所述内容发送路由器；如果不存在，根据自身的内容转发路由表转发所述内容检测消息。
[0025]所述内容检测消息复用所述内容请求消息，其中的消息类型指示修改为内容检测消息。
[0026]所述内容发送路由器在获取目标内容时，用于:
[0027]具有所述目标内容的目标内容源在收到所述内容检测消息后返回内容检测应答，内容发送路由器将首先收到的内容检测应答路径作为本次请求的目标内容源的首选路径，并向该目标内容源获取内容；或
[0028]途中内容接收路由器发现本地缓存有目标内容，内容接收路由器直接返回内容检测应答消息，内容发送路由器将首先收到的内容检测应答路径作为本次请求的目标内容源的首选路径，并向该目标内容源获取内容；或
[0029]具有所述目标内容的目标内容源在收到内容检测消息后返回内容检测应答，内容发送路由器在收到多条内容检测应答消息后，并发向多个内容源获取目标内容；或[0030]具有所述目标内容的目标内容源在收到内容检测消息后返回内容检测应答，内容发送路由器在收到多条内容检测应答消息后，选择最佳内容源以获取内容。
[0031]所述内容发送路由器在并发向多个内容源获取目标内容时，用于:从不同内容源获取整体内容中的不同分片。
[0032]所述内容发送路由器还用于:
[0033]在接收内容检测应答超时后，返回内容请求失败。
[0034]本发明的CDN多路径路由技术可以解决CDN多路径路由时的网络带宽浪费问题。【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1为现有技术的内容获取原理示意图；
[0036]图2为现有技术中有多份目标内容时的内容获取原理示意图；
[0037]图3为本发明实施例一的内容获取流程图；
[0038]图4为本发明实施例二的内容获取流程图；
[0039]图5为本发明实施例三的内容获取流程图；
[0040]图6为本发明实施例四的内容获取流程图；
[0041]图7为本发明实施例的因超时导致内容获取失败的流程图；
[0042]图8为本发明实施例的⑶N多路径路由流程简图。
【具体实施方式】
[0043]为了解决CDN多路径路由是的网络带宽浪费问题，可以应用以下的CDN多路径路由技术:
[0044]内容发送路由器收到内容请求消息，根据内容转发路由表,发现所述内容请求消息的目标内容对应的下一跳存在多个路径；
[0045]所述内容发送路由器在所述目标内容对应的下一跳的多个路径中优选一至多个路径；
[0046]所述内容发送路由器向选择的所述路径发送内容检测消息；
[0047]内容接收路由器收到所述内容检测消息，判断本地是否存在所述目标内容，如果存在，返回目标内容给所述内容发送路由器；如果不存在，根据自身的内容转发路由表转发内容检测消息；
[0048]所述内容发送路由器收到内容检测应答消息，据此获取目标内容。
[0049]参见图3，图3中，收到用户内容请求消息Interest消息的内容发送路由器，根据自身的内容路由转发表，发现下一跳存在多条路径，在其中优选一条或者几条路径，并在选择的路径上发送内容检测消息。目标内容源收到内容检测消息后返回内容检测应答，内容发送路由器将首先收到的内容检测应答路径作为本次请求的目标内容源的首选路径，并向该目标内容源获取内容，图3所示流程包括以下步骤:
[0050]步骤301-302.内容接收路由器收到用户的内容请求消息Interest消息,根据消息中的内容ID查找内容路由转发表，发现目标内容路由的下一跳存在多个路径；
[0051]步骤303-304.内容接收路由器在多路径中优选与内容接收路由器I和内容接收路由器2之间的路径，并向选择的路径发送内容检测消息，消息中携带所需检测的内容ID ；[0052]注:内容检测消息，可以复用内容请求消息，仅将消息类型指示修改为内容检测消息即可；
[0053]步骤305.内容接收路由器收到内容检测消息，根据消息中的内容ID，发现本地没有缓存目标内容，于是根据内容转发表将内容检测消息转发给目标内容源；
[0054]步骤306-307.内容源收到内容检测消息后，发现本地缓存有目标内容，因此返回检测应答消息；
[0055]步骤308.内容发送路由器收到来自内容接收路由器I的内容检测应答消息，该消息为内容发送路由器收到的首条应答消息，内容发送路由器认为与内容接收路由器I之间的路径为最佳路径，于是内容发送路由器向内容接收路由器发送内容请求消息；
[0056]步骤309.可与305同步，内容接收路由器2收到内容检测消息，同样发现本地没有缓存目标内容，因此根据内容转发表将所述检测消息转发给目标内容源；
[0057]步骤310-311.内容源将第二条内容检测应答消息发给内容发送路由器，内容发送路由器发现该内容检测应答消息在此之前已收到，则丢弃该消息；
[0058]步骤312.内容发送路由器将收到的内容应答消息转发给用户。
[0059]参见图4，图4中，内容发送路由器收到用户内容请求消息Interest消息，根据自身的内容路由转发表发现下一跳存在多条路径，在其中优选一条或者几条路径，并在选择的路径上发送内容检测消息。途中内容接收路由器发现本地缓存有目标内容，内容接收路由器直接返回内容检测应答消息，内容发送路由器将首先收到的内容检测应答路径作为本次请求的目标内容源的首选路径，并向该目标内容源获取内容，图4所示流程包括以下步骤:
[0060]步骤401-403 同步骤 301-303 ；
[0061]步骤404.内容接收路由器I收到内容检测消息，发现本地已缓存了目标内容；
[0062]步骤405.内容接收路由器I直接返回内容检测应答消息；
[0063]步骤406.内容发送路由器向内容接收路由器I发送内容请求消息；
[0064]步骤407.内容接收路由器I收到内容请求消息，将缓存的内容携带于内容请求应答中并返回给内容发送路由器，内容发送路由器将收到的内容请求应答转发给用户。
[0065]参见图5，图5中，内容发送路由器收到用户的内容请求消息Interest消息，根据自身的内容路由转发表发现下一跳存在多条路径，在其中优选一条或者几条路径，并在选择的路径上发送内容检测消息。目标内容源在收到内容检测消息后返回内容检测应答，内容发送路由器在收到多条内容检测应答消息后，并发向多个内容源获取目标内容，图5所示流程包括以下步骤:
[0066]步骤501-507同步骤301-307，区别在于，针对的内容源为内容源I ;
[0067]步骤508-509同步骤305-306，区别在于，针对的内容源为内容源2 ；
[0068]步骤510.内容发送路由器收齐所有路由检测应答条目或者收齐管理策略规定的路由检测应答条目后，选择多个内容源并发获取目标内容，以保证内容获取速度，同时也降低内容源负荷，比如，用户请求WWW.Sina.com.cn/video/a.avi目标内容，其中内容源I和内容源2都具有该内容，为了提高内容获取速度，内容发送路由器将向内容源I获取目标内容的前10片分片内容，向内容源2获取前10片分片之后的内容；即:从不同内容源获取整体内容中的不同分片。[0069]步骤511-514.内容发送路由器向内容源I和内容源2并发获取目标内容，获取完毕后将目标内容返回给用户。
[0070]参见图6，图6中，内容发送路由器收到用户的内容请求消息Interest消息，根据自身的内容路由转发表发现下一跳存在多条路径，在其中优选一条或者几条路径，并在选择的路径上发送内容检测消息。目标内容源在收到内容检测消息后返回内容检测应答，内容发送路由器在收到多条内容检测应答消息后，选择最佳内容源以获取内容，图6所示流程包括以下步骤:
[0071]步骤601-609 同步骤 501-509 ；
[0072]步骤610-611.内容发送路由器收齐所有路由检测应答条目或者收齐管理策略规定的路由检测应答条目后，选择最佳内容源以获取目标内容；本实施例中最佳内容源为内容源I ;
[0073]步骤612-613.内容发送路由器向内容源I获取目标内容；
[0074]参见图7，图7中，内容发送路由器收到用户的内容请求消息Interest消息，根据自身的内容路由转发表发现下一跳存在多条路径，在其中优选一条或者几条路径，并在选择的路径上发送内容检测消息。检测超时后，内容发送路由器拒绝内容请求，图7所示流程包括以下步骤:
[0075]步骤701-704 同步骤 301-304 ；
[0076]步骤705-706.内容发送路由器接收内容检测应答超时，并在超时后向用户返回内容请求失败。
[0077]结合以上描述可见，本发明的CDN多路径路由的操作思路可以表示如图8所示的流程，该流程包括以下步骤:
[0078]步骤810:内容发送路由器收到内容请求消息，根据内容转发路由表，发现所述内容请求消息的目标内容对应的下一跳存在多个路径时，在所述多个路径中选择一至多个目标路径，并向选择的目标路径发送内容检测消息。
[0079]步骤820:内容接收路由器收到所述内容检测消息，判断本地是否存在所述目标内容，如果存在，返回目标内容信息给所述内容发送路由器；如果不存在，根据自身的内容转发路由表转发所述内容检测消息。
[0080]步骤830:所述内容发送路由器收到内容检测应答消息，据此获取目标内容。
[0081]综上所述可见，无论是方法还是系统，本发明的CDN多路径路由技术可以解决CDN多路径路由时的网络带宽浪费问题。
[0082]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种内容分发网络CDN多路径路由方法，其特征在于，该方法包括: 内容发送路由器收到内容请求消息，根据内容转发路由表，发现所述内容请求消息的目标内容对应的下一跳存在多个路径时，在所述多个路径中选择一至多个目标路径，并向选择的目标路径发送内容检测消息； 内容接收路由器收到所述内容检测消息，判断本地是否存在所述目标内容，如果存在，返回目标内容信息给所述内容发送路由器；如果不存在，根据自身的内容转发路由表转发所述内容检测消息； 所述内容发送路由器收到内容检测应答消息,据此获取目标内容。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内容检测消息复用所述内容请求消息，其中的消息类型指示修改为内容检测消息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述内容发送路由器获取目标内容的方法为: 具有所述目标内容的目标内容源在收到所述内容检测消息后返回内容检测应答，内容发送路由器将首先收到的内容检测应答路径作为本次请求的目标内容源的首选路径，并向该目标内容源获取内容；或 途中内容接收路由器发现本地缓存有目标内容，内容接收路由器直接返回内容检测应答消息，内容发送路由器将首先收到的内容检测应答路径作为本次请求的目标内容源的首选路径，并向该目标内容源获取内容；或 具有所述目标内容的目标内容源在收到内容检测消息后返回内容检测应答，内容发送路由器在收到多条内容检测应答消息后，并发向多个内容源获取目标内容；或 具有所述目标内容的目标`内容源在收到内容检测消息后返回内容检测应答，内容发送路由器在收到多条内容检测应答消息后，选择最佳内容源以获取内容。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述并发向多个内容源获取目标内容的方法为:从不同内容源获取整体内容中的不同分片。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 内容发送路由器在接收内容检测应答超时后,返回内容请求失败。
6.一种CDN多路径路由系统，其特征在于，该系统包括内容发送路由器、内容接收路由器;其中， 所述内容发送路由器，用于接收内容请求消息，根据内容转发路由表，发现所述内容请求消息的目标内容对应的下一跳存在多个路径时，在所述多个路径中选择一至多个目标路径，并向选择的目标路径发送内容检测消息；还用于接收内容检测应答消息，据此获取目标内容； 所述内容接收路由器，用于接收所述内容检测消息，判断本地是否存在所述目标内容，如果存在，返回目标内容信息给所述内容发送路由器；如果不存在，根据自身的内容转发路由表转发所述内容检测消息。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述内容检测消息复用所述内容请求消息，其中的消息类型指示修改为内容检测消息。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述内容发送路由器在获取目标内容时，用于:具有所述目标内容的目标内容源在收到所述内容检测消息后返回内容检测应答，内容发送路由器将首先收到的内容检测应答路径作为本次请求的目标内容源的首选路径，并向该目标内容源获取内容；或 途中内容接收路由器发现本地缓存有目标内容，内容接收路由器直接返回内容检测应答消息，内容发送路由器将首先收到的内容检测应答路径作为本次请求的目标内容源的首选路径，并向该目标内容源获取内容；或 具有所述目标内容的目标内容源在收到内容检测消息后返回内容检测应答，内容发送路由器在收到多条内容检测应答消息后，并发向多个内容源获取目标内容；或 具有所述目标内容的目标内容源在收到内容检测消息后返回内容检测应答，内容发送路由器在收到多条内容检测应答消息后，选择最佳内容源以获取内容。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述内容发送路由器在并发向多个内容源获取目标内容时，用于:从不同内容源获取整体内容中的不同分片。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述内容发送路由器还用于: 在接收内容检测应答超时后`，返回内容请求失败。
【文档编号】H04L12/721GK103516607SQ201210209833
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月25日 优先权日:2012年6月25日
【发明者】陶全军, 郝振武 申请人:中兴通讯股份有限公司