基于内容为中心的协议转换无线网关及其通信方法
【专利摘要】一种基于内容为中心的协议转换的无线网关，用作骨干网和无线传感网的互联通信接口，完成协议转换和存储转发功能，实现两个网络基于内容方式的数据通信。该无线网关由一个以有线方式连接骨干网，接收骨干网发送的数据包和对数据包进行解析和协议转换的ARM板和一个以无线方式连接无线传感网和用作汇聚节点的sink节点所组成，ARM板通过usb端口连接sink节点进行数据通信。其中：ARM板设有三个串接的usb端口监听单元、ccnb单元和ccnd单元。sink节点不参与数据包的解析处理，只负责数据包的转发。本发明无线网关使得两个网络实现互联通信的操作步骤简便，且其数据转换操作都在网络层实现，减少了数据包传递和解析的系统开销，保持了数据通信的高效性。
【专利说明】基于内容为中心的协议转换无线网关及其通信方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新的网络体系架构及其工作方法，确切地说，涉及一种基于内容为中心的协议转换无线网关及其通信方法，属于物联网、下一代网络或以信息为中心的网络【技术领域】。
【背景技术】
[0002]自从互联网诞生以来，TCP/IP是目前最为成功和有效的通信解决方案，也是支撑目前互联网架构的通信协议。TCP/IP所解决的问题是实体之间端到端的通信；但是，该协议分发内容的处理方法很容易使网络变得拥堵和负载过重。
[0003]为了解决未来互联网面临的大规模内容传送与分发的需求，美国国家科学基金会NSF(Nat1nal Science Foundat1n)的未来网络架构项目组提出了命名数据网络NDN(Named Data Networking)的网络架构。NDN提出了利用对数据的命名来替代对主机的命名，实现由面向主机转向为面向内容的网络，以满足资源密集应用的需求。
[0004]CCN (Content-Centric-Networking)是NDN的具体实现方案，其核心是以内容为中心。它的基本含义是整个网络的需求是内容，而不是主机，因此CCN不再关心内容存储在哪里，而是关心内容本身。相比于IP网络，CCN有两个突出特点，这与其策略层和安全层有关。一是CCN可以最充分地同时利用多种连接方式，包括:以太网、3G、蓝牙、WiF1、WiMAX等，并且可以在不断变化的环境中，动态地寻求最优化的实现方式。二是CCN本身就保证了它所传送的信息内容的安全。在IP网络中，安全措施往往是通过对承载网络或终端的加强来实施的，而CCN对网络设备并不关心，它通过传送内容的安全来实现网络传输的安全保障。
[0005]CCN的最主要驱动力是对内容的需求，因此在CCN上的数据包主要有两种:请求数据包(interest packet)和内容数据包(data packet)。需要设定内容的用户通过某个节点向所有方向都发出请求，任何接收到该请求的节点，如果其拥有能够满足该请求的内容，就通过内容数据包向请求节点发送响应数据。这种对应的传输关系是建立在对内容标识的基础上，即每个内容都有一个具体标识。正是因为上述这种关系，有同样内容需求的请求可以分享相同的内容和网络传输，这样就节省了网络资源，提高了效率。
[0006]内容的标识名以结构化的多个字段所组成，通过这种结构化的内容的标识名，CCN可以利用类似于IP地址的前缀机制来迅速定位所需要的信息。
[0007]CCN节点的基本工作情况也和IP节点非常相似。都承担数据包的存储、转发和路由任务。典型的CCN节点主要包含三个部件:内容库CS(Content Store)、待定兴趣表PIT (Pending Interest Table)和转发信息库 FIB (Forwarding Informat1n Base)。其中，内容库CS类似于IP路由器的缓存，但它采用的缓存替换策略不同于IP路由器:1P路由器在完成每次会话后，就将所存储的信息清空，这种策略叫做MRU(Most Recently Used)替换。而在CCN中，该内容信息除了为本次会话服务，还可以为其他用户的会话服务。因此，该内容在完成这次会话后，仍然存在于节点中，以供下次使用(如视频等内容)。这是CCN非常关键的理念，它可以减少内容下载的时延和占用的网络带宽。[0008]为了最大限度地提高存储信息的共享效率，CCN采用LRU (Least Recently Used)或LFU (Least Frequently Used)替换策略来最大限度地存储重要信息。待定兴趣表PIT是用于记录经过的请求信息。在CCN中，只有请求数据包被路由，而内容数据包是按照PIT的指示一步一步地发向请求节点。当所请求的内容传回节点后，就从PIT中删除该条目。此夕卜，还可以利用时钟来删除那些一直没有找到匹配内容的过期条目。转发信息库FIB和IP路由器的处理机制相类似，即将请求数据包发往目的端。但是，其与IP路由器不同的是:FIB可以同时向多个方向转发请求。当节点从一个接口接收到一个数据包时，将根据它所包含的内容名进行最大匹配查询，然后根据查询结果执行下一步的操作。
[0009]无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Network)是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以便能够协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知的对象的信息，并最终把这些信息发送给网络的所有者。在国际上，无线传感器网络以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点被认为是继互联网之后的第二大网络，现在已经广泛地应用于环境监测、医疗护理、军事领域、目标跟踪等领域。
[0010]CCNx是CCN网络架构下的一个开源协议范本，它由美国施乐帕克研究中心PARC开发并资助，支持主机之间基于内容方式的通信。它目前只发布了主机端和安卓端两个版本，所以关于CCN的研究还只是局限于骨干网。由于CCNx协议的功能复杂，对设备要求较高，像无线传感器节点等性能不高、资源有限的弱能力节点，无法使用与主机端相同版本的CCNx协议，因此对于无线传感网等边缘网络中的节点，就无法通过内容中心网络的通信方式与骨干网中的主机通信。而且，针对于这个问题，目前尚没有一套可行的解决方案。
[0011]现在的状况是:一方面，以内容为中心的网络通信架构可以有效解决大量内容分发造成的网络拥堵，可以提高网络的通信效率。而无线传感器网络以其自组织、可移动性和成本低等诸多特点在民生、医疗、军事和国防等领域有着广泛的应用，所以将内容为中心网络架构引入无线传感器网络有着非常重要的意义。另一方面，CCN网络的特点是:使用内容的名字、而不是IP地址通信，注重数据的具体内容，而不是数据的具体位置。网络的路由是根据内容的等级结构的名字进行路由，即使网络拓扑发生变化，也能通过名字前缀找到内容。这种以信息为中心的网络架构特性非常适合在拓扑不断变化的无线传感网络环境下应用。
[0012]然而，由于骨干网络和无线传感器网络中的网元处理能力和负载能力具有很大的不同，两个网络采用不同的通信协议，导致两个网络中的节点无法通信。这个缺陷也成为业内许多科技人员关注的焦点。
【发明内容】
[0013]有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于内容为中心的协议转换无线网关及其通信方法，本发明无线网关是针对内容为中心的网络架构设计的，用于实现骨干网络和无线传感器网络的互联，即通过该无线网关用作两个网络的通信接口，由其完成协议转换和存储转发的功能，实现两个网络基于内容方式的数据通信。
[0014]为了达到上述目的，本发明提供了一种基于内容为中心的协议转换的无线网关，用于实现骨干网和无线传感网的互联；其特征在于:所述无线网关是由一个高级精简指令集计算机 ARM (Advanced RISC (Reduced Instruct1n Set Computer) Machines)板和一个用作汇聚节点的传感器sink节点所组成,该ARM板通过usb端口连接sink节点进行数据通Ih ;其中:
[0015]ARM板，负责以有线方式连接骨干网，接收骨干网发送的数据包和对该数据包进行解析和协议转换，再转发给sink节点；还通过usb端口连接sink节点,接收sink节点发来的数据包，并对其进行解析和协议转换后，转发到骨干网；设有三个串接的usb端口监听单兀、二进制编石马 ccnb (content centric networking binary encoding)单兀和后台守护进程ccnd (content centric networking daemon)单兀；
[0016]sink节点，用作无线传感网络中的数据汇聚节点，不参与数据包的解析处理，只负责数据包的转发:既以无线方式连接无线传感网，接收来自无线传感网的内容数据包，并通过usb端口发送给ARM板进行处理；又通过usb端口连接ARM板，将ARM板发送来的数据包以无线方式转发到无线传感网。
[0017]为了达到上述目的，本发明还提供了一种基于内容为中心的协议转换的无线网关的通信方法，其特征在于:因CCN(Content-Centric-Networking)网络采用接收端驱动模式:先由骨干网络中的主机发起通信，所述无线网关承担将来自骨干网的请求数据包转换为无线传感网能够接收和解析的数据包；再将无线传感网送来的内容数据包经过其解析与转换后，转发到骨干网中；包括下述操作步骤:
[0018]步骤I，无线网关执行初始化操作；
[0019]步骤2，无线网关接收到来自骨干网的请求数据包，对其进行数据包解析和协议转换后，将处理后的数据包转发到无线传感网中；
[0020]步骤3，无线网关接收到来自无线传感网的内容数据包，对其进行解析和协议转换后，将处理后的数据包转发到骨干网中。
[0021]本发明的创新优点及其技术效果是:
[0022]目前，在骨干网和无线传感网中，由于网元处理能力和负载能力的强弱不同，导致该两种网络基于内容为中心的网络通信架构是彼此各自相对独立的，尚没有一种有效的互联机制能够实现骨干网和无线传感网基于内容为中心的数据通信。
[0023]本发明无线网关是首次作为两个网络的通信接口，该无线网关既能有效地支持内容为中心的网络通信，完成骨干网与传感网的互联；而且能够有效地将内容为中心网络架构的范围从骨干网扩展到了如同无线传感网这类边缘网络。再者，该无线网关的结构简单，实现容易，使得两个网络实现互联通信的操作步骤也比较简便，两种网网络通信数据包的转换操作全部都在网络层实现；和其他在应用层实现的接口相比较，减少了数据包传递和解析的系统开销，保持了数据通信的高效性。因此，本发明具有很好的推广应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是本发明基于内容为中心的协议转换无线网关结构组成示意图。
[0025]图2是本发明无线网关的ARM板各个组成单元和sink节点通信关系图。
[0026]图3是本发明无线网关涉及的数据名字设计规则示意图。
[0027]图4是无线传感网的内容数据包格式示意图。
[0028]图5是本发明无线网关的数据通信流程示意图。【具体实施方式】
[0029]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
[0030]参见图1和图2，介绍本发明用于实现骨干网和无线传感网的互联的基于内容为中心的协议转换的无线网关结构组成:设有一个高级精简指令集计算机ARM (AdvancedRISC (Reduced Instruct1n Set Computer)Machines)板和一个用作汇聚节点的传感器sink节点(如图所示)，该ARM板通过usb端口连接sink节点进行数据通信。其中:
[0031]ARM板，负责以有线方式连接骨干网，接收骨干网发送的数据包和对该数据包进行解析和协议转换，再转发给sink节点；还通过usb端口连接sink节点,接收sink节点发来的数据包，并对其进行解析和协议转换后，转发到骨干网。设有三个串接的usb端口监听单兀、二进制编石马 ccnb (content centric networking binary encoding)单兀和后台守护进程ccnd (content centric networking daemon)单兀。这三个单兀的各自功能分别是:
[0032]usb端口监听单元:用于接收和解析从usb端口传送来的sink节点的内容数据包，并将解析后的内容数据名字转换为骨干网的请求数据名字，再将转换后的请求数据名字与内容数据发送给ccnb单元进行处理。
[0033]ccnb单元:负责接收经由usb端口监听单元输出的请求数据名字和内容数据并对其进行数据包格式转换，即将其封装为符合骨干网通信协议格式的数据包后，发送给ccnd单元进行处理。
[0034]ccnd单元:用于接收和解析来自骨干网的请求数据包，还将解析后的骨干网请求数据名字转换为符合传感网通信协议格式的内容数据名字，并按照传感网内容数据包格式填写设定参数字段后，再将转换后的内容数据名字填写到data字段中，最后计算CRC校验码并填写到设定字段，完成骨干网请求数据包到传感网内容数据包的转换；然后，经由usb端口将其发送给sink节点，由sink节点转发至无线传感网；同时负责接收来自ccnb单元、符合骨干网通信协议格式的内容数据包，再将其转发至骨干网。
[0035]sink节点，用作无线传感网络中的数据汇聚节点，不参与数据包的解析处理，只负责数据包的转发:既以无线方式连接无线传感网，接收来自无线传感网的内容数据包，并通过usb端口发送给ARM板进行处理；又通过usb端口连接ARM板，将ARM板发送来的数据包以无线方式转发到无线传感网。
[0036]因为在基于内容为中心的网络中，数据的唯一标识就是名字，而且，该名字格式包括寻址字段和数据类型字段两部分，其中寻址字段采用可实现名字层级变长的统一资源标识符URI (Universal Resource Identifier)架构，寻址字段包括该传感网无线网关的前缀名和更具体的地理位置信息。但是，因传感器节点硬件资源有限，无法满足骨干网中通信协议的名字字段的字长要求，所以每个数据都映射有两个名字:骨干网中的请求数据名字和无线传感网中的内容数据名字，并由本发明无线网关执行两个数据名字的转换功能:该无线网关接收到骨干网的请求数据包后，要对请求数据名字进行字段裁剪和替换；当其接收到无线传感网的内容数据包后，要对内容数据名字进行字段补充和替换。
[0037]骨干网中的请求数据名字格式中，由一级或多级组成的寻址字段位于前面，每级寻址字段对应一个地理位置，按照由大到小的逐步细化的层次结构限定其所在地域范围，直至定位到内容数据所在位置。位于最后的一个字段是标明请求数据类型的数据类型字段，用于标识要请求的数据类型。数据类型至少包括:光照light、湿度humidity和温度temperature。
[0038]参见图3，介绍名字设计规则。例如:以北京邮电大学教三楼632实验室为实施例，介绍内容名字的组成结构:实施例的无线网关负责连接骨干网和北京邮电大学内部所有传感器节点组成的传感网。骨干网的请求数据名字为ccnx://beijing/haidian/bupt/t3/6/32/light,其中，ccnx://bei jing/haidian/bupt为该无线网关的前缀名，用于保存包括当前地理位置和前面的所有地理位置信息。网关前缀名后面内容是用于识别无线传感网中的内容数据名字。由于有些字段的长度过长，导致名字部分的长度超过了传感网通信协议中名字字段长度，所以要将过长字段映射替换成较短内容，以满足无线传感网的协议解析要求。上述实例中的名字对应的无线传感网内容数据名字为t3/6/32/l(即由骨干网中的请求数据名字中除去网关前缀名的剩余字段、即包括更具体的地理位置和数据类型字段的关键字段所组成，且此时其中的数据类型字段已经被其首字符所替换)。该无线网关通过该前缀名对骨干网发来的请求数据包进行过滤，判断该请求数据包是应该接收或是丢弃。
[0039]本发明无线网关的ccnd单元和usb端口监听单元都具有名字转换功能，用于实现骨干网的请求数据名字和传感网的内容数据名字之间名字格式的相互转换，以便在数据通信过程中，对名字部分的内容进行转换，将接收到的内容数据包中的名字转换为符合目的网络中的名字格式，满足目的网络的解析要求。具体过程是:
[0040]无线网关的ccnd单元接收到骨干网的请求数据包时，根据前缀名判断是否接收或抛弃该请求数据包；若接收，则对请求数据名字进行字段裁剪和替换:先删除其中的网关前缀名和提取关键字段后，根据设定的映射替换规则，将表征数据类型的最后一个字段进行映射替换，即替换为相应的首字符。例如，light (光照)替换成1、humidity (湿度)替换成h、temperature (温度)替换成t等等。替换后的名字就是传感网的内容数据名字。
[0041]然后，按照无线传感网内容数据包格式填写设定参数的字段，并将转换后的内容数据名字填写到data字段中，最后计算CRC校验码，并填写到相应的字段，至此实现了骨干网请求数据包到传感网内容数据包的转换。
[0042]参见图4，介绍本发明无线传感网内容数据包的字段格式如下:
[0043]先是表示数据包开始的分界符:7E，字长I比特；然后依次顺序为:三个字长均为I比特、分别表示串口消息类型、分发字段和消息类型的44、26和00 ;三个字长均为2比特、分别表示目的地址、源地址和data字段长度的dest addr、source addr和msg Ien ;字长I比特的groupID，表示组号，设为00 ;字长I比特的type，表示数据包类型，设为03 ;然后的顺序是表示自定义数据的data，其字长最多为28比特；字长2比特的CRC，表示该消息数据从第三位到data的CRC校验码；最后是表示数据包结束的分界符:7E，字长I比特。其中目的地址dest addr是sink节点转发的下一跳节点序号,源地址source addr是该sink节点的节点序号。
[0044]无线网关usb端口监听单元接收到传感网的内容数据包时，先根据映射规则将其名字的最后一个字段替换为数据类型后，在该内容数据名字前面添加网关前缀名，接着在完成相应字段的替换和补充后，按照CCNx框架中的ccn_sign_content函数格式将请求数据名字和内容数据作为该函数的输入参数，由该函数完成相关输入参数的编码后，其输出就成为满足骨干网通信协议格式的请求数据包。[0045]因为本发明的骨干网请求数据包格式是采用CCNx开源协议框架规定的数据包，故在此不再赘述。
[0046]参见图5，介绍本发明基于内容为中心的协议转换的无线网关的通信方法，也就是本发明无线网关在网络系统的数据通信过程的操作步骤:
[0047]因为CCN(Content-Centric-Networking)网络是采用接收端驱动模式:先由骨干网络中的主机发起通信，故本发明无线网关承担将来自骨干网的请求数据包转换为无线传感网能够接收和解析的请求数据包，再将无线传感网送来的内容数据包经过其解析与转换后，转发到骨干网中。因此，本发明方法的操作步骤如下:
[0048]步骤1，无线网关执行初始化操作。该步骤包括下列操作内容:
[0049](11)启动ARM板,使其中的ccnd单元开启数据包的监听、解析和转换服务；ccnb单元开启数据包封装及其相应的服务，usb端口监听单元执行初始化操作后，开启sink节点数据监听的服务。
[0050](12) sink 节点上电。
[0051 ] 步骤2，无线网关接收到来自骨干网的请求数据包，对其进行数据包解析和协议转换后，将处理后的数据包转发到无线传感网中。该步骤操作内容如下:
[0052](21) ccnd单元接收到骨干网发来的请求数据包后，解析该数据包；再将解析后的请求数据名字转换成无线传感网内容数据名字:先根据网关前缀名提取关键字段，再对其中数据类型字段进行映射转换。
[0053](22)ccnd单元根据传感网通信协议的内容数据包格式填写设定参数字段后，再将转换后的内容数据名字填写到data字段中，最后计算CRC校验码并填写到设定字段，就完成将无线传感网中的内容数据名字打包封装为传感网请求数据包，然后，再传送给sink节点。
[0054](23) sink节点将接收到的数据包转发到传感网中。
[0055]步骤3，无线网关接收到来自无线传感网的内容数据包，对其进行解析和协议转换后，将处理后的数据包转发到骨干网中。该步骤包括下列操作内容:
[0056](31)usb端口监听单元接收到无线传感网发来的内容数据包后，解析该数据包，并将解析后的内容数据名字转换成骨干网请求数据名字:根据字段映射规则恢复原有的数据类型字段，再添加网关前缀名，形成骨干网的请求数据名字后；将该骨干网请求数据名字和内容数据发送给ccnb单元。
[0057](32) ccnb单元将接收到的请求数据名字和内容数据根据骨干网通信协议格式进行封装，打包成为符合骨干网通信协议格式的内容数据包后，再将该封装好的数据包发送给ccnd单兀。
[0058](33) ccnd单元将ccnb单元发来的数据包转发到骨干网中。
[0059]本发明已经进行了多次仿真实施试验，试验的结果是成功的，实现了发明目的。
【权利要求】
1.一种基于内容为中心的协议转换的无线网关，用于实现骨干网和无线传感网的互联；其特征在于:所述无线网关是由一个高级精简指令集计算机ARM (AdvancedRISC (Reduced Instruct1n Set Computer)Machines)板和一个用作汇聚节点的传感器sink节点所组成,该ARM板通过usb端口连接sink节点进行数据通信；其中: ARM板，负责以有线方式连接骨干网，接收骨干网发送的数据包和对该数据包进行解析和协议转换，再转发给sink节点；还通过usb端口连接sink节点，接收sink节点发来的数据包，并对其进行解析和协议转换后，转发到骨干网；设有三个串接的usb端口监听单兀、二进制编石马 ccnb (content centric networking binary encoding)单兀和后台守护进程ccnd(content centric networking daemon)单兀； sink节点，用作无线传感网络中的数据汇聚节点，不参与数据包的解析处理，只负责数据包的转发:既以无线方式连接无线传感网，接收来自无线传感网的内容数据包，并通过usb端口发送给ARM板进行处理；又通过usb端口连接ARM板，将ARM板发送来的数据包以无线方式转发到无线传感网。
2.根据权利要求1所述的协议转换网关，其特征在于:所述ARM板上的三个单元的各自功能分别是: usb端口监听单元,用于接收和解析从usb端口传送来的sink节点的内容数据包,并将解析后的内容数据名字转换为骨干网的请求数据名字，再将转换后的请求数据名字与内容数据发送给ccnb单元进行处理； ccnb单元，负责接收经由usb端口监听单元输出的请求数据名字和内容数据并对其进行数据包格式转换，即将其封装为符合骨干网通信协议格式的数据包后，发送给ccnd单元进行处理； ccnd单元，用于接收和解析来自骨干网的请求数据包，还将解析后的骨干网请求数据名字转换为符合传感网通信协议格式的内容数据名字，并按照传感网内容数据包格式填写设定参数字段后，再将转换后的内容数据名字填写到data字段中，最后计算CRC校验码并填写到设定字段，完成骨干网请求数据包到传感网内容数据包的转换；然后，经由usb端口将其发送给sink节点，由sink节点转发至无线传感网；同时负责接收来自ccnb单元、符合骨干网通信协议格式的内容数据包，再将其转发至骨干网。
3.根据权利要求1所述的协议转换网关，其特征在于:因基于内容为中心的网络中，数据的唯一标识是名字，且该名字格式包括寻址字段和数据类型字段两部分，其中寻址字段采用可实现名字层级变长的统一资源标识符URI (Universal Resource Identifier)架构,但因传感器节点硬件资源有限，无法满足骨干网中通信协议的名字字段的字长要求，故每个数据都映射有两个名字:骨干网中的请求数据名字和无线传感网中的内容数据名字，并由网关执行两个数据名字的转换功能；所述寻址字段包括该传感网无线网关的前缀名和更具体的地理位置信息。
4.根据权利要求3所述的协议转换网关，其特征在于:所述骨干网中的请求数据名字格式中，由一级或多级组成的寻址字段位于前面，每级寻址字段对应一个地理位置，按照由大到小的逐步细化限定其所在地域范围，直至定位到内容数据所在位置；位于最后的一个字段是标明请求数据类型的数据类型字段，数据类型至少包括:光照light、湿度humidity和温度 temperature ；所述传感网中的内容数据名字是由骨干网中的请求数据名字中除去网关前缀名的剩余字段、即包括更具体的地理位置和数据类型字段的关键字段所组成，且此时其中的数据类型字段已经被其首字符所替换。
5.根据权利要求3所述的协议转换网关，其特征在于:所述无线传感网内容数据包的字段格式如下:先是表示数据包开始的分界符:7E，字长I比特；然后依次顺序为:三个字长均为I比特、分别表示串口消息类型、分发字段和消息类型的44、26和OO ;三个字长均为2比特、分别表示目的地址、源地址和data字段长度的dest addr>source addr和msg Ien ；字长I比特的groupID，表示组号，设为00 ;字长I比特的type，表示数据包类型，设为03 ；然后的顺序是表示自定义数据的data，其字长最多为28比特；字长2比特的CRC，表示该消息数据从第三位到data的CRC校验码；最后是表示数据包结束的分界符:7E，字长I比特；所述目的地址dest addr是sink节点转发的下一跳节点序号,源地址source addr是该sink节点的节点序号； 所述骨干网请求数据包格式是采用CCNx开源协议框架规定的数据包。
6.根据权利要求3所述的协议转换网关，其特征在于:所述两个数据名字的转换功能是在数据通信过程中对内容数据的名字进行转换，将接收到的内容数据包中的名字转换为符合目的网络中的名字格式，以满足目的网络的解析要求；具体过程是: 接收到骨干网的请求数据包时，无线网关根据前缀名判断是否接收或抛弃该请求数据包；若接收，则对请求数据名字进行字段裁剪和替换:先删除其中的网关前缀名和提取关键字段后，根据设定的映射替换规则，将表征数据类型的字段替换为相应的首字符后，就形成无线传感网的内容数据名字； 接收到传感网的内容数据包时，无线网关先根据映射规则将其名字的最后一个字段替换为相应的数据类型后，在该内容数据名字前面添加网关前缀名，接着在完成相应字段的替换和补充后，按照CCNx框架中的ccn_sign_content函数格式将请求数据名字和内容数据作为该函数的输入参数，由该函数完成相关输入参数的编码后，其输出就成为满足骨干网通信协议格式的请求数据包。
7.一种基于内容为中心的协议转换的无线网关的通信方法，其特征在于:因CCN(Content-Centric-Networking)网络采用接收端驱动模式:先由骨干网络中的主机发起通信，所述无线网关承担将来自骨干网的请求数据包转换为无线传感网能够接收和解析的数据包；再将无线传感网送来的内容数据包经过其解析与转换后，转发到骨干网中；包括下述操作步骤: 步骤I，无线网关执行初始化操作； 步骤2，无线网关接收到来自骨干网的请求数据包，对其进行数据包解析和协议转换后，将处理后的数据包转发到无线传感网中； 步骤3，无线网关接收到来自无线传感网的内容数据包，对其进行解析和协议转换后，将处理后的数据包转发到骨干网中。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于:所述步骤I包括下列操作内容: (11)启动ARM板,使其中的ccnd单元开启数据包的监听、解析和转换服务；ccnb单元开启数据包封装及其相应的服务，usb端口监听单元执行初始化操作后，开启sink节点数据监听的服务；(12)sink节点上电。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于:所述步骤2包括下列操作内容: (21)ccnd单元接收到骨干网发来的请求数据包后，解析该数据包；再将解析后的请求数据名字转换成无线传感网内容数据名字:先根据网关前缀名提取关键字段，再对其中数据类型字段进行映射转换； (22)ccnd单元根据传感网通信协议的内容数据包格式填写设定参数字段后，再将转换后的内容数据名字填写到data字段中，最后计算CRC校验码并填写到设定字段，就完成将无线传感网中的内容数据名字打包封装为传感网请求数据包，然后，再传送给sink节点； (23)sink节点将接收到的数据包转发到传感网中。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于:所述步骤3包括下列操作内容: (31)usb端口监听单元接收到无线传感网发来的内容数据包后，解析该数据包，并将解析后的内容数据名字转换成骨干网请求数据名字:根据字段映射规则恢复原有的数据类型字段，再添加网关前缀名，形成骨干网的请求数据名字后；将该骨干网请求数据名字和内容数据发送给ccnb单元； (32)ccnb单元将接收到的请求数据名字和内容数据根据骨干网通信协议格式进行封装，打包成为符合骨干网通信协议格式的内容数据包后，再将该封装好的数据包发送给ccnd单兀； (33)ccnd单元将ccnb单元发来的数据包转发到骨干网中。
【文档编号】H04L29/06GK104038507SQ201410305102
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】刘亮, 马华东, 张颜 申请人:北京邮电大学