用于内容中心网络中自适应转发策略的方法和装置的制造方法
【专利说明】用于内容中心网络中自适应转发策略的方法和装置 相关申请案的交叉参考
[0001] 本发明要求2012年11月9日由钱海洋（HaiyangQian)等人递交的发明名 称为"用于内容中心网络中自适应转发策略的方法和装置（MethodandApparatusfor AdaptiveForwardingStrategiesinContent-CentricNetworking) "的第 13/672924 号 美国临时专利申请案的在先申请优先权，该临时专利申请案要求2012年2月21日由钱海 洋（HaiyangQian)等人递交的发明名称为"用于内容中心网络中自适应转发策略的方法和 装置（MethodandApparatusforAdaptiveForwardingStrategiesinContent-Centric Networking) "的第61/601321号美国临时专利申请案的在先申请优先权，该临时专利申请 案的内容以引用的方式全文并入本文本中。 关于由联邦政府赞助的 研宄或开发的声明
[0002] 不适用。 参考缩微胶片附录
[0003] 不适用。
【背景技术】
[0004] 内容导向网络（CON)、内容中心网络（CCN)和信息中心网络（ICN)可统称为命名数 据网络（NDN)。这些网络中的内容路由器负责将用户请求及内容路由至合适的接收方。在 NDN中，作为内容分发框架的一部分的每个实体都分配有在域范围内唯一的名称。这些实体 可以包括视频片段或网页等数据内容和/或路由器、交换机或服务器等基础设施元件。内 容路由器会使用名称前缀在内容网络中对内容报文进行路由，这些名称前缀可以是完整的 内容名称或合适的内容名称前缀，而不是网络地址。在NDN中，包括发布、请求、以及管理 (例如，签名、验证、修改、删除等）的内容分发可以基于内容名称而非内容位置来进行。NDN 不同于传统互联网协议（IP)网络的一个方面在于，NDN能够将多个地理点互连，并临时缓 存内容或更为持久地存储内容。这可以实现从网络而非初始服务器提供内容，因此可以显 著改进用户体验。缓存/存储可以用于由用户提取的实时数据，或用于属于用户或第三方 供应商等内容供应商的持久数据。
[0005] 思科可视网络索引（CiscoVisualNetworkingIndex)的一项预测表明在2015 年互联网每5分钟将分发7. 3拍字节的电影。然而，互联网是基于主机对主机模型设计的， 不适用于需要支持一对多以及多对多传送的内容分发。另外，IP网络对功能移动性以及安 全性的支持是有限的。当设备移动并进行切换时，传输控制协议（TCP)会话常常超时。由 于IP地址的改变或由于网络拥堵等问题，业务发生中断。此外，思科的预测表明无线设备 访问互联网产生的流量在2015年将超过有线设备的流量。
[0006] 应当注意的是，在本发明中术语CON、CCN、ICN和NDN可互换使用，这是因为本发明 公开的方法、系统和装置可彼此适用和合并。
【发明内容】
[0007] 在一项实施例中，本发明包括一个命名数据网络（NDN)节点，该节点由多个端口 组成，每个端口都与内容中心网络中的一个不同节点耦合，本发明还包括一个耦合在端口 上的处理器，其中所述处理器用于探测每个所述端口针对兴趣的性能，所述兴趣与所述端 口中的多个端口有关，其中所述端口标识出下一跳，其中与所述兴趣有关的多个端口中的 一个被用于在NDN节点接收到所述兴趣时转发该兴趣，并且基于选择几率来确定所使用的 端口，所述选择机率确定于所述端口性能探测的反馈。
[0008] 在另一项实施例中，本发明包括一种网络节点中用于转发内容中心网络数据的方 法，该方法包括将兴趣与网络节点中的多个端口进行关联，使用处理器探测每个端口与所 述兴趣对应的探测兴趣，从而确定每个端口的性能表现，以及在端口探测反馈的基础上，更 新对于转发信息库（FIB)兴趣的选择机率项。
[0009] 在另一项实施例中，本发明包括一个网络节点，包括：多个端口，其中每个端口都 提供一条通往对应节点的通信路径；一个控制平面路由层级，其中多个端口与对应于某个 兴趣的内容名称前缀关联（在最长匹配方面）；一个探测引擎，用于探测对于每个端口的兴 趣；以及包含策略信息的转发层，所述策略信息用于确定使用所述多个端口中的哪一个端 口来转发对应于所述前缀的引入兴趣，其中所述策略信息根据探测结果而确定。
[0010] 从结合附图和所附权利要求书进行的以下【具体实施方式】将更清楚地理解这些和 其他特征。
【附图说明】
[0011] 为了更全面地理解本发明，现在参考以下结合附图和【具体实施方式】进行的简要描 述，其中相同参考标号表不相同部分。
[0012] 图1为根据一项公开实施例所述的示例性网络节点的方框图，描述节点的转发平 面（包括转发层和策略层）中的功能模块。
[0013] 图2为一项实施例的示意图，描述常规兴趣和探测兴趣如何在NDN层以独立模式 处理。
[0014] 图3为一项实施例的示意图，描述传播探测/常规兴趣并使用广播选项以独立模 式发送探测/常规数据的一个示例。
[0015] 图4为一项实施例的示意图，描述传播探测/常规兴趣并以独立模式发送探测/ 常规数据的一个示例。
[0016] 图5为一项实施例的示意图，描述在兴趣传播和数据返回期间记录时间戳的示例 性方式。
[0017] 图6为一项实施例的示意图，描述在兴趣传播和数据返回期间记录时间戳和平均 队列时延的示例性方式。
[0018] 图7为一项实施例的示意图，描述FIB中的前缀聚集。
[0019] 图8为一项实施例所述的无线网络的示意图，在该无线网络中可实施所述自适应 转发策略。
[0020] 图9示出了网络节点的一项实施例，该网络节点可以是经由网络传输和处理数据 的任意设备。
[0021] 图10示出了典型的通用网络节点，该网络节点适用于实施一个或多个本文本所 公开的组件的实施例。
【具体实施方式】
[0022] 最初应理解，尽管下文提供一个或多个实施例的说明性实施方案，但可使用任意 数目的当前已知或现有的技术来实施所公开的系统和/或方法。本发明决不应限于下文所 说明的描述性实施方案、图式和技术，包含本文所说明描述的示范性设计和实施方案，而是 可以在所附权利要求书的范围以及其均等物的完整范围内修改。
[0023] NDN通过路由标识内容对象的名称以及将内容对象与内容对象的位置去关联来处 理信息传播问题。NDN路由器可具有待定兴趣表（PIT)、转发信息库（FIB)和内容存储器 (CS)。开启NDN的设备可通过将包含内容名称的兴趣报文多播至网络中来查找最接近的内 容副本。内容可位于生产者端的任意主机中或者缓存于NDN路由器的CS中。该特征使用 户能够检索相同的内容而无需在网络中产生重复的流量。只要有一些用户检索过该内容， 该内容可缓存在网络中并可由任意数量的用户提取。
[0024] 鉴于相当大一部分的内容就流行度而言在本质上是动态的且不可预测的，NDN的 一个技术难题便是网络中的内容放置和传播。例如，当用户请求检索命名内容时，该用户不 知道谁预先请求过该相同的内容。此外，对于内容位置未知和动态流量的情况（例如车辆 到车辆网络等临时（ad-hoc)无线网络），由于移动性变更和参差的空中链路质量，这种情 况会引入某些动态。NDN网络中不可预测的动态使得内容路由器很难确定转发请求所需内 容的"兴趣"的最佳方向。该难题引发"策略层"的设计，该设计实施了机率智能函数和算 法以帮助内容路由器确定NDN中内容检索和数据转发的最佳/次佳路线。
[0025] 在NDN中转发的无环数据，可以针对FIB中的某个前缀，灵活选择端口列表中的接 口（端口），而这也是NDN的内在优点。本文中的术语，"接口"、"端口"、以及"端"可互换使 用。关于如何使用该特征，可参