用于信息中心网络的动态兴趣转发机制的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及内容中心网络(CCN)的技术领域，并且特别是在CCN节点中实现动态请求转发的机制。
【背景技术】
[0002]信息中心网络(ICN)、内容中心网络(CCN)或命名数据(named-数据)网络(NDN)已经推出了一个新的网络模型，其中通信是以命名数据而不是主机地址为中心。事实上，在CCN中每个数据报文通过其独特的名字而不是其物理位置被识别、寻址和获取。所有网络节点潜在地存储他们转发的数据以服务未来对相同内容的请求。为此目的，有可能使用增强的存储能力例如高速缓存/缓冲存储器配备网络节点。事实上，存储资源可以被用来维护通过网络传播的临时内容复制品(replica)以用于从几分钟到几小时或几天的时间段。不同复制品的可用性取决于如内容流行度、缓存替换策略的多个因素，并受到请求转发策略的影响。术语“请求转发策略”在这里广泛地并且非限制性的是指在包括节点的网络内管理内容请求的转发的方式/规则。实际上，请求转发策略在提供更好的最终用户性能(例如:数据传输时间)和减少在网络中传输的数据量(即提供较低的网络负载)中扮演重要角色。
[0003]在CCN中，内容条目/文件被分为一系列由可变大小的M个组件的层次名称唯一标识的块，例如^个组件可以是“/bell_labs/video/talks.avi/chunkl”。通过考虑下面的示例，B-1个组件标识内容条目名称(/1^11_13&8八丨(160八311^.3￥；0，而最后的组件指定块名称(chunkl) XCN中的服务器通告他们可以通过路由协议方式服务的内容条目的前缀组(这里的/bell_labs/video/或/bell_labs/)，即永久存储的条目的前缀。接收这些通告的网络节点相应地建立它们的转发/路由表。例如网络节点在它们的路由表中存储在到文件的永久副本的延迟方面最短的路径。然后文件块通过兴趣报文(Interest packet)被接收器请求，所述兴趣报文被网络节点转发去往存储所请求的块的永久副本的服务器。
[0004]这里兴趣报文是一种报文类型，指的是关于内容条目/文件的兴趣/请求。本文中涉及的另一种报文类型是数据报文(Data packet)，对应于响应于内容的兴趣/请求(即兴趣报文)而发送的数据。事实上，数据报文可以是内容条目/文件的块。兴趣报文留下痕迹，使得匹配的块(即数据报文)可以遵循逆向路径回到初始请求者。匹配的块可以在每个缓存临时副本的节点中或者在存储永久副本的在服务器上找到。实际上，一个兴趣报文允许获取一个数据报文。因此，一系列兴趣报文允许获取一系列数据报文，即例如大片内容的块，如视频文件。
[0005]图1示出了接收兴趣报文时的过程。当兴趣报文在传入接口上被节点接收时(步骤
101)，该节点在其内容存储(CS)(例如高速缓存/缓冲存储器)中检查内容可用性(步骤
102)。如果该内容可用，CS在传入接口上将所请求的数据报文发送返回(步骤103)。否则，该节点在其未决兴趣表(PIT)中检查未决请求，即此内容是否已经在该接口上被向上请求(步骤104)。如果在PIT中找到表项，则更新PIT(步骤105)以便追踪该传入接口正在等待此内容。如果没有找到PIT表项，将创建新表项并且该兴趣报文被转发到经由转发表中存储的内容名称前缀的最长前缀匹配而确定的一个或多个接口(步骤106)，转发表中在【背景技术】被称为转发信息库(FIB)。此外，该节点还可以探测FIB中未指定的接口(步骤107)，以便及时发现其他可用路由并转发该兴趣报文(步骤108)。
[0006]现在参照图2，接收数据报文时的过程被示出。当数据报文被节点接收时(步骤201)，该节点在其PIT中检查未决请求(步骤202)。如果找到未决请求，该数据报文首先被存储在节点CS中。该节点更新其CS、PIT和FIB表项(分别为步骤203、204、205)并将该数据报文转发去往PIT中列出的所有请求接口(步骤206) ο例如，在数据报文被接收时，节点可以在其FIB中更新关于已从其接收报文的接口的质量的信息(例如往返时间(RTT)、跳数)。如果没有找到匹配的PIT表项，该数据报文被丢弃(步骤207)。
[0007]事实上，在接收到兴趣报文之后，理想的基于名称的路由协议需要定位每一个内容条目(即数据报文)的所有临时复制品，以便转发用户请求去往“最优”(即在网络中的路径/时间方面最近的)可用复制品。然而，这在CCN显然不可行，因为:
[0008]-就网络规模尺度而言，CCN可包括不同应用的内容，并不旨在局限于小的、受控的网络区域；
[0009]-就网络规模尺度而言，存储在网络节点上的临时副本高度不稳定并且频繁的路由更新所涉及的信令开销将过多；
[0010]-节点转发表(即的FIB)的尺寸已经是令人关注的问题，即使仅考虑永久内容副本而不是网络缓存的临时复制品。
[0011]在另一方面，动态转发机制的使用能够发现和利用临时内容复制品，在最终用户性能和网络提供商成本方面可提供显著益处。
[0012]解决此问题的一个思路是，假设节点FIB知道CCN网络中通往可以被转发战略直接利用的永久副本的多条路径。然而，这将需要分发永久副本可用性信息的路由协议，并且因此不能被应用于将请求转发去往临时副本。
[0013]—种现有的用于命名数据网络(NDN)框架的动态转发方法依赖于周期性地探测接口，并为它们中的每一个收集统计数据。如果对于内容，接口被估计为比当前被利用的更好，则将转发平面切换到那个接口。虽然此建议似乎有效，但仍然需要在最终用户方面提供更好的性能(例如:数据吞吐量)，并降低网络成本(例如:数据负载)。
[0014]—个目标是提供一种解决上述问题的方案，并提出超过现有技术的其它优势。
[0015]另一个目标是提供一种机制，以在CCN节点中实现动态请求转发。
[0016]另一个目标是改善最终用户性能。
[0017]另一个目标是降低网络成本。
【发明内容】
[0018]不同的实施例针对解决一个或多个上述问题的影响。下文给出实施例的简要概述以便提供对不同实施例的一些方面的基本理解。此概述不是对这些不同的实施例的详尽概述。它并非旨在标识关键元件的重点以及描述这些不同的实施例的范围。其唯一目的在于以简化形式呈现一些概念，作为稍后论述的更详细的描述的前序。
[0019]不同的实施例涉及一种用于管理内容中心网络节点的接口上的报文的方法，该方法包括以下步骤
[0020]-在节点的接口上接收对数据报文的至少一个请求；
[0021 ]-如果该数据报文被节点所存储，则在接收到请求的接口上转发该数据报文；
[0022]否则
[0023]-执行探索步骤，通过
[0024]随机选择去往相邻节点的至少一个接口；
[0025]在所选择的接口上转发该请求；
[0026]在该随机选择的接口上接收响应，该数据报文具有被该相邻节点估计的相关的最小时间传输值；
[0027]-基于探索步骤结果识别提供最小数据报文传输时间值的接口。
[0028]根据一个广义方面，该方法进一步包括执行利用步骤，通过
[0029]-使用所识别的提供最小数据报文传输时间的接口来转发该请求和接收回该数据报文；
[0030]-在所识别的接口上接收关联有所估计的最小时间传输值的数据报文。
[0031]根据一个广义方面，该方法需要在节点的内容存储中存储所接收的数据报文和在用于接收请求的接口上转发所接收的数据报文的标准ICN操作。
[0032]进一步地，不同的实施例涉及用于管理报文的内