一种将http服务映射到信息中心网络的方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种将HTTP服务映射到信息中心网络的方法及系统，方法包括：用户和服务器分别与信息中心网络的入口端和出口端连接，该入口端解析用户发送的HTTP请求，并将该请求组装成信息中心网络请求报文后，通过该信息中心网络的路由器发送至该出口端；该出口端将该请求报文组装成HTTP信息，并向该服务器请求数据；该出口端接收该服务器返回的HTTP响应信息及TCP数据信息，组装成信息中心网络数据报文后，通过该信息中心网络路由返回至该入口端；该入口端接收该出口端返回的信息中心网络数据报文，并将该数据报文组装成HTTP响应数据或TCP数据返回给用户。由此，解决现有网络与信息中心网络的兼容性问题，并使信息中心网络得以进行增量式部署。
【专利说明】一种将HTTP服务映射到信息中心网络的方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机网络领域，特别涉及一种将HTTP服务映射到信息中心网络的方法及系统。
【背景技术】
[0002]现行的网络架构中，基础的设计问题和限制阻碍了网络的进一步创新和发展，很多研究者提出了从头开始的方法，例如信息中心网络(ICN, Information centricnetworking)等。这类从头开始的方法，摒弃了现行网络架构的所有假设，设计原则以及约束，对于与现行网络的兼容性问题也不予考虑。这类方法有可能构建出一个完全新颖、健壮的网络，但鲜有能和现行网络兼容的方法，因此不能利用现已使用的大量的软件和服务。然而重写大量的软件使之能够在新型网络中使用显然是不可行的。
[0003]信息中心网络是一类新型互联网体系架构。信息中心网络提供面向内容的服务，而非传统网络中的点与点之间的连接。信息中心网络具有许多特性，例如: [0004](I)以信息为中心:信息中心网络中每份内容都由唯一的标志来进行标识，内容标志大体上采用与层次化文件系统中的文件名相似的方式(例如WWW.youku.com/show_page/id_z480218fab73611e0a046.html)。信息中心网络在选择路由路径时，采用面向内容标志的路由算法，而不是传统网络中的面向地址的路由算法；
[0005](2)缓存功能:提供内容服务的节点需要广播它所提供的内容的标志。因为内容可能是重复的，因此任何提供此内容的节点都可以广播此内容的标志。根据此标志内容可以被缓存，为了降低内容请求的响应时间，网络中的路由器可以缓存内容的拷贝；
[0006](3)信息中心网络的文件传输过程如下:内容请求节点发送请求报文作为通信过程的开始。请求报文包含了被请求内容的标志，经过网络路由到广播此内容标志的节点，或缓存此内容的路由器。内容服务提供节点一旦接受到请求报文，便回应相应的数据报文。在信息中心网络中，只有请求报文被路由，数据报文沿着请求报文的路由路径原路返回。因此，信息中心网络的报文并不直接支持原地址，目的地址的概念。
[0007]然而传统网络软件或服务都是基于5元组(src-1P, src-port, dst-1P, dst-port,proto)而设计并实现，因而传统网络软件或服务无法直接运用在信息中心网络中。
[0008]在过去的十年间，HTTP基础设施(例如CDN，web缓存，HTTP代理等)广泛架设，通过HTTP部署新服务与应用的方便快捷，以及HTTP穿透防火墙的能力等等。以上种种原因推动了 HTTP流量的爆炸式增长，使得HTTP成为运用最广泛的网络协议。同时HTTP流量的增长也刺激着基础设施提供商加速其产品优化，以至形成正反馈。
[0009]网络中的大部分流量都基于HTTP，而非直接基于IP，因此从某种意义上HTTP是网络中的细腰部分。同时HTTP具有很多信息中心网络架构提倡的特性:
[0010](I)以信息为中心。HTTP已经就是一种以信息为中心的协议，HTTP请求主要是内容的获取、存储、更新等等。特别的，每个HTTP请求都包含内容的标志，和ICN网络中的请求报文的主要形式是一致的。[0011](2)缓存功能。由于现有网络中广泛架设的HTTP缓存设施，HTTP也大量运用了缓存特性。
[0012]以视频流量为例，在如今的网络流量中，视频流量占到了 90%，而绝大部分视频流量都是基于HTTP块(HTTP chunking)进行传输。HTTP块的原理是:将一个视频流切成很多小份，然后将这些小分以独立文件的形式一个一个分发出去，客户端将接受到的文件拼接起来即可播放。这样一来，首先，因为每一份文件都由唯一标志进行标识，可以通过内容分发网络(CDN)选择最佳路径获取资源；其次，可以利用很多互联网服务提供商(ISP)或公司架设的缓存设备加快视频的传输；再次，可以并行请求多份文件，加速视频传输。这些与信息中心网络架构提供的特性都非常相符。
[0013]因此，在评价信息中心网络架构时，不仅应该基于IP协议，也应基于HTTP协议进行评测。同时可以运用HTTP上广泛使用的服务和应用，来部署信息中心网络。
[0014]综上所述，为了使HTTP服务能够运行在信息中心网络中，并利用ICN网络的新特性。本发明设计了一层适 应框架，使得用户可以通过ICN网络访问HTTP服务。
【发明内容】
[0015]为了解决上述问题，本发明的目的在于，提供一种将HTTP服务映射到信息中心网络的方法及系统，解决现有网络与信息中心网络的兼容性问题，使得现有网络的HTTP服务能够在信息中心网络中正常使用，并能利用到信息中心网络的特征，从而使得信息中心网络得以进行增量式部署。
[0016]本发明的将HTTP服务映射到信息中心网络的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:
[0017]步骤1，用户和服务器分别与信息中心网络的入口端和出口端连接，该入口端解析用户的网络浏览器发送的HTTP请求，并将该请求组装成信息中心网络请求报文后，通过该信息中心网络路由发送至该出口端；
[0018]步骤2，该出口端将该请求报文组装成HTTP信息，并向该服务器请求数据；
[0019]步骤3，该出口端接收该服务器返回的HTTP响应信息及TCP数据信息，组装成信息中心网络数据报文后，通过该信息中心网络路由返回至该入口端；
[0020]步骤4，该入口端接收该出口端返回的信息中心网络数据报文，并将该数据报文组装成HTTP响应数据或TCP数据返回给用户。
[0021]本发明的将HTTP服务映射到信息中心网络的方法，其特征在于，
[0022]将该服务器的主机名作为前缀进行内容通告，以匹配对于该服务器的数据请求。
[0023]本发明的将HTTP服务映射到信息中心网络的方法，其特征在于，步骤I中将该请求组装成信息中心网络请求报文的具体步骤为:
[0024]步骤11，解析该服务器的主机名，并通过查询DNS获取其IP地址；
[0025]步骤12，提取HTTP请求内容并将该内容作为该信息中心网络请求报文的内容；
[0026]步骤13，去除该HTTP请求的冗余字段。
[0027]本发明的将HTTP服务映射到信息中心网络的方法，其特征在于，
[0028]通过信息中心网络中的路由器来缓存已访问的服务器主机名和IP地址，并进行实时的缓存更新。[0029]本发明的将HTTP服务映射到信息中心网络的方法，其特征在于，在数据缓冲区存在数据时才会进行HTTP数据的传输。
[0030]本发明还涉及一种将HTTP服务映射到信息中心网络的系统，其特征在于，
[0031]用户和服务器分别与信息中心网络的入口端和出口端连接，其中，
[0032]该入口端，用于解析用户的网络浏览器发送的HTTP请求，并将该请求组装成信息中心网络请求报文后，通过该息中心网络路由发送至该出口端；接收该出口端返回的信息中心网络数据报文，并将该数据报文组装成HTTP响应数据或TCP数据返回给用户；
[0033]该出口端，用于将该请求报文组装成HTTP信息，并向服务器请求数据；接收该服务器返回的HTTP响应信息及TCP数据信息，组装成信息中心网络数据报文后，通过该信息中心网络路由返回至该入口端。
[0034]本发明的将HTTP服务映射到信息中心网络的系统，其特征在于，
[0035]将该服务器的主机名作为前缀进行内容通告，以匹配对于该服务器的数据请求。
[0036]本发明的将HTTP服务映射到信息中心网络的系统，其特征在于，将该HTTP请求组装成信息中心网络请求报文具体包括:
[0037]解析模块，解析该服务器主机名，并通过查询DNS获取其IP地址；
[0038]提取模块，提取HTTP请求内容并将该内容作为该信息中心网络请求报文的内容；
[0039]去冗余模块，去除该HTTP请求的冗余字段。
[0040]本发明的将HTTP服务映射到信息中心网络的系统，其特征在于，
[0041]通过信息中心网络中的路由器来缓存已访问的服务器主机名和IP地址，并进行实时的缓存更新。
[0042]本发明的将HTTP服务映射到信息中心网络的系统，其特征在于，在数据缓冲区存在数据时才会进行报文转换，传送数据。
[0043]本发明的积极效果在于:
[0044](I)支持HTTP流与ICN流的双向转换；
[0045](2)本发明的框架系统能够代替内容提供者进行内容通告；
[0046](3)修改HTTP报文内容后，可以简化本发明的适应框架的实现；
[0047](4)能够避免每次都进行主机名和IP地址的转换；
[0048](5)能够避免数据传送的等待时间，提高数据转发效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0049]图1是信息中心网络的通信模式
[0050]图2是本发明的HTTP数据流与信息中心网络数据流的双向转换的示意图；
[0051]图3是本发明的信息中心网络的入口端和出口端模块的功能示意图；
[0052]图4是本发明的信息中心网络的入口端对信息中心网络套接字和IP套接字的写、读行为进行监听的伪代码。
【具体实施方式】
[0053]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的【具体实施方式】仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0054]在本发明中，用户和服务器分别与信息中心网络的入口端和出口端连接，如图2所示，整个框架系统分为两层，入口端和出口端。入口端实现了 IP数据流到信息中心网络数据流的转换；与之呼应出口端实现了信息中心网络数据流到IP数据流的转换。其中入口端，出口端目前由人工选定，入口端与用户直接连接，出口端则通过信息中心网络的路由器到达。
[0055]本发明的将HTTP服务映射到信息中心网络的方法具体如下:
[0056]步骤1，入口端接受到网络浏览器的请求后，解析出GET信息和其他HTTP选项，进而组装成信息中心网络请求报文，其中，GET信息作为内容标志，其他HTTP选项作为数据部分。
[0057]步骤2，出口端接受到请求报文后，根据请求报文中的内容标志和数据部分，将其组装成HTTP信息，解析出网络服务器的地址信息，并向该网络服务器请求数据。
[0058]步骤3，出口端接受到网络服务器返回的HTTP响应信息以及TCP数据信息后，跟具这些信息组装数据报文，将该数据报文按照请求报文的原路回传。
[0059]步骤4，入口端接受到该数据报文后，将其组装成HTTP响应数据，或TCP数据，并回应网络浏览器的请求。
[0060]其中，该信息中心网络的入口端和出口端的模块的功能示意图如图3所示。
[0061]信息中心网络的通信方式与传统IP网络差别甚大。例如，信息中心网络中内容提供者必须要通告所提供的内容，而传统IP网络中网络服务器并不这么做。因此适应框架需要代替网络服务器进行内容通告。
[0062]对于网络服务器而言，运用场景通常为用户通过浏览器访问特定网站的特定页面，而所有页面都是以层次文件系统的形式存储在网络服务器上，因此，只需将网络服务器的主机名作为所有内容的前缀进行通告，就可以匹配对于该网络服务器的数据请求。其中，该服务器提供的内容服务以文件的形式存储在该服务器的主机上，其统一资源标志符以该服务器的主机名为前缀。
[0063]HTTP请求的转换处理较为复杂。首先，需要解析出网络服务器的主机名，并通过查询DNS获取其IP地址；其次，需要提取出HTTP请求的内容，作为请求报文的内容；再次，为了处理逻辑的简单，我们要防止连续多个内容请求对应一个浏览器的套接字端口，需要去除主机名(Host),保持连接(Keep-alive)等字段。
[0064]为了避免每次都进行主机名和IP地址的转换，需要缓存访问过的主机名和IP地址，缓存方法可以采用LRU方法。
[0065]在本发明的适应框架系统中你，出口端接收到请求报文后，需要发送HTTP请求到相应的网络服务器。一旦接受到网络服务器返回的数据，就立即回复数据报文，同样入口端接受到数据报文后就立即返回给用户。
[0066]为了避免数据传送的等待时间，提高数据转发效率，在出口端采用多路复用(epoll)方式并提供数据缓冲功能，即在数据缓冲区存在数据时才会进行报文转换，传送数据。
[0067] 出口端同时监听信息中心网络套接字(ICN socket)和IP套接字(IP socket)的写、读行为。伪代码如图4所示。[0068]本发明还涉及一种将HTTP服务映射到信息中心网络的系统，其特征在于，
[0069]用户和服务器分别与信息中心网络的入口端和出口端连接，其中，
[0070]该入口端，用于解析用户的网络浏览器发送的HTTP请求，并将该请求组装成信息中心网络请求报文后，通过该信息中心网络路由发送至该出口端；接收该出口端返回的信息中心网络数据报文，并将该数据报文组装成HTTP响应数据或TCP数据返回给用户；
[0071]该出口端，用于将该请求报文组装成HTTP信息，并向服务器请求数据；接收该服务器返回的HTTP响应信息及TCP数据信息，组装成信息中心网络数据报文后，通过该信息中心网络路由返回至该入口端。
[0072]本发明的将HTTP服务映射到信息中心网络的系统，其特征在于，
[0073]将该服务器的主机名作为前缀进行内容通告，以匹配对于该服务器的数据请求。
[0074]本发明的将HTTP服务映射到信息中心网络的系统，其特征在于，将该HTTP请求组装成信息中心网络请求报文具体包括:
[0075]解析模块，解析该服务器主机名，并通过查询DNS获取其IP地址；
[0076]提取模块，提取HTTP请求内容并将该内容作为该信息中心网络请求报文的内容；
[0077]去冗余模块，去 除该HTTP请求的冗余字段。
[0078]本发明的将HTTP服务映射到信息中心网络的系统，其特征在于，
[0079]通过信息中心网络中的路由器来缓存已访问的服务器主机名和IP地址，并进行实时的缓存更新。
[0080]本发明的将HTTP服务映射到信息中心网络的系统，其特征在于，在数据缓冲区存在数据时才会进行报文转换，传送数据。
【权利要求】
1.一种将HTTP服务映射到信息中心网络的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤1，用户和服务器分别与信息中心网络的入口端和出口端连接，该入口端解析用户的网络浏览器发送的HTTP请求，并将该请求组装成信息中心网络请求报文后，通过该信息中心网络的路由器发送至该出口端； 步骤2，该出口端将该请求报文组装成HTTP信息，并向该服务器请求数据； 步骤3，该出口端接收该服务器返回的HTTP响应信息及TCP数据信息，组装成信息中心网络数据报文后，通过该信息中心网络的路由器返回至该入口端； 步骤4，该入口端接收该出口端返回的信息中心网络数据报文，并将该数据报文组装成HTTP响应数据或TCP数据返回给用户。
2.如权利要求1所述的将HTTP服务映射到信息中心网络的方法，其特征在于， 将该服务器的主机名作为前缀进行内容通告，以匹配对于该服务器的数据请求。
3.如权利要求1所述的将HTTP服务映射到信息中心网络的方法，其特征在于，将该HTTP请求组装成信息 中心网络请求报文具体为: 步骤11，解析该服务器的主机名，并通过查询DNS获取其IP地址； 步骤12，提取HTTP请求内容并将该内容作为该信息中心网络请求报文的内容； 步骤13，去除该HTTP请求的冗余字段。
4.如权利要求1所述的将HTTP服务映射到信息中心网络的方法，其特征在于， 通过信息中心网络中的路由器来缓存已访问的服务器主机名和IP地址，并进行实时的缓存更新。
5.如权利要求1所述的将HTTP服务映射到信息中心网络的方法，其特征在于，在数据缓冲区存在数据时才会进行报文转换，传送数据。
6.一种将HTTP服务映射到信息中心网络的系统，其特征在于， 用户和服务器分别与信息中心网络的入口端和出口端连接，其中， 该入口端，用于解析用户的网络浏览器发送的HTTP请求，并将该请求组装成信息中心网络请求报文后，通过该信息中心网络的路由器发送至该出口端；接收该出口端返回的信息中心网络数据报文，并将该数据报文组装成HTTP响应数据或TCP数据返回给用户； 该出口端，用于将该请求报文组装成HTTP信息，并向服务器请求数据；接收该服务器返回的HTTP响应信息及TCP数据信息，组装成信息中心网络数据报文后，通过该信息中心网络的路由器返回至该入口端。
7.如权利要求6所述的将HTTP服务映射到信息中心网络的系统，其特征在于， 将该服务器的主机名作为前缀进行内容通告，以匹配对于该服务器的数据请求。
8.如权利要求6所述的将HTTP服务映射到信息中心网络的系统，其特征在于，将该HTTP请求组装成信息中心网络请求报文具体包括: 解析模块，解析该服务器主机名，并通过查询DNS获取其IP地址； 提取模块，提取HTTP请求内容并将该内容作为该信息中心网络请求报文的内容； 去冗余模块，去除该HTTP请求的冗余字段。
9.如权利要求6所述的将HTTP服务映射到信息中心网络的系统，其特征在于， 通过信息中心网络中的路由器来缓存已访问的服务器主机名和IP地址，并进行实时的缓存更新。
10.如权利要求6所述的将HTTP服务映射到信息中心网络的系统，其特征在于，在数据缓冲区存在数据时才会进行报文转换，传送数据。
【文档编号】G06F17/30GK104023049SQ201410209810
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】胡志洋, 姜恒, 武庆华, 周建二, 李振宇, 孙毅, 谢高岗 申请人:中国科学院计算技术研究所