一种信息中心网络的服务处理方法及其系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种信息中心网络的服务处理方法，该方法包括：服务表构建步骤和数据处理步骤；服务表构建步骤用于通过将信息中心网络的数据处理定义为服务，并将服务以条目的方式构建成一通用化服务表；数据处理步骤用于对通用化服务表中的服务进行基于条目的匹配查找，根据匹配查找结果执行相应的数据服务操作。本发明还公开了一种信息中心网络的服务处理系统。
【专利说明】一种信息中心网络的服务处理方法及其系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种信息中心网络服务表的组织和查询的方法。本发明的【技术领域】是 计算机网络。
【背景技术】
[0002] 信息中心网络（Information-Centric Networking，ICN)是一类新型互联网体系 结构模型。其体系结构模型的细腰（thin waist)不再是网络地址，而是带名字的内容。在 ICN中，每个内容被赋予一个独一无二的名字，用户获取内容时不需要事先查询内容所在的 位置，而是直接用该内容的名字表达。ICN的最大优势就是可以针对内容进行缓存，从而极 大增加信息传输的效率；同时，针对内容本身进行安全认证，比传统网络更加安全。目前关 于信息中心网络的主要体系结构模型主要有DONA、CCN/NDN、PSIRP/PURSUIT、SOFIA、NetInf 等。
[0003] 这些ICN体系结构的共同点是都是针对带名字的数据（Named Data)进行操作， 而每种体系结构中都定义有自己的操作流程。举例来说，NDN路由器中有3种主要的数 据结构：FIB (Forwarding Information Base,转发信息表）存储转发条目，PIT (Pending Interest Table,未决请求表）存储待回应的数据请求，CS(Content Store,内容缓存表） 存储缓存条目。路由器处理每个数据的流程就是查找相应的表，然后执行匹配到的规则动 作。每个请求到达时，先检查CS中有没有相应缓存，如果没有的话，在FIB中查找下一跳转 发端口，将请求转发出去后在PIT中加入相应条目，等待数据返回。这几种结构及相应的处 理流程能够很好的满足路由器的转发、缓存功能。但是，如果为NDN路由器添加新功能的 话，例如负载均衡或者防火墙，则需要加入新的数据结构和处理流程来支持。由于未来网络 中存在更多新的需求，因此为每种新功能实现新的处理流程这种方法具有很大的限制，极 大的影响了未来网络的创新。
[0004] 在信息中心网络（Information-Centric Networking)中，带名字的数据作为其 体系结构模型的细腰部分。每种ICN体系结构有自己特有的内部结构和处理流程，比如 NDN (Named-Data Networking，命名数据网络）中的PIT作为数据请求的存储表和汇集器； PSIRP/PURSUIT中的会集点（Rendezvous Node)作为存储发布内容的结构。由于这些结构 和相应的处理流程在设计之初就固定下来，因此很难在其上添加新的结构和功能，阻碍了 信息中心网络体系结构的创新。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种信息中心网络的服务处理方法及其系 统，以克服现有技术中存在的信息传输效率及信息安全问题。
[0006] 为达上述目的，本发明提供了一种信息中心网络的服务处理方法，其特征在于，所 述方法包括：
[0007] 服务表构建步骤：通过将信息中心网络的数据处理定义为服务，并将所述服务以 条目的方式构建成一通用化服务表；
[0008] 数据处理步骤：对所述通用化服务表中的服务进行基于所述条目的匹配查找，根 据匹配查找结果执行相应的数据服务操作。
[0009] 上述信息中心网络的服务处理方法，其特征在于，所述方法还包含：
[0010] 服务表更新步骤：对所述通用化服务表进行更新，包括基于所述条目的添加和删 除。
[0011] 上述信息中心网络的服务处理方法，其特征在于，所述通用化服务表的条目包 含：
[0012] 内容名字：用于对数据内容进行命名，所述内容名字采用层次化命名方式；
[0013] 动作：用于定义数据内容或数据处理的基本单元，包括：缓存、转发、丢弃、聚合和 过滤；
[0014] 下一子表：用于将所述通用化服务表划分为多个子服务表，所述子服务表通过所 述下一子表条目互相关联，并且所述子服务表包含入口子服务表和下一子服务表。
[0015] 上述信息中心网络的服务处理方法，其特征在于，所述数据处理步骤还包括：
[0016] 入口查询步骤：从所述入口子服务表开始查询，如果在所述入口子服务表的所述 条目中查询匹配成功，则执行查询匹配成功所述条目对应的所述动作，如果查询匹配失败， 则执行默认条目的规则；
[0017] 子表查询步骤：如果在所述入口查询步骤中查询匹配所述下一子表条目不为空， 则进入对应的所述下一子服务表进行基于所述条目的查询匹配和执行对应所述动作，直至 所述下一子表条目为空，数据处理结束。
[0018] 上述信息中心网络的服务处理方法，其特征在于，所述通用化服务表的条目还包 含：
[0019] 类型：用于表示数据类型，所述类型包含数据请求和数据内容。
[0020] 上述信息中心网络的服务处理方法，其特征在于，所述子服务表为对数据进行处 理的服务集合，所述子服务表包含：内容缓存子服务表、存储和聚合请求子服务表、存储转 发子服务表及过滤子服务表。
[0021] 上述信息中心网络的服务处理方法，其特征在于，所述服务表更新步骤还包括：
[0022] 表项增加步骤：从所述入口子服务表开始依次遍历所有所述子服务表查询与待增 加新表项相同的所述内容名字条目，如果查找不成功，则在所述通用化服务表中增加所述 新表项，如果查找成功，则不增加所述新表项；
[0023] 表项删除步骤：将所述通用化服务表中待删除的表项对应动作设置为空，当所述 待删除表项的数目达到预置的门限值时，遍历所述通用化服务表，删除所述待删除表项。
[0024] 本发明还提供了一种信息中心网络的服务处理系统，采用所述的信息中心网络的 服务处理方法，其特征在于，所述系统包括：
[0025] 服务表构建模块：通过将信息中心网络的数据处理定义为服务，并将所述服务以 条目的方式构建成一通用化服务表；
[0026] 数据处理模块：对所述通用化服务表中的服务进行基于所述条目的匹配查找，根 据匹配查找结果执行相应的数据服务操作。
[0027] 上述信息中心网络的服务处理系统，其特征在于，所述系统还包含：
[0028] 服务表更新模块：对所述通用化服务表进行更新，包括基于所述条目的添加和删 除。
[0029] 上述信息中心网络的服务处理系统，其特征在于，所述通用化服务表的条目包 含：
[0030] 内容名字：用于对数据内容进行命名，所述内容名字采用层次化命名方式；
[0031] 动作：用于定义数据内容或数据处理的基本单元，包括：缓存、转发、丢弃、聚合和 过滤；
[0032] 下一子表：用于将所述通用化服务表划分为多个子服务表，所述子服务表通过所 述下一子表条目互相关联，并且所述子服务表包含入口子服务表和下一子服务表。
[0033] 上述信息中心网络的服务处理系统，其特征在于，所述数据处理模块还包括：
[0034] 入口查询模块：从所述入口子服务表开始查询，如果在所述入口子服务表的所述 条目中查询匹配成功，则执行查询匹配成功所述条目对应的所述动作，如果查询匹配失败， 则执行默认条目的规则；
[0035] 子表查询模块：如果在所述入口查询步骤中查询匹配所述下一子表条目不为空， 则进入对应的所述下一子服务表进行基于所述条目的查询匹配和执行对应所述动作，直至 所述下一子表条目为空，数据处理结束。
[0036] 上述信息中心网络的服务处理系统，其特征在于，所述通用化服务表的条目还包 含：
[0037] 类型：用于表示数据类型，所述类型包含数据请求和数据内容。
[0038] 上述信息中心网络的服务处理系统，其特征在于，所述子服务表为对数据进行处 理的服务集合，所述子服务表包含：内容缓存子服务表、存储和聚合请求子服务表、存储转 发子服务表及过滤子服务表。
[0039] 上述信息中心网络的服务处理系统，其特征在于，所述服务表更新模块还包括：
[0040] 表项增加模块：从所述入口子服务表开始依次遍历所有所述子服务表查询与待增 加新表项相同的所述内容名字条目，如果查找不成功，则在所述通用化服务表中增加所述 新表项，如果查找成功，则不增加所述新表项；
[0041] 表项删除模块：将所述通用化服务表中待删除的表项对应动作设置为空，当所述 待删除表项的数目达到预置的门限值时，遍历所述通用化服务表，删除所述待删除表项。 [0042] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0043] 1、本发明方法可以同时用于ICN路由器或者中间盒（Middlebox)等，具有很好的 可扩展性；
[0044] 2、通过软件定义网络（Software-Defined Networking, SDN)技术可以动态的管理 服务，使本发明实现灵活的管理和控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0045] 图1为本发明的服务处理方法的流程示意图；
[0046] 图2为本发明数据处理和服务表更新详细步骤流程示意图；
[0047] 图3为本发明服务处理系统结构示意图。
[0048] 其中，附图标记：
[0049] 1服务表构建模块 2数据处理模块
[0050] 3服务表更新模块
[0051] 21入口查询模块 22子表查询模块
[0052] 31表项增加模块 32表项删除模块
[0053] S1?S3、S21?S22、S31?S32 :本发明各实施例的施行步骤
【具体实施方式】
[0054] 下面给出本发明的【具体实施方式】，结合图示对本发明做出了详细描述。
[0055] 本发明将ICN对数据的操作定义为服务。服务可以分解成多种动作。举例来说， NDN中的PIT是记录及汇聚请求的服务，其动作可以是添加、聚合、删除等。服务以规则的形 式呈现，规则即名字到动作的映射。基于以上思路，本发明定义了通用服务表，规则和相应 动作全部存储到通用服务表中。数据的处理流程就是在服务表中匹配和执行相应动作的过 程。这种服务表是可配置的，通过配置可以灵活的实现ICN的功能；同时，通过外部接口可 以方便的实现服务表的管理和控制。
[0056] 本发明将对数据的处理定义为服务，服务可以是缓存、转发、聚合、过滤等。在此基 础上，本发明提出了一种通用化的服务表（Service Information Table),将ICN中对数据 的操作统一起来，每种ICN体系结构可以在其上方便的实现和扩展自己的处理流程。本发 明的基本思想是：1、将对数据的处理定义为服务，服务规则存储在服务表中；2、路由器、中 间盒（Middlebox)对数据的操作定义为服务表中的规则匹配和动作。
[0057] 本发明的技术关键点在于：
[0058] 1、一种基于ICN的数据服务处理方法，将ICN中的数据处理定义为服务，服务分解 为规则的匹配和相应动作的执行。这种通用的表示方法能够应用于所有ICN体系结构。
[0059] 2、本发明方法将服务表按不同的功能划分成多个子服务表，子服务表之间通过 "下一子表"条目连接，便于服务表的管理。
[0060] 3、本发明方法为一种迭代的查询方法，从服务表入口开始，每次查询到对应条目， 先执行相应动作，再转到"下一子表"继续查询执行，直到"下一子表"为空。
[0061] 4本发明方法删除服务表的一个条目时，先将其动作置空，以最小的代价保持与前 后子表的关联，待删除操作次数达到门限值时，再扫描整个服务表，删除空的条目。
[0062] 基于以上技术关键点，以下结合图示详细说明本发明方法。
[0063] 本发明提供了一种信息中心网络的服务处理方法，图1为本发明的服务处理方法 的流程示意图，如图1所示，该方法包括：
[0064] 服务表构建步骤S1 :通过将信息中心网络的数据处理定义为服务，并将服务以条 目的方式构建成一通用化服务表；
[0065] 数据处理步骤S2:对通用化服务表中的服务进行基于条目的匹配查找，根据匹配 查找结果执行相应的数据服务操作。
[0066] 服务表更新步骤S3 :对通用化服务表进行更新，包括基于条目的添加和删除。
[0067] 其中，图2为本发明数据处理和服务表更新详细步骤流程示意图，如图2所示，数 据处理步骤S2还包括：
[0068] 入口查询步骤S21 :从入口子服务表开始查询，如果在入口子服务表的条目中查 询匹配成功，则执行查询匹配成功条目对应的所述动作，如果查询匹配失败，则执行默认条 目的规则；
[0069] 子表查询步骤S22 :如果在入口查询步骤中查询匹配下一子表条目不为空，则进 入对应的下一子服务表进行基于条目的查询匹配和执行对应动作，直至下一子表条目为 空，数据处理结束。
[0070] 其中，服务表更新步骤S3还包括：
[0071] 表项增加步骤S31 :从所述入口子服务表开始依次遍历所有所述子服务表查询与 待增加新表项相同的所述内容名字条目，如果查找不成功，则在所述通用化服务表中增加 所述新表项，如果查找成功，则不增加所述新表项；
[0072] 表项删除步骤S32 :将所述通用化服务表中待删除的表项对应动作设置为空，当 所述待删除表项的数目达到预置的门限值时，遍历所述通用化服务表，删除所述待删除表 项。
[0073] 其中，通用化服务表的条目包含：
[0074] 内容名字：用于对数据内容进行命名，内容名字采用层次化命名方式；
[0075] 动作：用于定义数据内容或数据处理的基本单元，包括：缓存、转发、丢弃、聚合和 过滤；
[0076] 下一子表：用于将通用化服务表划分为多个子服务表，子服务表通过下一子表条 目互相关联，并且子服务表包含入口子服务表和下一子服务表。
[0077] 类型：用于表示数据类型，类型包含数据请求和数据内容。
[0078] 其中，子服务表为对数据进行处理的服务集合，子服务表包含：内容缓存子服务 表、存储和聚合请求子服务表、存储转发子服务表及过滤子服务表中之的组合。
[0079] 下面，给出本发明的【具体实施方式】，结合附图和具体实施实例对本发明做详细描 述。
[0080] 本发明可以解决ICN网络功能可扩展性和创新性问题，同时，能够简化ICN体系结 构的管理和控制。该方法由服务表的组织、查找和更新等部分组成，基于SDN的管理控制部 分不在本申请范围内。具体叙述内容如下：
[0081] 1、通用化服务表的组织
[0082] 通用化服务表（Service Information Table)的是以规则条目的方式组织的，其基 本结构为：
[0083] 内容名字一动作1，动作2,…；下一子表
[0084] 在这里，内容名字建议采用层次化的命名方式，可以将具有相同前缀和动作的条 目可以合并起来，减少服务表规则的数目。动作是对内容/数据的处理的基本单元，包括缓 存、转发、丢弃等。每个服务表条目可以包含多个动作，动作具有很好的可扩展性，可以通过 用户编程和动态载入实现丰富的功能。服务表中有一个条默认规则，当内容名字与所有规 则均不匹配时，则按照该规则的动作执行。
[0085] 为了有效组织服务表，本发明将具有相同功能的规则条目存储到同一表中，这样， 服务表就分成了多个子服务表。动作后面可以附加"下一子表"选项，表示执行完相关动作 后，转到下一个子服务表中继续匹配执行。不同子服务表之间通过"下一子表"来关联。
[0086] 2、数据的处理流程
[0087] 当数据到达时，先从第一个入口子服务表中开始查询，如果查询到相应条目，则按 照对应的动作执行，没有查询到的话，按照默认规则动作执行。如果相应表项中的"下一子 表"不为空，则进入相应下一子服务表中进行查询和执行相应动作。服务表处理数据的流程 如下面伪代码所示：
[0088]
【权利要求】
1. 一种信息中心网络的服务处理方法，其特征在于，所述方法包括： 服务表构建步骤：通过将信息中心网络的数据处理定义为服务，并将所述服务以条目 的方式构建成一通用化服务表； 数据处理步骤：对所述通用化服务表中的服务进行基于所述条目的匹配查找，根据匹 配查找结果执行相应的数据服务操作。
2. 根据权利要求1所述信息中心网络的服务处理方法，其特征在于，所述方法还包含： 服务表更新步骤：对所述通用化服务表进行更新，包括基于所述条目的添加和删除。
3. 根据权利要求2所述信息中心网络的服务处理方法，其特征在于，所述通用化服务 表的条目包含： 内容名字：用于对数据内容进行命名，所述内容名字采用层次化命名方式； 动作：用于定义数据内容或数据处理的基本单元，包括：缓存、转发、丢弃、聚合和过 滤； 下一子表：用于将所述通用化服务表划分为多个子服务表，所述子服务表通过所述下 一子表条目互相关联，并且所述子服务表包含入口子服务表和下一子服务表。
4. 根据权利要求1或3所述信息中心网络的服务处理方法，其特征在于，所述数据处理 步骤还包括： 入口查询步骤：从所述入口子服务表开始查询，如果在所述入口子服务表的所述条目 中查询匹配成功，则执行查询匹配成功所述条目对应的所述动作，如果查询匹配失败，则执 行默认条目的规则； 子表查询步骤：如果在所述入口查询步骤中查询匹配所述下一子表条目不为空，则进 入对应的所述下一子服务表进行基于所述条目的查询匹配和执行对应所述动作，直至所述 下一子表条目为空，数据处理结束。
5. 根据权利要求3所述信息中心网络的服务处理方法，其特征在于，所述通用化服务 表的条目还包含： 类型：用于表示数据类型，所述类型包含数据请求和数据内容。
6. 根据权利要求3所述信息中心网络的服务处理方法，其特征在于，所述子服务表为 对数据进行处理的服务集合，所述子服务表包含：内容缓存子服务表、存储和聚合请求子服 务表、存储转发子服务表及过滤子服务表。
7. 根据权利要求2或3所述信息中心网络的服务处理方法，其特征在于，所述服务表更 新步骤还包括： 表项增加步骤：从所述入口子服务表开始依次遍历所有所述子服务表查询与待增加新 表项相同的所述内容名字条目，如果查找不成功，则在所述通用化服务表中增加所述新表 项，如果查找成功，则不增加所述新表项； 表项删除步骤：将所述通用化服务表中待删除的表项对应动作设置为空，当所述待删 除表项的数目达到预置的门限值时，遍历所述通用化服务表，删除所述待删除表项。
8. -种信息中心网络的服务处理系统，采用于如权利要求1-7中任一项所述的信息中 心网络的服务处理方法，其特征在于，所述系统包括： 服务表构建模块：通过将信息中心网络的数据处理定义为服务，并将所述服务以条目 的方式构建成一通用化服务表； 数据处理模块：对所述通用化服务表中的服务进行基于所述条目的匹配查找，根据匹 配查找结果执行相应的数据服务操作。
9. 根据权利要求8所述信息中心网络的服务处理系统，其特征在于，所述系统还包含： 服务表更新模块：对所述通用化服务表进行更新，包括基于所述条目的添加和删除。
10. 根据权利要求9所述信息中心网络的服务处理系统，其特征在于，所述通用化服务 表的条目包含： 内容名字：用于对数据内容进行命名，所述内容名字采用层次化命名方式； 动作：用于定义数据内容或数据处理的基本单元，包括：缓存、转发、丢弃、聚合和过 滤； 下一子表：用于将所述通用化服务表划分为多个子服务表，所述子服务表通过所述下 一子表条目互相关联，并且所述子服务表包含入口子服务表和下一子服务表。
11. 根据权利要求8或10所述信息中心网络的服务处理系统，其特征在于，所述数据处 理模块还包括： 入口查询模块：从所述入口子服务表开始查询，如果在所述入口子服务表的所述条目 中查询匹配成功，则执行查询匹配成功所述条目对应的所述动作，如果查询匹配失败，则执 行默认条目的规则； 子表查询模块：如果在所述入口查询步骤中查询匹配所述下一子表条目不为空，则进 入对应的所述下一子服务表进行基于所述条目的查询匹配和执行对应所述动作，直至所述 下一子表条目为空，数据处理结束。
12. 根据权利要求10所述信息中心网络的服务处理系统，其特征在于，所述通用化服 务表的条目还包含： 类型：用于表示数据类型，所述类型包含数据请求和数据内容。
13. 根据权利要求10所述信息中心网络的服务处理系统，其特征在于，所述子服务表 为对数据进行处理的服务集合，所述子服务表包含：内容缓存子服务表、存储和聚合请求子 服务表、存储转发子服务表及过滤子服务表。
14. 根据权利要求9或10所述信息中心网络的服务处理系统，其特征在于，所述服务表 更新模块还包括： 表项增加模块：从所述入口子服务表开始依次遍历所有所述子服务表查询与待增加新 表项相同的所述内容名字条目，如果查找不成功，则在所述通用化服务表中增加所述新表 项，如果查找成功，则不增加所述新表项； 表项删除模块：将所述通用化服务表中待删除的表项对应动作设置为空，当所述待删 除表项的数目达到预置的门限值时，遍历所述通用化服务表，删除所述待删除表项。
【文档编号】G06F17/30GK104063442SQ201410265147
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年6月13日 优先权日:2014年6月13日
【发明者】武庆华, 周建二, 姜恒, 胡志洋, 李振宇, 谢高岗 申请人:中国科学院计算技术研究所