用于可重构一体化内容流的系统和方法
【技术领域】
[0001]本申请一般涉及内容中心网络(CCN)。更具体地，本申请涉及在内容中心网络(CCN)中使用单个命名流来下载内容对象集合的系统和方法。
【背景技术】
[0002]互联网和电子商务的繁荣继续引发网络行业的革命性变化。当今，从在线观看电影到每日新闻发送、零售和即时消息的相当大量的信息交互是在线进行的。日益增长的互联网应用也变成移动的。然而，当前的互联网基于大型的基于位置的寻址方案工作。两个最普遍存在的协议即互联网协议(IP)和以太网协议都以终端主机地址为基础。即，内容的消费者可以只接收通过从通常与物理对象或位置关联的地址(例如IP地址或以太网介质访问控制(MAC)地址)显式请求内容的内容。此限制性的寻址方案越来越不足以满足不断变化的网络需求。
[0003]最近，行业中已经提出信息中心网络(ICN)架构，其中，内容是直接命名和寻址的。内容中心网络(CCN)是一种示例性ICN架构，它将新方法引入到内容传输。代替在应用等级以内容得以通过的端对端对话查看网络流量，内容是基于其唯一的名称请求或返回的，网络负责将内容从提供者路由到消费者。注意，内容包括可以在通信系统中传输的数据，包括任何形式的数据，诸如文本、图像、视频和/或音频。消费者和提供者可以是计算机处的个人或CCN内部或外部的自动化过程。一项内容可以指整个内容或内容的相应部分。例如，新闻文章可以由体现为数据包的多项内容表示。一项内容还可以与元数据关联，所述元数据描述或用诸如认证数据、创建日期、内容所有者等的信息加强该项内容。
[0004]在CCN中，名称扮演重要角色。更具体地，内容对象和兴趣是由其名称标识的，名称通常是分层结构的可变长度标识符(HSVLI)。兴趣和内容对象基于其名称在网络中流动。在下载命名内容(可以是文件库或网页)时，请求者通常需要发布兴趣消息的初始集合来获得库的目录或网页的标记文档。在网页情况下，一旦接收标记文档，请求者需要解析标记文档，然后开始下载由标记文档引用的嵌入式对象。这种过程通常需要超过一个往返时间(RTT)，因此给内容下载过程带来大量的延迟。这个问题类似于IP网络遇到的下载延迟问题。
[0005]在IP世界里，人们还不满足超文本传输协议(HTTP)的性能，原因是尽管在传输个别文件时非常高效，但HTTP不能有效地传输大量的小文件。然而，今天的网络目的地通常包括数十个或更多的嵌入式对象，诸如图像、级联样式表(CSS)文件和外部JavaScript文件的页面。加载所有这些个别文件占用时间，原因是单独请求这些文件并等待TCP(传输控制协议)会话以探测网络能力和上升到其传输速度的所有这些开销。例如，在使用HTTP通过TCP请求网站内容时，请求者通常必须等待三次TCP握手完成来发送GET请求，之后开始下载期望的HTTP和HTML标记文档。然后，在解析标记文档之后，请求者可以请求个别嵌入式对象。为了降低这些下载延迟，在IP设置时已经开发出某些“零往返时间”协议，诸如由Google开发的SPTY? (加利福尼亚门洛帕克市Google公司的注册商标)。然而，在CCN设置中不存在这种解决方案。
【发明内容】
[0006]本发明的一个实施例提供一种用于组合可重构内容流并通过网络传送可重构内容流的系统。操作中，所述系统获得包括多个内容组成的内容集合并生成内容集合的清单。所述清单中的表项对应于内容组成。所述系统获得流构造规则集合；通过将所述流构造规则集合附带到所述清单来生成流构造清单；并基于所述流构造规则集合构造内容集合的流对象集合。相应的流对象可以包括内容组成的嵌入块。所述系统还用加密方式对流对象集合签名；以及通过包括之后跟随所述流对象集合的所述流构造清单来组合可重构内容流，从而使网络中的中间节点能够提取并存储一个或多个内容组成的嵌入块，并在稍后时间基于所述流构造清单和存储的嵌入块重构所述一个或多个内容组成的流对象。
[0007]在此实施例的一个变形中，所述流构造规则集合包括以下的一个或多个:限定所述流对象集合的命名规范的规则；规定签名密钥的规则；以及规定在所述流构造清单中是否包括所述流对象集合的加密签名的规则。
[0008]在此实施例的一个变形中，相应内容组成包括跨越多个流对象的多个块，清单中的对应表项列出多个流对象中嵌入的多个块的散列值。
[0009]在又一个变形中，所述流构造清单还包括在所述流构造清单上生成的加密签名，从而使流对象的接收者能够基于所述加密签名认证所述流对象集合。
[0010]在此实施例的一个变形中，所述网络是内容中心网络，所述流对象是标准CCN内容对象。
[0011]本发明的一个实施例提供一种用于重构属于内容流的一个或多个流对象以用于下载内容集合的系统。操作中，所述系统从所述内容集合的提供者接收所述内容流的流对象的初始集合。所述流对象的初始集合包括流构造清单，其中，所述流构造清单包括流构造规则集合和与所述内容集合中的内容组成对应的表项集合。响应于确定所述内容集合中包括的内容组成存在于本地缓存中，所述系统基于所述流构造规则集合重构所述内容组成的一个或多个流对象；并将重构的一个或多个流对象插入到所述内容流中。
【附图说明】
[0012]图1图解说明根据本发明的实施例的网络的示例性架构。
[0013]图2呈现对传统清单的格式进行图解说明的图。
[0014]图3A呈现对网页中包括的各个组成进行图解说明的图。
[0015]图3B呈现对下载带嵌入式对象的网页的传统过程进行图解说明的图。
[0016]图4呈现对根据本发明的实施例的示例性一体化清单(all-1n-one manifest)的格式进行图解说明的图。
[0017]图5呈现对根据本发明的实施例的一体化流中的示例性内容对象的格式进行图解说明的图。
[0018]图6呈现对根据本发明的实施例使用一体化流下载内容集合的示例性过程的图。
[0019]图7呈现对根据本发明的实施例的示例性递归一体化流进行图解说明的图。
[0020]图8呈现对根据本发明的实施例带多段清单的示例性一体化流进行图解说明的图。
[0021]图9呈现对根据本发明的实施例构造可以用来下载内容集合的一体化流的过程进行图解说明的图。
[0022]图10呈现对根据本发明的实施例的示例性流构造清单进行图解说明的图。
[0023]图11呈现对根据本发明的实施例如何构造流内容对象进行图解说明的图。
[0024]图12呈现对根据本发明的实施例构造可重构一体化流的示例性过程进行图解说明的流程图。
[0025]图13呈现对根据本发明的实施例重构一体化流的示例性过程进行图解说明的流程图。
[0026]图14对根据本发明的实施例实现内容下载的可重构一体化流的示例性系统进行图解说明。
[0027]在图中，相同的附图标记指相同的附图元件。
【具体实施方式】
[0028]概沭
[0029]本发明的实施例提供使用可重构一体化流(all-1n-one stream)下载嵌入式对象(内容组成)的集合的系统和方法。可重构一体化流允许在其缓存中有嵌入式对象的转发者基于特殊清单(也称作流构造清单)中携带的信息从其缓存的嵌入式对象构造可重构内容对象的集合。流构造清单包括常规的一体化清单加上流构造规则、元数据和加密签名。这允许转发者跳过获得缓存的嵌入式对象的流封装的过程。此外，流构造清单可以用作安全目录，携带整个流的所有签名。
[0030]通常，CCN使用两种类型的消息:兴趣和内容对象。兴趣承载内容对象的分层结构的可变长度标识符(HSVLI)，也称作内容对象的“名称”或“CCN名称”，并用作对该对象的请求。如果网络元件(例如路由器)接收对相同名称的多个兴趣，则它可以聚合这些兴趣。在具有匹配的内容对象的兴趣的路径上的网络元件可以缓存并返回该对象，以满足兴趣。内容对象遵循相反的兴趣路径到达兴趣的(若干)原点。内容对象除其它信息外包含相同的HSVLI，对象的有效载荷，以及用来将HSVLI绑定到有效载荷的加密信息。
[0031]本申请中使用的词语通常定义如下(但其解释不限于此):
[0032]“HSVL1: ”分层结构的可变长度标识符，也称作“名称”。它是名称组件的排序列表，它可以是可变长度的八位字节字符串。以人可读的形式，HSVLI可以用诸如ccnx:/path/part的形式表示。同样，HSVLI可能不是人可读的。如上文提到的，HSVLI指内容，希望HSVLI能够表示内容的组织结构，并至少部分对人是有意义的。HSVLI的个别组成可以具有任意长度。而且，HSVLI可以具有显式界定的组成，可以包括任何字节序列，不局限于人可读的字符。最长前缀匹配查询在转发具有HSVLI的包时是重要的。例如，指示对“/parc/home/bob” 的兴趣的 HSVLI 会与 “/parc/home/bob/test.txt” 和 “/parc/home/bob/bar.txt”匹配。按照名称组件的数目，最长匹配被认为是最佳的，原因是它是最具体的。对HSVLI的详细描述可以在发明人Van L.Jacobson和James D.Thornton于2009年9月23日申请的名称为“SYSTEM FOR FORWARDING A PACKET WITH A HIERARCHICHALLY STRUCTUREDVARIABLE-LENGTH IDENTIFIER”、律师案号为 PARC-20090115Q 的美国专利号 8，160, 069 中找到。
[0033]“兴趣(Interest) ”:对内容对象的请求。兴趣规定HSVLI名称前缀和可以用来在具有相同名称前缀的多个对象中选择的其它可选的选择器。其名称与兴趣的名称前缀(并且可选的其它请求的参数，诸如发布者密钥-1D匹配)匹配的任何内容对象满足兴趣。
[0034]“内容对象(Content Object)”:响应于兴趣发送的数据对象。它具有HSVLI名称和通过加密签