一种面向内容的物联网组网节点间数据同步传输方法与流程

本发明涉及物联网组网通信领域，特别是针对面向内容的物联网组网节点间数据传输的时钟同步问题。

背景技术：

信息中心网络(information-centricnetworking，icn)是一种全新的互联网通信体系架构。该体系架构将通信模型建立在标识数据的基础之上，通过采用内容请求者驱动的通信模式，从根本上改变了ip包的封装结构和寻址方式，有利于移动通信设备跨区切换，降低通信时延，解决了传统互联网架构下无法应对高速移动通信、ip地址空间耗尽、网络传输效率低、安全性差等问题。

命名数据网(namedatanetworking，ndn)是未来互联网体系架构专项研究的一个基础研究信息中心网络项目，ndn体系结构与tcp/ip体系结构在整体上比较相似，都是分层的“沙漏”型结构，这样的设计使得ndn协议也同样具有了通用可覆盖性，最终变得十分灵活。它的通信基于两个传输包类型，一种是请求包(interest)，另一种是数据包(data)，两者根据完整或相对的名字进行匹配。任何收到该请求包的网络节点，如果拥有可以满足这个请求包的数据，就回复一个数据包，从而将数据内容发送到接收端。数据包的传输只是作为对请求包的响应，数据包自身不需要进行路由转发，它只是简单地沿着请求包被传输的相反路径返回。这种通信策略完全由请求方驱动，有助于实现网络中数据流的平衡以达到流量控制的效果。数据包在传输的过程中可以被路由器缓存，以满足后续相同的数据资源请求，从而实现数据的复用。真正意义上实现了内容共享、智能转发，降低了网络负载，提高了数据在网络中的传输速率，为物联网所需要的扩展性、移动性提供支持。

在面向内容的物联网组网的自动化数据传输过程中，一旦传输包名称未匹配成功，数据传输将会中断，长时间会导致传输包超时，需要人为进行数据传输过程的恢复。因此，为了能够进行更高效、可靠的传输，如何保证数据收发端间传输包的一对一匹配和同步收发是亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术，本发明提出的一种面向内容的物联网组网节点间数据同步传输方法，主要是以三次握手通信同步模式实现通信双方数据同步传输的开始和结束，在数据传输前，数据请求端和数据发布端通过三次内容传输包的传递进行连接确认，数据传输结束时再次进行三次内容传输包的传递进行数据传输结束的确认，从而实现数据的一对一匹配和同步传输。

本发明面向内容的物联网组网节点间数据同步传输方法，包括：

在数据传输前，建立数据传输连接时，数据请求端发送表示请求开始数据传输的请求包，等待数据发布端确认；数据发布端收到该请求包后，查询内容路由表，如果该内容路由表中有相同名称或者最长公共前缀名称的条目，则回传与该条目对应的内容数据包，数据发布端进入准备传输状态；数据请求端确认收到上述内容数据包后，则开始向数据发布端发送请求正式数据的请求包，该请求包发送完毕，通信两端成功建立连接；然后，数据发布端和数据请求端开始进行数据传输；

在数据传输结束，需要断开数据传输连接时，数据请求端收到最后一份内容数据包；数据请求端发送表示请求停止数据传输的请求包，等待数据发布端确认；数据发布端收到该请求包后，查询内容路由表，如果内容路由表中有相同名称或者最长公共前缀的条目，则回传与该条目对应的内容数据包，数据发布端进入停止传输状态，该内容数据包发送完毕，通信两端断开连接；数据发布端和数据请求端数据传输过程停止。

与现有技术相比，本发明能够实现数据收发端间传输包的一对一匹配和同步收发，从而保证数据更加可靠、高效的传输。

附图说明

图1为通信双方建立连接开始数据传输及断开连接停止数据传输的工作过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。

本发明提出的一种面向内容的物联网组网节点间数据同步传输方法，可以满足面向内容的物联网组网节点间数据时钟同步的传输。实现通信双方数据同步传输的开始和结束，需进行三次内容传输包的确认过程，包括：

在数据传输前，建立数据传输连接时，数据请求端发送表示请求开始数据传输的请求包，等待数据发布端确认；数据发布端收到该请求包后，查询内容路由表，如果该内容路由表中有相同名称或者最长公共前缀名称的条目，则回传与该条目对应的内容数据包，数据发布端进入准备传输状态；数据请求端确认收到上述内容数据包后，则开始向数据发布端发送请求正式数据的请求包，该请求包发送完毕，通信两端成功建立连接；然后，数据发布端和数据请求端开始进行数据传输；

在数据传输结束，需要断开数据传输连接时，数据请求端收到最后一份内容数据包；数据请求端发送表示请求停止数据传输的请求包，等待数据发布端确认；数据发布端收到该请求包后，查询内容路由表，如果内容路由表中有相同名称或者最长公共前缀的条目，则回传与该条目对应的内容数据包，数据发布端进入停止传输状态，该内容数据包发送完毕，通信两端断开连接；数据发布端和数据请求端数据传输过程停止。

针对上述整体运行过程，具体的实现步骤如下：

1、通信双方需建立数据传输连接时，数据请求端发送“请求数据传输”的请求包；

2、数据发布端收到该请求包，查询内容路由表，如果表中有相同名称或者最长公共前缀的条目，则沿请求包传输的相反路径回传对应条目的内容为“准备就绪”的数据包；

3、数据请求端收到该内容数据包，确认数据包内容为“准备就绪”，则开始向数据发布端发送请求正式数据的请求包；

4、数据发布端回传相应的内容数据包；

5、通信双方需断开数据传输连接时，数据请求端发送“停止数据传输”的请求包；

6、数据发布端收到该请求包，查询内容路由表，如果表中有相同名称或者最长公共前缀的条目，则沿请求包传输的相反路径回传对应条目的内容为“停止回传”的数据包；

7、数据请求端收到该内容数据包，确认数据包内容为“停止回传”，则数据通信过程结束。

实施例：

本发明中，应用命名数据网的物联网实现数据同步传输的具体实例如下所述：

开始进行数据传输前，进行三次传输包确认过程。第一次：建立连接时，数据请求端发送以“ndn/request”命名的请求包，表示请求进行数据传输，等待数据发布端确认；第二次：数据发布端收到该请求包，查询内容路由表，如果表中有相同名称或者最长公共前缀的条目，则沿请求包传输的相反路径回传对应条目的以“ready”为内容的数据包，做出应答，表示同意开始数据传输过程，数据发布端进入数据命名打包、准备传输状态；第三次：数据请求端收到此内容数据包，确认数据包内容，如果是“ready”则开始向数据发布端发送数据请求包，此包发送完毕，通信两端成功建立连接。连接建立后，数据发布端和数据请求端开始进行数据传输，如图1左部分所示。

需停止数据传输时，再次进行三次传输包确认过程。第一次：正常数据传输情况下，数据请求端收到最后一份内容数据包，等待数据请求端确认；第二次：数据请求端发送以“ndn/over”命名的请求包，等待数据发布端确认；第三次：数据发布端收到该请求包，查询内容路由表，如果表中有相同名称或者最长公共前缀的条目，则沿请求包传输的相反路径回传对应条目的以“ok”为内容的数据包，做出应答，表示同意停止数据传输过程，数据发布端进入停止数据打包、传输状态。此包发送完毕，通信两端断开连接，数据发布端和数据请求端数据传输过程停止，如图1右部分所示。

综上，本发明面向内容的物联网组网节点间数据同步传输方法，主要工作过程为，通信双方中的一端发送表示确认是否可以发送请求的传输包，另一端发送表示请求数据传输开始或结束的传输包，最后回传表示应答请求的传输包。通过三次传输包的传递、匹配，保证了数据传输时的时钟同步性。

尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。