[發明專利]內容中心網絡策略層的路由方法

有效

• 申請號: 201210107033.7
• 申請日: 2012-04-12
• 公開（公告）號: CN102638405A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 田源;陳震;曹軍威
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L29/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及計算機體系結構技術領域，尤其涉及一種內容中心網絡策略層的路由方法。

背景技術

隨著互聯網應用的不斷發展變化，基于TCP/IP的現有互聯網逐漸暴露出諸多問題，例如安全性差、不支持移動、可靠性差、缺乏靈活性、有效性受到限制，對新應用僵化等。針對這些問題，國內外很多研究機構目前對未來網絡的體系結構進行了設計研究。

內容中心網絡(Content?Centric?Networking，CCN)是當前未來互聯網體系架構研究的重要成果之一，其核心思想是改變當前互聯網終端間的端到端通信機制，將內容與終端位置剝離，通過發布/訂閱范式(Publish/Subscribe?Paradigm)來提供存儲和多方通信等服務。具體來說，就是網絡中傳送的一切內容都可以看作信息對象，可以說是一個信息互聯的網絡，而非主機互聯，其核心對象是信息，通過信息的名字進行標識每一個信息。對網絡來說，其中流動的都是有名字的信息，網絡能區別每一個信息，但具體信息意義，網絡并不知道，靠信息生產者和消費者的上層應用解釋。整個網絡及其終端就在各種信息的驅動下運行起來了，而網絡的作用就是管理所有信息的流動和緩存，并用正確的信息快速響應信息的請求者。用戶或應用可以只關注信息本身，而不關心信息塊的其他屬性，比如不用關心信息的所有者屬性。

CCN體系結構的外形和當今TCP/IP網絡很相似，都是沙漏模型，最大的不同是在“瘦腰”處用內容塊(Content?Chunk)代替了IP。從網絡的角度看，就是用對數據命名代替了對物理實體的命名。另外，網絡中內建了存儲功能，用來緩存經過的數據，用以縮短其他用戶訪問同樣數據的響應時間，同時可大大減少網絡中的流量。

CCN通信由數據消費者驅動，數據可以進行塊級傳輸，有兩種包類型：興趣包(Interest?Packet)和數據包(Data?Packet)。消費者通過發送興趣包來請求內容，監聽節點如果有該內容，則進行響應。興趣包和數據包均與位置無關，在一個廣播介質上，如果有一個興趣包請求，則其他對同一內容感興趣的消費者可以共享該請求。為推進CCN實現全球規模的部署，首先要解決的問題是可擴展的路由和線速的轉發引擎。

目前CCN結構的路由設計中通常采用基于事件驅動的采樣選擇最優的單一接口進行興趣包的轉發，這種設計沒有充分發揮CCN的優勢，同時帶來了網絡流量的增加，不利于CCN的大規模部署。

另外，由于目前越來越多的計算設備具有可移動的特性，隨著網絡位置和環境的變化，其網絡接口的數量和種類也隨之變化。為保證這些可移動設備的興趣包的轉發，采取單一的接口可靠性難以得到保證。

同時移動設備的因為電源模塊體積的問題，能耗限制也很明顯，因此網絡傳輸具有受能耗制約，網絡吞吐量的提高也意味著能耗的加劇。如何設計能感知能耗的路由策略，充分利用不同的網絡接口與網絡路徑的單位比特能耗的差異性，在整體能耗受限約束下，是CCN的一個亟待解決的問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是：提供一種內容中心網絡策略層的路由方法，其能夠使興趣包通過多個接口進行轉發，從而避免了由于移動帶來的接口失效，提高了數據轉發的可移動性和可靠性。

(二)技術方案

為解決上述問題，本發明提供了一種內容中心網絡策略層的路由方法，包括以下步驟：

A：根據n個網絡接口轉發數據的歷史狀態分別確定每個網絡接口的數據傳輸的往返時間、傳輸速率以及能耗；

B：根據所確定的每個網絡接口的數據傳輸的往返時間、傳輸速率以及能耗計算其能耗成本；

C：計算在往返時間限制下的最小能耗成本，選擇能耗成本最小時轉發概率最大的前k個接口進行興趣包轉發，k＜n。

前述的內容中心網絡策略層的路由方法，還包括：如果所述k個網絡接口轉發均失敗，則將興趣包轉發至剩余的n-k個網絡接口進行廣播的步驟。

前述的內容中心網絡策略層的路由方法中，所述步驟C進一步包括：

計算能耗成本在最小化能耗成本的同時使∑p_i＝1，T_i≤T_max(1≤i≤n)的步驟，其中ρ_i表示網絡接口i的利用率，p_i表示從網絡接口i的轉發概率，E_i表示網絡接口i的能耗成本大小，T_i表示網絡接口i的往返時間，T_max為往返時間的閾值。