[發明專利]一種內容中心網絡中傳輸內容冗余的消除方法

有效

• 申請號: 201310339883.4
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN103401795A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 王雄;冉孟超
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L12/801
• 分類號: H04L12/801;H04L29/08
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種內容中心網絡中傳輸內容冗余的消除方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）、對內容中心網絡中的內容請求報文在內容分塊名稱字段的基礎上增加冗余信息摘要集字段；冗余信息摘要集字段或為空或包括一個或多個冗余信息摘要，每個冗余信息摘要包括冗余信息對應的指紋在內容分塊指紋集中的編號、下游緩存有此冗余信息的節點編號以及下游節點緩存的包含此冗余信息的內容分塊名稱；

對CCN路由器PIT表（Pending?Interest?Table，即內容請求表）中的表項在內容分塊名稱項的基礎上增加內容分塊指紋集指針、編碼端口、普通端口以及下游冗余信息摘要集項；

在CCN路由器中增加指紋存儲表（FP?store），指紋存儲表的表項包括指紋和緩存內容分塊指針，緩存內容分塊指針指向緩存（Content?Store）中包含此指紋的內容分塊；

在CCN路由器中增加內容分塊指紋收集表，內容分塊指紋收集表的表項包括內容分塊名稱和該內容分塊的指紋集；

對內容中心網絡中的內容分塊報文在內容分塊名稱、內容負載字段的基礎上，增加下一個內容分塊的指紋集、編碼信息字段；

（2）、CCN路由器對收到用戶或下游CCN路由器發送的內容請求報文后進行處理：

2.1）、通過內容分塊名稱查找緩存中是否緩存有請求的內容分塊；如果有，則查看內容請求報文中冗余信息摘要集字段是否為空，如果為空，則將內容分塊名稱、內容負載填入相應的字段，生成內容分塊報文，將內容分塊返回，結束處理，如果不為空，則對內容分塊進行編碼，并生成內容分塊報文，將內容分塊返回，結束處理；如果沒有，則進行步驟2.2）；

2.2）、查看PIT表里是否存有請求內容分塊名稱的表項，如果有，進行步驟2.3）；如果沒有，在PIT表里添加記錄請求內容分塊名稱的表項，在該PIT表項的內容分塊指紋集指針項里，填入指向內容分塊指紋收集表中記錄的請求內容分塊指紋集的指針，進行步驟2.4）；

2.3）、查看該PIT表項的編碼端口項是否為空：

2.3.1）、如果編碼端口項為空，查看內容請求報文里的冗余信息摘要集字段是否為空；如果不為空，將內容請求報文里的冗余信息摘要集字段內容復制到該PIT表項里的下游冗余信息摘要集項中，將收到內容分塊請求的端口號填入該PIT表項的編碼端口項中，結束處理；如果為空，將收到內容分塊請求的端口號填入該PIT表項里的普通端口項中，結束處理；

2.3.2）、如果編碼端口項不為空，查看該PIT表項的普通端口項是否為空；如果普通端口項為空，將收到內容分塊請求的端口號填入該PIT表項里的普通端口項中，將內容請求報文里的冗余信息摘要集字段清空，按FIB（Forwarding?Information?Base，即轉發信息庫）表轉發，結束處理；如果普通端口項不為空，將收到內容請求的端口號填入PIT表項里的普通端口項中，結束處理；

2.4）、查看內容請求報文里的冗余信息摘要集字段是否為空；如果不為空，將內容請求報文里的冗余信息摘要集字段復制到新添加的PIT表項里的下游冗余信息摘要集項中，將收到內容請求的端口號填入該PIT表項的編碼端口項中，進行步驟（2.5），如果為空，收到內容請求的端口號填入該PIT表項的普通端口項中，進行步驟2.6）；

2.5）、通過填入的請求內容分塊指紋集的指針，在內容分塊指紋收集表中查找出請求內容分塊的指紋集的指紋信息，查看內容請求報文里的冗余信息摘要集字段是否為請求的內容分塊的每個指紋都記錄了冗余信息，如果不是都記錄了，進行步驟2.6）；如果都記錄了，此時冗余信息摘要集字段中冗余信息摘要的數目應等于請求內容分塊的指紋數，進行步驟2.7）；

2.6），在指紋存儲表中依次查找請求的內容分塊指紋集中還沒有記錄冗余信息摘要的指紋，對于其中的某個指紋，如果指紋存儲表中緩存有該指紋，該指紋在請求內容分塊指紋集中的編號為i，在本CCN路由器的節點號為n，指紋存儲表中該指紋指向的所有內容分塊中緩存時間最近的內容分塊名為c，將此冗余信息摘要以（i，n，c）的形式加入到內容請求報文的冗余信息摘要字段里進行步驟2.7）；

2.7）、按FIB表轉發，結束處理；

（3）、內容發布者（服務器）收到內容請求報文后，則查看內容請求報文中冗余信息摘要集字段是否為空；如果為空，則將內容分塊名稱、下一個內容分塊的指紋集、內容負載填入相應的字段，生成內容分塊報文，將內容分塊返回，如果不為空，則對內容分塊進行編碼，并將內容分塊名稱、下一個內容分塊的指紋集、編碼信息、內容負載填入相應的字段生成內容分塊報文，將內容分塊返回；

（4）、CCN路由器收到內容發布者（服務器）或上游CCN路由器發送的內容分塊報文后進行處理：

4.1）、將內容分塊報文中的下一內容分塊指紋集字段信息提取出來；如果CCN路由器的內容分塊指紋收集表里已經有記錄下一內容分塊名稱的表項，則用下一內容分塊指紋集更新該表項里的內容分塊指紋集，如果內容分塊指紋收集表里沒有記錄下一內容分塊名稱的表項，則在內容分塊指紋收集表里添加表項記錄下一內容分塊名稱和下一內容分塊指紋集；

查看內容分塊報文的編碼信息字段是否為空，如果不為空，說明編過碼，進行步驟4.2）；如果為空，說明沒有編過碼，將收到的內容分塊即內容負載和內容分塊名稱用于更新CCN路由器緩存，進行步驟4.3）；

4.2）、依次查看編碼信息字段中每個編碼信息，如果其中的下游解碼節點都不是本節點，進行步驟4.3）；如果有下游解碼節點是本節點，則進行解碼，對所有下游解碼節點是本節點的編碼信息都解碼完畢后，進行步驟4.3）；

4.3），查看記錄收到內容分塊名稱的PIT表項里的下游冗余信息摘要集項是否為空；

如果為空，說明沒有繼續編碼的可能，進行步驟4.4）；如果不為空，則進一步判斷內容分塊報文的編碼信息字段是否為空：如果為空，則說明此內容分塊報文已經完全解完碼，首先向普通端口項里記錄的端口都轉發內容分塊報文，刪除相應的轉發端口號，然后進行編碼，按記錄收到內容分塊名稱的PIT表項里記錄的編碼端口號轉發，刪除該編碼端口號，刪除下游冗余信息摘要集項里的內容，進行步驟4.5），如果不為空，則進行編碼，按記錄收到內容分塊名稱的PIT表項里記錄的編碼端口號轉發，然后刪除該編碼端口號，刪除下游冗余信息摘要集項里的內容，進行步驟4.5）；

4.4）、向記錄收到內容分塊名稱的PIT表項里的普通端口都轉發收到的內容分塊報文，刪除相應的轉發端口號，進行步驟（4.5）；

4.5）、如果記錄收到內容分塊名稱的PIT表項的編碼端口項和普通端口項都為空，刪除該PIT表項；

結束處理；

其中，所述的編碼為：

e1、如果是步驟2.1）中所述的緩存有請求內容分塊的CCN路由器或步驟（3）所述的內容發布者（服務器）收到內容請求報文后對內容分塊進行編碼，查看內容請求報文中的冗余信息摘要集字段，進行步驟e2；如果是步驟4.3）中間CCN路由器收到內容分塊報文后，對內容分塊進行編碼，查看PIT表里記錄該請求內容分塊名稱的表項中的下游冗余信息摘要集項，進行步驟e2；

e2，對于冗余信息摘要集字段或下游冗余信息摘要集里的一個冗余信息摘要，按照冗余信息對應的指紋在內容分塊指紋集中的編號，在內容分塊指紋收集表中記錄該內容分塊指紋集的表項中或在內容發布者（服務器）該內容分塊指紋集中找到該指紋的具體信息，然后查找CCN路由器或內容發布者（服務器）的指紋存儲表，如果指紋存儲表中存儲有該冗余信息對應的指紋，此時，該指紋在此內容分塊指紋集中的編號為i，冗余信息中記錄的下游節點CCN路由器緩存的包含此冗余信息的內容分塊為c，冗余信息中的下游節點CCN路由器緩存有此冗余信息的節點編號即下游解碼節點為n；

如果CCN路由器的緩存中或內容發布者（服務器）中存有內容分塊c，則在該內容分塊即請求內容分塊和內容分塊c的冗余信息對應的指紋處左右展開，按最大匹配長度去掉此內容分塊中的匹配字符串，匹配區間為[a,b]，a代表匹配字符串在內容負載中的起點，b代表匹配字符串在內容負載中的終點，a、b都為整數，將編碼信息以（i，n，c，[a,b]）的形式加入到內容分塊報文的編碼信息字段中；如果CCN路由器的緩存中或內容發布者（服務器）沒有內容分塊c，則將此內容分塊中指紋所表示的字符串去掉，將編碼信息以（i，n，空，空）的形式加入到內容分塊報文的編碼信息字段中；

當對同一個內容分塊的多個冗余信息摘要進行編碼時，編碼的字符串區間不能有覆蓋，否則無法解碼；

所述的解碼為：

d1）、對于內容分塊報文編碼信息字段中的一個編碼信息，查看編碼信息中的內容分塊名稱字段是不是為空，如果為空，進行步驟d2），如果不為空，進行步驟d3）；

d2）、按照編碼信息中的指紋在內容分塊中的編號，在內容分塊指紋收集表記錄該內容分塊指紋集的表項中找到該指紋，然后在指紋存儲表中從該指紋指向的任意內容分塊中取出該指紋代表的字符串，還原內容分塊負載中該編碼信息所代表的字符串，刪除編碼信息字段里的該編碼信息，對該編碼信息的解碼結束；

d3）、按照編碼信息中的指紋在內容分塊中的編號，在內容分塊指紋收集表記錄該內容分塊指紋集的表項中找到該指紋，在指紋存儲表中查找到該指紋，從指紋存儲表中該指紋指向的所有內容分塊中，找出編碼信息中記錄的下游節點中用于解碼的內容分塊，然后按照編碼區間，從緩存的用于解碼的內容分塊中取出該區間代表的字符串，還原內容分塊負載中該編碼信息所代表的字符串，刪除編碼信息字段里的該編碼信息，對該編碼信息的解碼結束。