[發(fā)明專利]一種面向數(shù)據(jù)中心的編碼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310486598.5
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103532954A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳運海;葉保留;陸桑璐
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學鎮(zhèn)江高新技術(shù)研究院
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/803;H04L12/753
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種面向數(shù)據(jù)中心的編碼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)中心中的多臺數(shù)據(jù)服務(wù)器、連接這些數(shù)據(jù)服務(wù)器的編碼路由器及數(shù)據(jù)鏈路，以編碼路由器和數(shù)據(jù)服務(wù)器作為通信節(jié)點，其特征在于，在每個通信節(jié)點上都構(gòu)建有：

TCP/IP協(xié)議棧模塊：用來作為數(shù)據(jù)中心普通應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持；

編碼網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模塊：使編碼網(wǎng)絡(luò)協(xié)議平行于IP協(xié)議，基于網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在數(shù)據(jù)中心中提供數(shù)據(jù)報文的編碼傳輸；

編碼網(wǎng)絡(luò)生成樹協(xié)議模塊：為每一個通信特征碼標識的編碼數(shù)據(jù)通信構(gòu)建一個逆向多播樹，以支持編碼傳輸協(xié)議；

編碼傳輸協(xié)議模塊：對于每個通信特征碼標識的編碼數(shù)據(jù)通信，根據(jù)編碼網(wǎng)絡(luò)生成樹協(xié)議所生成的逆向多播樹，同步各個葉子節(jié)點和中間編碼路由器，使得數(shù)據(jù)由葉子節(jié)點同步的傳輸?shù)礁?jié)點，并在中間過程的交匯點做編碼操作；

編碼緩存管理模塊：對于每個逆向多播樹的交匯節(jié)點，為每一個通信特征碼管理通信節(jié)點的緩存，完成編碼同步和內(nèi)存的申請釋放；

Socket復用模塊：將編碼傳輸協(xié)議注冊到Socket通信列表中，使得上層的應(yīng)用程序能夠調(diào)用該協(xié)議做編碼傳輸，編碼傳輸首先調(diào)用編碼網(wǎng)絡(luò)生成樹協(xié)議，生成一個逆向多播樹，并在各個交匯節(jié)點做記錄，之后再同步啟動編碼傳輸協(xié)議。

2.權(quán)利要求1所述面向數(shù)據(jù)中心的編碼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的工作方法，其特征在于包括以下步驟：

1）編碼網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的實現(xiàn)及其向數(shù)據(jù)鏈路層的注冊，

2）編碼網(wǎng)絡(luò)生成樹協(xié)議的實現(xiàn)與向編碼網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的注冊，

3）編碼傳輸協(xié)議的實現(xiàn)與向編碼網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的注冊，

4）編碼緩存管理的實現(xiàn)；

5）Socket復用的實現(xiàn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述面向數(shù)據(jù)中心的編碼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的工作方法，其特征在于步驟1）具體步驟包括：

11）由各通信節(jié)點的編碼網(wǎng)絡(luò)協(xié)議模塊實現(xiàn)編碼接收函數(shù)cnp_rcv()，編碼接收函數(shù)在接受到數(shù)據(jù)報文后，通過本地的通信特征碼集，來確定是對該數(shù)據(jù)報文進行緩存操作還是轉(zhuǎn)發(fā)操作，通信特征碼集由cnstp協(xié)議維護；具體為：

111）編碼網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)報文直接調(diào)用cnp_output()函數(shù)，該函數(shù)根據(jù)情況將數(shù)據(jù)報文轉(zhuǎn)發(fā)到下一個通信節(jié)點或者轉(zhuǎn)交到上層的編碼網(wǎng)絡(luò)生成樹協(xié)議、編碼傳輸協(xié)議；

112）編碼網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對需要編碼的數(shù)據(jù)報文調(diào)用cnp_code()函數(shù)，該函數(shù)將數(shù)據(jù)報文緩存到編碼緩存管理模塊分配的內(nèi)存中，如果緩存中有需要編碼的數(shù)據(jù)報文，則將兩個數(shù)據(jù)報文進行編碼之后存儲并更新編碼報文個數(shù)，在達到該節(jié)點所需編碼的報文個數(shù)之后，則標志著本通信節(jié)點的編碼任務(wù)完成，然后再對編碼報文調(diào)用cnp_output()函數(shù)將之發(fā)送出去；

12）實現(xiàn)CNP協(xié)議的cnp_output()函數(shù)的插口結(jié)構(gòu)，供上層的CNSTP和CTP協(xié)議調(diào)用CNP協(xié)議注冊時使用；

13）將實現(xiàn)好的CNP接收函數(shù)cnp_rcv()及選擇好的類型協(xié)議碼等組建成一個packet_type類型變量，然后調(diào)用dev_add_pack()函數(shù)注冊到底層的數(shù)據(jù)鏈路層中；

14）實現(xiàn)CNP的數(shù)據(jù)報文發(fā)送函數(shù)cnp_queue_xmit()，該函數(shù)首先添加CNP協(xié)議的報文頭部，之后調(diào)用數(shù)據(jù)鏈路層的dev_queue_xmit()函數(shù)將數(shù)據(jù)報文發(fā)送到數(shù)據(jù)鏈路層。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述面向數(shù)據(jù)中心的編碼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的工作方法，其特征在于步驟2）具體步驟包括：?

21）由編碼網(wǎng)絡(luò)生成樹協(xié)議模塊通過源節(jié)點廣播，以最小代價選擇算法選擇最小代價的逆向多播路徑，?

22）在CNP協(xié)議中的插口結(jié)構(gòu)中注冊CNSTP協(xié)議，將實現(xiàn)好的cnstp接收函數(shù)cnstp_rcv()及選擇好的協(xié)議類型碼注冊到cnp的插口結(jié)構(gòu)中，

23）在該協(xié)議中實現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)送操作函數(shù)cnstp_xmit()函數(shù)，通過添加cnp協(xié)議報文頭部之后調(diào)用cnp_xmit()函數(shù)轉(zhuǎn)交給cnp處理。