[發(fā)明專利]基于NDN網(wǎng)絡架構(gòu)的方向感知轉(zhuǎn)發(fā)方法、裝置及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710215967.5
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN107040471B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設計）人: 陽旺;吳帆
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學
• 主分類號: H04L12/751
• 分類號: H04L12/751;H04L12/733;H04L12/741;H04L12/801;H04L12/823
• 代理公司: 長沙朕揚知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 何湘玲

本發(fā)明涉及通信技術領域，公開一種基于NDN網(wǎng)絡架構(gòu)的方向感知轉(zhuǎn)發(fā)方法、裝置及系統(tǒng)。本發(fā)明系統(tǒng)包括：移動終端，用于在創(chuàng)建請求包時，將自身的移動方向信息添加在請求包中發(fā)送；路由節(jié)點用于從請求包中解析出移動終端的移動方向信息；當判斷本地CS中沒有對應請求包的數(shù)據(jù)時，將該請求增加到PIT表中并轉(zhuǎn)發(fā)至FIB表；然后查詢FIB表是否和請求包的前綴匹配的條目；如果有匹配的條目，則判斷該條目所對應下一跳的路由方向是否和請求包所對應移動終端的移動方向一致，如果一致，將該請求包轉(zhuǎn)發(fā)至對應的下一跳節(jié)點，若匹配的各條目所對應下一跳的路由方向都與請求包所對應移動終端的移動方向不一致，則丟掉請求包。

技術領域

本發(fā)明涉及通信技術領域，尤其涉及一種基于NDN網(wǎng)絡架構(gòu)的方向感知轉(zhuǎn)發(fā)方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術

傳統(tǒng)TCP/IP網(wǎng)絡下，由于在節(jié)點地理位置及拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時的復雜性，導致其在移動方面成為一個較難解決的問題。為此定義了各種各樣的附加協(xié)議以支持移動性，如移動IP(Mobile IP)、主機身份協(xié)議(Host-Identity)、位置/身份分離協(xié)議(Locator/Identifier Separation Protocol，LISP)，而這些協(xié)議可以看作是為了支持移動通信在基本的TCP/IP網(wǎng)絡上打的補丁，卻回避了設計上的核心問題。這些協(xié)議都需要明確數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬蓚€端點，建立和維護持續(xù)的連接為基礎，使其在移動性方面受到較大限制。尤其當移動速度達到200km/h以上時，高速移動帶來嚴重的帶寬不足、網(wǎng)絡吞吐量低等問題，如高速鐵路場景，隨著列車速度的提升，使得用戶訪問網(wǎng)絡速度較低，甚至無法上網(wǎng)，嚴重影響人們在出行過程中對網(wǎng)絡的需求，降低用戶體驗。因此需要研究相應的移動通信機制來為高速移動用戶提供滿意的無線多媒體業(yè)務。

命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(Named Data Networking，NDN)作為一種革命式的未來互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，采用層次化的內(nèi)容命名機制，類似于目前的URL命名方案。NDN以命名數(shù)據(jù)取代IP，直接以內(nèi)容名字進行路由，數(shù)據(jù)傳輸采用“發(fā)布-請求-相應”模式，實現(xiàn)點到多點高效的內(nèi)容分發(fā)。NDN路由機制上保留了類似IP路由的轉(zhuǎn)發(fā)路由表(Forwarding Information Base，F(xiàn)IB)，增加了待處理請求表(Pending Interest Table，PIT)、以及內(nèi)容緩存(ContentStore，CS)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，F(xiàn)IB用于匹配合適的轉(zhuǎn)發(fā)接口，CS用于內(nèi)容的緩存，PIT保留所收到的請求包，當和PIT中的某個請求對應的數(shù)據(jù)包發(fā)回時，將被傳遞到相應的接口。NDN使用和IP類似的基于存儲在FIB和PIT中的信息的最長前綴匹配轉(zhuǎn)發(fā)。NDN不僅在原理上避免了網(wǎng)絡沖突和擁塞，擺脫了傳輸對端到端連接的依賴，實現(xiàn)了多鏈路路由，同時基于網(wǎng)絡內(nèi)緩存實現(xiàn)了就近獲取、負載平衡，從而大大提高了大規(guī)模內(nèi)容分發(fā)的性能、效率和可靠性。

NDN報文主要由請求包(Interest)和數(shù)據(jù)包(Data)組成。請求包由請求者發(fā)送到網(wǎng)絡中去尋找特定的內(nèi)容，以命名前綴為唯一標識，若網(wǎng)絡中的任意位置處的內(nèi)容命名前綴和請求包的命名前綴匹配，則說明該數(shù)據(jù)包是請求者的請求內(nèi)容即按原路徑返回給請求者，并將該數(shù)據(jù)包沿路緩存在各個網(wǎng)絡結(jié)點當中。當請求者請求的內(nèi)容龐大時，如高速列車上的大量乘客同時請求數(shù)據(jù)，尤其在高速環(huán)境(＞50m/s)或者返回的數(shù)據(jù)追著火車跑時，這將造成網(wǎng)絡冗余和緩存頻繁更新問題，進而導致嚴重的帶寬不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于公開一種基于NDN網(wǎng)絡架構(gòu)的方向感知轉(zhuǎn)發(fā)方法、裝置及系統(tǒng)，以解決終端高速移動導致的帶寬不足和網(wǎng)絡冗余問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種基于NDN網(wǎng)絡架構(gòu)的方向感知轉(zhuǎn)發(fā)方法，包括：

移動終端確定自身的移動方向；

所述移動終端在創(chuàng)建請求包時，將自身的移動方向信息添加在所述請求包中發(fā)送?？蛇x地，移動終端在請求包的命名前綴中增加一組標識位以添加自身的移動方向信息。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還公開了一種基于NDN網(wǎng)絡架構(gòu)的方向感知轉(zhuǎn)發(fā)方法，包括：