[發明專利]一種NDN中支持pipeline模式獲取內容的方法

有效

• 申請號: 201910030576.5
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN109818855B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 胡曉艷;鄭少琦;趙麗俠;龔儉;程光;吳樺
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L12/707
• 分類號: H04L12/707;H04L12/741;H04L12/823;H04L12/825
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 康燕文

本發明公開了一種NDN中支持pipeline模式獲取內容的方法，該方法通過引入網絡編碼技術，使得請求者能夠以pipeline模式連續發送請求數據內容代多個線性無關編碼報文的興趣報文。以pipeline式發送的興趣報文由中間路由器利用多路徑進行轉發，從而帶回多個線性無關編碼報文，這些編碼報文添加進路徑上節點的緩存又可響應將來請求相同數據內容代的興趣報文。本發明能夠實現命名數據網絡以pipeline模式發送興趣報文，不僅能夠加速數據內容的獲取，而且可使各興趣報文帶回不同的編碼報文，充分利用命名數據網絡中多路徑傳輸和網絡內緩存的優勢，提升網絡的傳輸性能。

技術領域

本發明屬于未來網絡體系結構技術領域，具體涉及一種NDN中支持pipeline模式獲取內容的方法。

背景技術

命名數據網絡(NDN)是最有希望的未來網絡體系結構之一。NDN關注數據內容本身而不是存儲內容的位置，它以內容名稱標識和路由報文。NDN潛在地支持多路徑傳輸和網絡內緩存。在NDN中，通信由請求者驅動，請求者發送興趣報文請求數據內容，該報文攜帶數據內容的名稱信息，路由器通過多路徑轉發興趣報文到數據源來尋求響應。緩存有匹配數據報文的任一路由器或者數據源均可響應興趣報文的請求。每個NDN路由器均可以緩存經過的數據報文，即支持網絡內緩存。

網絡內緩存和多路徑傳輸使得NDN具有高效傳輸數據內容的潛力。數據內容提供者和路由器中緩存均可看做數據源。多路徑傳輸使得請求者可以利用多個接口發送興趣報文以請求數據內容。因此，請求者可以pipeline模式(請求者同時發送多個興趣報文并行請求不同的數據內容)實現內容的并行快速獲取，即通過連續發送不同的興趣報文請求不同的數據內容。然而，如果NDN中請求者以pipeline模式發送興趣報文，請求者需要事先知道連續請求的這些數據報文的特定名字以及每個數據報文的具體路由信息，而這個前提在請求者訪問數據內容時不一定成立。而且，NDN中網絡內緩存和多路徑傳輸若要充分結合以實現高效的內容傳輸需要復雜的協調，具體地說，如果要使用緩存中的內容，緩存內容的可達性信息需要在路由系統中進行通告。但是由于緩存內容的高度動態性，路由系統需要以數據報文的粒度維護緩存內容的可達性信息，這會給網絡帶來很大的計算負擔。因此，目前NDN中的轉發策略是利用所有可用路徑傳輸，或者是選擇性能最好的路徑傳輸或是隨機選擇一條路徑傳輸，最終實現的都只是單路徑傳輸的效果。所以NDN中請求者即使以pipeline模式發送興趣報文也不能充分利用網絡內緩存和多路徑傳輸帶來的優勢優化傳輸性能。

因此，有研究提出利用網絡編碼來充分結合NDN中網絡內緩存和多路徑傳輸的特點。在基于網絡編碼的NDN中，數據內容以“代”進行傳輸，每代數據內容以統一的名稱進行標識并包含多個大小相同的線性無關編碼報文。每個編碼報文均可響應請求該代數據內容的興趣報文。因此請求者并不是請求具體的數據內容，而是請求該代數據內容中的任一編碼報文。請求者只要收到與每代編碼報文數量相同的線性無關編碼報文即可解碼出原始數據內容。因此基于網絡編碼的NDN中，請求者可以pipeline模式發送興趣報文，路由器通過多路徑轉發興趣報文可獲取到多個線性無關編碼報文，返回的編碼報文添加進緩存又可響應將來請求相同數據內容代的興趣報文，從而充分結合網絡內緩存和多路徑傳輸，優化NDN傳輸性能。

目前雖有一些研究提出基于網絡編碼的NDN中可以pipeline模式發送興趣報文，但是并沒有解決pipeline發送模式下的興趣報文聚合以及如何確保請求者收到多個線性無關編碼報文等問題。

發明內容

發明目的：本發明提供一種NDN中支持pipeline模式獲取內容的方法，通過引入網絡編碼使NDN支持請求者以pipeline模式發送興趣報文，實現內容的快速獲取以及網絡傳輸性能的提升。

技術方案：本發明所述的一種NDN中支持pipeline模式獲取內容的方法，包括以下步驟：

(1)興趣報文以pipeline模式發送并利用多路徑進行轉發來請求線性無關編碼報文；