[發明專利]一種命名數據網絡中的多屬性概率緩存方法

有效

• 申請號: 202010049633.7
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111262785B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 張麗;張強
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H04L12/733
• 分類號: H04L12/733;H04L12/741;H04L12/851
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 王維新

本發明公開了一種命名數據網絡中的多屬性概率緩存方法，包括：路由節點判斷Data包的屬性；若Data包的屬性為不可共享屬性，則不緩存Data包中攜帶的數據；若Data包的屬性為共享屬性，則根據節點緩存概率判斷是否緩存Data包中攜帶的數據；其中，P＝P(v)+P(u)，P(v)＝β/(ɑ+β)，P(u)＝u/(u+θ)；式中，P為節點緩存概率，P(v)為節點中心度概率，P(u)為節點距離概率；β值為路由節點PIT中所有Interest表項端口數量和，ɑ值為NDN網絡中路由節點總個數之和；u是Data包經過路由節點的跳數，θ是大于0的正整數。本發明有效的降低了NDN網絡中不同路由節點對相同數據的冗余存儲，節約了路由節點緩存的使用，降低了網絡延遲，提升了NDN網絡性能。

技術領域

本發明涉及緩存策略技術領域，具體涉及一種命名數據網絡中的多屬性 概率緩存方法。

背景技術

現代互聯網是一個全球范圍內的通信網絡，其已成為承載全球通信的重 要基礎設施。目前的互聯網體系結構被設計為一個端到端連接的用來傳輸數 據的底層通信框架。隨著用戶數量以及通信數據量的增加，這種以終端為中 心、位置為尋址方式的通信框架出現了移動性差、可靠性差、不能適應網絡 上層應用變化等問題。對于現有互聯網體系結構與不斷變化的用戶用戶需求 之間的矛盾日益激化，未來互聯網體系結構的研究和發展已經成為學術界和 工業界共同關注的熱點問題。

目前國內外匯總的方案主要有“改良”和“革命”兩種路線，“改良”路線是漸 進式的不斷完善現有的IPv4協議，最終平滑過渡到IPv6，然而這種方式僅擴 大了地址空間，不能從本質上改變IP協議設計的不足，技術進步程度有限， 很難滿足未來網絡發展需求。“革命”路線，即重新設計以信息中心網絡作為 互聯網體系結構，徹底改變現有互聯網體系結構的不足。命名數據網絡 (Named-Data Networking，NDN)是以信息為中心網絡建設中一種比較優秀 的體系架構。

命名數據網絡(NDN)將目前通信方式對數據位置的關注，轉向對數據 內容本身的關注。其通信方式完全不同于當前所使用IP地址標識信息位置的 方式，NDN網絡對數據本身進行命名，使得數據本身成為通信的直接目標。 NDN網絡將用戶分為消費者和生產者兩種角色，消費者在網絡中生產發送 Interest包(興趣包)，生產者生產Data包(數據包)用于滿足Interest包的請 求。消費者獲取所需資源，是通過生產發送Interest包，當Interest匹配到名 字屬性值相同的Data時，消費者就能通過Data包沿Interest包之前路線原路 回傳獲取所需資源。

NDN網絡中生產者和消費者之間存有一個或多個路由節點，路由節點負 責Interest包的轉發，Data包的回溯和Data包中攜帶數據的緩存。每個路由 節點都包含三張表，分別是轉發請求表(Pending Interest Table，PIT)、轉發信 息表(ForwardingInformation Base，FIB)和內容倉庫(Content Store，CS)。 PIT記錄所有Interest包發送的上行信息，當Interest包到達路由節點時查看 PIT表，若存在PIT表中存在Interest信息則記錄該Interest來源端口，若沒有 Interest信息則創建該Interest表項，并且根據PIT表信息正確地回溯Data包， 當Data包從相應端口回溯后，刪除與該數據匹配的PIT表項。FIB存儲前綴， 接口列表元組，采用Interest名字屬性值最長匹配查詢，將Interest包從潛在 所需數據資源端口轉發出去。CS類似IP路由器中的內存緩存，對回溯到該路 由節點的數據進行緩存。