[發明專利]一種命名數據網絡緩存方法

有效

• 申請號: 202010090082.9
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111314224B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 郭江;王淼;張玉軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院計算技術研究所
• 主分類號: H04L12/747
• 分類號: H04L12/747
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

本發明公開了一種命名數據網絡緩存方法，包括下述步驟：路由節點接收數據包；在所述數據包的緩存標識字段是第一標識時，所述路由節點根據所述數據包的內容類型字段的指示以及所述路由節點在所述傳輸路徑中的位置，確定是否在所述路由節點中緩存所述數據包，以及將所述數據包的緩存標識字段設置為第二標識并轉發所述數據包；在所述緩存標識字段是第二標識時，所述路由節點將所述數據包的所述緩存標識字段設置為第一標識并轉發所述數據包。本發明在命名數據網絡架構的基礎上，依據內容分類，設計沿途傳輸路徑的隔跳待定選擇的概率緩存策略，既能有效降低冗余緩存、無效緩存，又能提供差異化緩存服務，同時實現網絡化緩存資源的合理利用。

技術領域

本發明屬于網絡緩存技術領域，具體涉及一種命名數據網絡緩存方法。

背景技術

命名數據網絡(Named Data Networking，簡稱NDN)是以內容為中心的全新未來互聯網架構，采用名字路由、請求聚合、網絡化緩存等機制，實現點到多點的快速內容分發功能。NDN網絡默認采用LCE(Leave Copy Everywhere)泛在緩存機制，即內容發送至用戶的傳輸路徑上所有路由節點都無差別地對內容副本進行緩存。這種緩存機制存在冗余緩存、無效緩存、高頻替換率等諸多問題，導致整個網絡化緩存利用率較低。為了減小冗余緩存和無效緩存，研究人員提出LCD(Leave Copy Down)緩存機制，內容響應過程中僅在命中節點的下一跳節點緩存內容副本，隨著后續用戶相同的請求不斷達到，內容副本逐步被拉向用戶側。這種隱式協作緩存方法易于實現，但是隨著重復請求增多，沿反向路徑上的路由節點緩存多份內容副本，因此存在數據冗余問題。另外，研究人員還基于概率緩存，傳輸路徑上的各路由節點基于一定的概率決定是否緩存內容，從而減少傳輸路徑上的緩存冗余。對于那些共享度低、私有性強的動態內容依舊會進行緩存，然而這類內容緩存是沒有意義的。另外，基于節點中心度緩存技術，通過統計節點的中心度值，并以其值作為衡量節點的重要程度，由匯聚能力更強、中心度最高的緩存節點對數據進行緩存。這種方法使得內容過于集中在中心度高的節點上，導致這類節點發生高頻緩存替換操作，不利于整個網絡化緩存性能的提升。而基于內容熱度緩存，用戶對同一內容的不同分塊的請求具有連續性，根據內容熱度決定對該內容不同塊的緩存數量，以便減少非熱度內容的緩存。然而，這類基于本地視圖的緩存策略無法準確感知熱度內容，也不能合理規劃熱度內容的緩存位置。

發明內容

針對現有技術中命名數據網絡泛濫式緩存數據的問題，以及上述現有方案存在的不足，本發明提出了一種命名數據網絡緩存方法。

為達到以上目的，一方面，本發明提出了一種命名數據網絡緩存方法，包括以下步驟：

步驟S1、路由節點接收數據包，其中，所述數據包至少包括數據字段、緩存標識字段、內容類型字段以及路由跳數字段，所述緩存標識字段存儲指示將所述數據包待定緩存到本地的第一標識或者不將所述數據包緩存到本地的第二標識，所述內容類型字段指示所述數據包的內容的業務類型；

步驟S2、在所述緩存標識字段是第一標識時，所述路由節點根據所述數據包的內容類型字段的指示以及所述路由節點在所述傳輸路徑中的位置，確定是否在所述路由節點中緩存所述數據包，以及將所述數據包的緩存標識字段設置為第二標識并轉發所述數據包；

步驟S3、在所述緩存標識字段是第二標識時，所述路由節點將所述數據包的所述緩存標識字段設置為第一標識并轉發所述數據包。

優選地，所述數據包為路由節點根據興趣包查找到符合內容名稱數據后生成；所述興趣包至少包括路由跳數字段，指示興趣包轉發跳數。

優選地，若在當前路由節點未查找到所述興趣包內容名稱指示的數據，所述興趣包信息記錄在當前路由節點后被轉發至下一路由節點。