[發明專利]命名數據網絡中興趣包轉發接口選擇方法

有效

• 申請號: 202010632001.3
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111770024B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 唐宏;郭可可;雷援杰;陳虹羽
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L47/125
• 分類號: H04L47/125;H04L49/10;H04L47/10;H04L47/24
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王海軍

本發明提出了一種命名數據網絡中興趣包轉發接口選擇方法，屬于網絡通訊技術領域，所述方法包括：節點在轉發興趣包前，獲取每個接口的狀態信息；根據各個接口的狀態信息計算興趣包從接口轉發的權值，按照所求得的權值選擇對應的接口轉發興趣包。本發明設計的興趣包轉發接口選擇方案考慮了接口興趣包的滿足率和各個接口數據包到達時間提出了兩個選擇函數，在考慮接口狀態的情況下，希望選擇更容易獲得數據包的接口進行興趣包的轉發，而且定期發送探測包探測網絡擁塞狀態，從而有效減少用戶請求時延，提高平均命中率，提升轉發性能。

技術領域

本發明涉及網絡通訊技術領域，具體涉及一種命名數據網絡中興趣包轉發接口選擇方法。

背景技術

互聯網是當前信息社會的重要基礎設施和人們獲取信息的重要途徑之一，已經逐漸取代了一些傳統通訊媒體，對人們的生活方式產生了深遠影響。當前互聯網的飛速發展引發了網絡數據內容的急劇膨脹，用戶更加依賴互聯網來進行內容的傳播和分發，對于內容共享需求日益強烈。傳統面向主機的通信模式在面對以內容為中心的服務需求時表現出了不適應性，而且由于TCP/IP為核心的網絡在其他方面，例如可擴展性、靈活性、安全性、移動性上暴露出的問題，人們開始研究未來網絡的體系結構。以信息為中心的網絡(Information-Centric Network，ICN)作為一種“革命”式的未來網絡設計思路受到了極大的關注。其中，命名數據網絡(Named Data Networking，簡稱DND)因其項目理念的先進性、方案的可行性和實質性進展，已經逐漸成為信息中心網絡架構的主流。

NDN網絡支持動態的泛在緩存，可以大大減少用戶內容的獲取時延，減輕網絡負載壓力。正因此，NDN的消費者發送興趣包到網絡中請求數據包，興趣包攜帶數據名稱，并且可以從任何地方檢索匹配的數據包。在NDN的轉發過程中，基于路由表和數據面板的結果觀察這二者的綜合表現，這個帶有狀態的數據面板采取適應性轉發。如何通過興趣包的轉發，尋找到最佳的路徑去獲取泛在緩存的內容副本，是近幾年的研究熱點。恰當的轉發策略可以增強包傳遞的健壯性，使網絡資源高效地利用，同時可以開發一些技術減少狀態的開銷。而通過結合網絡緩存更能提高網內資源利用率,減少用戶請求時延，減少擁塞。因此，研究NDN的轉發策略對于提升網絡性能具有重要意義。

傳統的轉發策略包括全轉發策略、基于端口染色的轉發策略以及最優路徑轉發策略，以及改進的隨機自適應轉發策略和蟻群優化算法轉發策略，這些策略大多考慮單一，沒有兼顧網絡整體性能。其中，基于端口狀態的轉發策略，主要是致力于負載均衡的實現，解決網絡的擁塞情況，轉發沒有做到基于內容。基于內容進行轉發的策略可以利用網絡內緩存，但又忽視了網絡的實時狀況。因此，應該同時考慮網絡狀態和內容分布來轉發興趣包。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種命名數據網絡中興趣包轉發接口選擇方法。

包括以下步驟：

所述方法包括節點從接口收到興趣包后，首先查詢其內容緩存庫(CS)中是否存在興趣包所請求的數據包，若存在，則直接返回數據包；如果不存在，則進一步查詢待定興趣表(PIT)，若在PIT表中發現匹配的項，將接口添加到PIT的接口條目列表中，并將興趣包丟棄；否則，繼續查詢轉發信息表(FIB)，若FIB表存在對應項，則選擇接口轉發該興趣包并在PIT表中添加條目，否則丟棄興趣包；周期性的向命名數據網絡中發送探測包，若檢測到路徑節點擁塞，停止向當前接口發送興趣包，并重新選擇出新的接口；

其中，選擇接口轉發興趣包具體包括：

當節點只有一個可用接口，則從該接口轉發興趣包；

若節點有多個可用接口，節點獲取各個接口的狀態信息，并根據權值公式計算出各個接口的權值；根據計算得到的每個接口轉發興趣包的權值，選擇權值最大的接口轉發興趣包。

進一步的，接口轉發興趣包的權值的計算公式表示為：