命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的標(biāo)簽交換轉(zhuǎn)發(fā)策略的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的標(biāo)簽交換轉(zhuǎn)發(fā)策略。方法包括：(1)具有名字標(biāo)簽交換作用的區(qū)域稱為名字標(biāo)簽交換(Name Label Switching，NLS)域，建立NLS域，連接不同命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)為之提供興趣包和數(shù)據(jù)包傳送服務(wù)；(2)在NLS域的邊緣路由器添加標(biāo)簽來替代數(shù)據(jù)名字轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)或刪除標(biāo)簽并采用傳統(tǒng)命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，并緩存數(shù)據(jù)；(3)在NLS域的核心節(jié)點只采用標(biāo)簽交換轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，并不緩存數(shù)據(jù)。本發(fā)明在命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中采用標(biāo)簽交換機制，創(chuàng)建一個類似多協(xié)議標(biāo)簽交換技術(shù)的標(biāo)簽交換核心域---名字標(biāo)簽交換域，實現(xiàn)標(biāo)簽交換轉(zhuǎn)發(fā)，從而減少總的名字查找次數(shù)和單次查找時間，以實現(xiàn)快速可擴展的分組轉(zhuǎn)發(fā)。
【專利說明】命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的標(biāo)簽交換轉(zhuǎn)發(fā)策略

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及未來互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)領(lǐng)域，特別涉及命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的標(biāo)簽交換轉(zhuǎn)發(fā)策略。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)和電信行業(yè)面臨著海量內(nèi)容傳輸、質(zhì)量保證的問題。數(shù)以百億計的接入需求與電信行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施所能提供的計算、存儲和傳輸能力之間存在矛盾。為了解決現(xiàn)有I？網(wǎng)絡(luò)存在的各方面問題，主要提出“改良”和“革命”兩種思路:凡是不改變互聯(lián)網(wǎng)I？主體地位的皆屬于“改良”，而“革命”的理念則需要重新設(shè)計一種新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)來解決I？網(wǎng)絡(luò)中面臨的各種問題，更好地適應(yīng)日益豐富的業(yè)務(wù)和多樣的用戶需求。由此，“革命”的設(shè)計理念開始受到關(guān)注，各研究方和各種政府研究基金正在不斷嘗試設(shè)計全新的互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，以內(nèi)容為中心的未來互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計是其中的一個重要分支。
[0003]在以內(nèi)容為中心的設(shè)計方案中，由了狀0138011等人提出的命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(版11116(1仏他切041叩，冊吣備受關(guān)注。2010年，見^相關(guān)的研究得到美國國家自然科學(xué)基金吧？未來互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)項目的重點資助?；趦?nèi)容名字而非I？地址，對內(nèi)容的請求進行路由轉(zhuǎn)發(fā)，并且轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都可以對內(nèi)容進行緩存，以減少網(wǎng)絡(luò)中重復(fù)內(nèi)容的傳輸。
[0004]中設(shè)計了 2種協(xié)議包——興趣包和數(shù)據(jù)包，用于探尋路徑和接收數(shù)據(jù)內(nèi)容。冊X中定義的節(jié)點模型主要由三部分構(gòu)成:轉(zhuǎn)發(fā)信息表([01'冊1(111180886,518),內(nèi)容存儲(00111:6111: 81:01-0, 08)和待定興趣表18^16, ^11) 0 冊 X利用這三張表儲存的信息實現(xiàn)路由和轉(zhuǎn)發(fā)提出了用命名數(shù)據(jù)來代替命名主機，實現(xiàn)由面向主機轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦騼?nèi)容的網(wǎng)絡(luò)。因此，內(nèi)容名字查找是冊~中的一個難題。
[0005]在轉(zhuǎn)發(fā)每一跳的過程中，興趣包中的名字最多要被檢查三次，一次最長前綴匹配，兩次精確匹配多協(xié)議標(biāo)簽交換)機制的啟發(fā)，本發(fā)明在中采用標(biāo)簽交換機制，創(chuàng)建一個類似腿^3的標(biāo)簽交換核心域一名字標(biāo)簽交換(似郵1^61
域，實現(xiàn)標(biāo)簽交換轉(zhuǎn)發(fā)，從而減少總的名字查找次數(shù)和單次查找時間，以實現(xiàn)快速可擴展的分組轉(zhuǎn)發(fā)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提出中使用標(biāo)簽交換替代名字查找進行轉(zhuǎn)發(fā)的方法，以減少名字查找時間和查表次數(shù)，實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)發(fā)。
[0007]針對上述目的，本發(fā)明提供了中標(biāo)簽交換的方法，其特征如下:
[0008](1)^18作用的區(qū)域稱為13域，它是連接不同網(wǎng)絡(luò)并為之提供興趣包和數(shù)據(jù)包傳送服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)域。
[0009](2)13域由兩種節(jié)點組成:邊緣節(jié)點和核心節(jié)點。邊緣節(jié)點也叫做名字標(biāo)簽邊緣路由器(他腕1&1361 ￡(1^6見現(xiàn))，根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等價類(1^01'冊1(11118 2叫1妨16111:
01888,^20)對每個進入13域的興趣包或數(shù)據(jù)包添加標(biāo)簽，當(dāng)被標(biāo)記的興趣包或數(shù)據(jù)包離開13域時去掉標(biāo)簽；核心節(jié)點通常被稱為名字標(biāo)簽交換路由器0^1116 1&1361 8^11:0111118,基于標(biāo)簽交換進行興趣包或數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。
[0010](3)被標(biāo)記的興趣包和數(shù)據(jù)包在利用標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議(1^1361 0181:1-113111:6(1？1~01:00017⑶?)建立的名字標(biāo)簽交換路徑(他郵1&1361上傳輸。13？有兩種類型18？^和…?)，分別用于傳輸興趣包和數(shù)據(jù)包。
[0011](4)^18域中的數(shù)據(jù)僅僅在邊緣節(jié)點緩存。
[0012](5)邊緣節(jié)點可能是入口節(jié)點或者出口節(jié)點，取決于興趣包發(fā)送的方向:將興趣包發(fā)往13域的邊緣節(jié)點稱為入口節(jié)點；將興趣包從13域發(fā)送出去的邊緣節(jié)點稱為出口節(jié)點。
[0013](6)13域邊緣節(jié)點的結(jié)構(gòu)的入口節(jié)點包含？II，(^，標(biāo)簽信息庫仏處61111^01-111^1011 8886,118)三張表，具有標(biāo)簽標(biāo)記興趣包和去掉數(shù)據(jù)包標(biāo)簽的功能；出口節(jié)點包含？18，？11，08, 118四張表，具有標(biāo)簽標(biāo)記數(shù)據(jù)包和去掉興趣包標(biāo)簽的功能。
[0014](7)^18域內(nèi)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程:當(dāng)0116111:發(fā)出的興趣包到達13域的入口節(jié)點時，該節(jié)點首先檢查⑶表中是否有匹配的數(shù)據(jù)，如果有，則丟掉興趣包，回傳數(shù)據(jù)包；否則，節(jié)點將查找表，若有匹配的條目，興趣包到達的接口將被添加到接口條目中；若沒有匹配的條目，節(jié)點將查找118表，該表由名字前綴、輸入/輸出接口和由10？分發(fā)的標(biāo)簽組成，名字、接口和標(biāo)簽值——對應(yīng)。如果在[18表中查找到匹配條目，則興趣包被標(biāo)記，沿著113？轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)來自13域的數(shù)據(jù)包到達見時，見去掉數(shù)據(jù)包的標(biāo)簽，根據(jù)數(shù)據(jù)包的
^￡11116字段，首先在內(nèi)容緩存中查找，如果有則丟棄該數(shù)據(jù)包；如果沒找到，則在？II中查找，如果有則根據(jù)查找到的所有接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，然后緩存在內(nèi)容緩存中；如果在？II中也沒有匹配的條目，則丟棄該數(shù)據(jù)包。
[0015]當(dāng)帶有標(biāo)記的興趣包到達13的出口節(jié)點時，該節(jié)點首先去除標(biāo)簽，并檢查(:3中是否有匹配的數(shù)據(jù)；如果有，則標(biāo)記數(shù)據(jù)包，并按照013？轉(zhuǎn)發(fā)；否則，查找？11，如果？1丁中有該興趣包的版11116條目，則在表的該條目中添加興趣包到來的接口，并丟掉興趣包；如果？II中沒有該條目，則查找？18，如果在？18中找到，則按照查找到的所有接口轉(zhuǎn)發(fā)興趣包，并且在中記錄；如果中也沒有該03111:6111:版11116條目，則丟棄該興趣包。當(dāng)數(shù)據(jù)包到達此節(jié)點時，根據(jù)數(shù)據(jù)包的￠0111:6111:版11116字段，首先在內(nèi)容緩存中查找，如果有則丟棄該數(shù)據(jù)包；如果沒找到，則在？11中查找，如果有，查找118表用標(biāo)簽標(biāo)記數(shù)據(jù)包，并通過見3？轉(zhuǎn)發(fā)，然后緩存在內(nèi)容緩存中；如果在？II中也沒有匹配，則丟棄該數(shù)據(jù)包。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽交換的示意圖。
[0017]圖2是13域入口示意圖。
[0018]圖3是13域出口 1現(xiàn)示意圖。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0020]圖1是本發(fā)明的命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽交換的示意圖。所述方法包括:
[0021](1)^18作用的區(qū)域稱為13域，它是連接不同網(wǎng)絡(luò)并為之提供興趣包和數(shù)據(jù)包傳送服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)域。
[0022]⑵13域由兩種節(jié)點組成:邊緣節(jié)點和核心節(jié)點。邊緣節(jié)點也叫做名字標(biāo)簽邊緣路由器(他腕1&1361 ￡(1^6見現(xiàn))，根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等價類(1^01'冊1(11118 2叫1妨16111:01888,對每個進入13域的興趣包或數(shù)據(jù)包添加標(biāo)簽，當(dāng)被標(biāo)記的興趣包或數(shù)據(jù)包離開13域時去掉標(biāo)簽；核心節(jié)點通常被稱為名字標(biāo)簽交換路由器0^1116 1&1361 8^11:0111118
,基于標(biāo)簽交換進行興趣包或數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。
[0023](3)被標(biāo)記的興趣包和數(shù)據(jù)包在利用標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議(1^1361 0181:1-113111:6(1？1~01:00017⑶?)建立的名字標(biāo)簽交換路徑(他郵1&1361上傳輸。13？有兩種類型18？^和…?)，分別用于傳輸興趣包和數(shù)據(jù)包。
[0024](4) ^18域中的數(shù)據(jù)僅僅在邊緣節(jié)點緩存。
[0025](5)邊緣節(jié)點可能是入口節(jié)點或者出口節(jié)點，取決于興趣包發(fā)送的方向:將興趣包發(fā)往13域的邊緣節(jié)點稱為入口節(jié)點；將興趣包從13域發(fā)送出去的邊緣節(jié)點稱為出口節(jié)點。
[0026](6)13域邊緣節(jié)點的結(jié)構(gòu)的入口節(jié)點包含？II，(^，標(biāo)簽信息庫仏處61111^01-111^1011 8886,118)三張表，具有標(biāo)簽標(biāo)記興趣包和去掉數(shù)據(jù)包標(biāo)簽的功能；出口節(jié)點包含？18，？11，08, 118四張表，具有標(biāo)簽標(biāo)記數(shù)據(jù)包和去掉興趣包標(biāo)簽的功能。
[0027](7)13域內(nèi)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程:當(dāng)0116111:發(fā)出的興趣包到達13域的入口節(jié)點時，該節(jié)點首先檢查⑶表中是否有匹配的數(shù)據(jù)，如果有，則丟掉興趣包，回傳數(shù)據(jù)包；否則，節(jié)點將查找表，若有匹配的條目，興趣包到達的接口將被添加到接口條目中；若沒有匹配的條目，節(jié)點將查找118表，該表由名字前綴、輸入/輸出接口和由10？分發(fā)的標(biāo)簽組成，名字、接口和標(biāo)簽值——對應(yīng)。如果在[18表中查找到匹配條目，則興趣包被標(biāo)記，沿著113？轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)來自13域的數(shù)據(jù)包到達見時，見去掉數(shù)據(jù)包的標(biāo)簽，根據(jù)數(shù)據(jù)包的
^￡11116字段，首先在內(nèi)容緩存中查找，如果有則丟棄該數(shù)據(jù)包；如果沒找到，則在？11中查找，如果有則根據(jù)查找到的所有接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，然后緩存在內(nèi)容緩存中；如果在？II中也沒有匹配的條目，則丟棄該數(shù)據(jù)包。
[0028]當(dāng)帶有標(biāo)記的興趣包到達13的出口節(jié)點時，該節(jié)點首先去除標(biāo)簽，并檢查(:3中是否有匹配的數(shù)據(jù)；如果有，則標(biāo)記數(shù)據(jù)包，并按照013？轉(zhuǎn)發(fā)；否則，查找？11，如果？1丁中有該興趣包的版11116條目，則在表的該條目中添加興趣包到來的接口，并丟掉興趣包；如果？II中沒有該條目，則查找？18，如果在？18中找到，則按照查找到的所有接口轉(zhuǎn)發(fā)興趣包，并且在中記錄；如果中也沒有該03111:6111:版11116條目，則丟棄該興趣包。當(dāng)數(shù)據(jù)包到達此節(jié)點時，根據(jù)數(shù)據(jù)包的￠0111:6111:版11116字段，首先在內(nèi)容緩存中查找，如果有則丟棄該數(shù)據(jù)包；如果沒找到，則在？11中查找，如果有，查找118表用標(biāo)簽標(biāo)記數(shù)據(jù)包，并通過見3？轉(zhuǎn)發(fā)，然后緩存在內(nèi)容緩存中；如果在？II中也沒有匹配，則丟棄該數(shù)據(jù)包。
[0029]圖2是本發(fā)明的13域入口 ^121？示意圖。圖3是本發(fā)明的13域出口 ^121？示意圖。節(jié)點功能是:
[0030](1)連接13域和冊X域；
[0031](2)添加或去除標(biāo)簽:當(dāng)興趣包或數(shù)據(jù)包到達13域時根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等價類添加標(biāo)簽，并在其離開13域時去除標(biāo)簽；
[0032](3)緩存數(shù)據(jù):在13域中，數(shù)據(jù)僅僅在^121？上緩存；
[0033](4) 13？建立過程的發(fā)起者:每當(dāng)新的內(nèi)容被接收并緩存，祖可以通過10？發(fā)起建立13？。
【權(quán)利要求】
1.命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的標(biāo)簽交換轉(zhuǎn)發(fā)策略，其特征在于，所述方法包括: (1)NLS作用的區(qū)域稱為NLS域，它是連接不同NDN網(wǎng)絡(luò)并為之提供興趣包和數(shù)據(jù)包傳送服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)域。 (2)NLS域由兩種節(jié)點組成:邊緣節(jié)點和核心節(jié)點。邊緣節(jié)點也叫做名字標(biāo)簽邊緣路由器(Name Label Edge Router, NLER),根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等價類(Forwarding Equivalent Class,FEC)對每個進入NLS域的興趣包或數(shù)據(jù)包添加標(biāo)簽，當(dāng)被標(biāo)記的興趣包或數(shù)據(jù)包離開NLS域時去掉標(biāo)簽；核心節(jié)點通常被稱為名字標(biāo)簽交換路由器(Name Label SwitchingRouter, NLSR),基于標(biāo)簽交換進行興趣包或數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。 (3)被標(biāo)記的興趣包和數(shù)據(jù)包在利用標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議(LabelDistributed Protocol,LDP)建立的名字標(biāo)簽交換路徑(Name Label Switching Path，NLSP)上傳輸。NLSP有兩種類型:ILSP(Interest LSP)和DLSP(Data LSP)，分別用于傳輸興趣包和數(shù)據(jù)包。 (4)NLS域中的數(shù)據(jù)僅僅在邊緣節(jié)點緩存。 (5)邊緣節(jié)點可能是入口節(jié)點或者出口節(jié)點，取決于興趣包發(fā)送的方向:將興趣包發(fā)往NLS域的邊緣節(jié)點稱為入口節(jié)點；將興趣包從NLS域發(fā)送出去的邊緣節(jié)點稱為出口節(jié)點。 (6)NLS域邊緣節(jié)點的結(jié)構(gòu):NLS的入口節(jié)點包含PIT，CS，標(biāo)簽信息庫(LabelInformat1n Base,LIB)三張表，具有標(biāo)簽標(biāo)記興趣包和去掉數(shù)據(jù)包標(biāo)簽的功能；出口節(jié)點包含F(xiàn)IB，PIT, CS，LIB四張表，具有標(biāo)簽標(biāo)記數(shù)據(jù)包和去掉興趣包標(biāo)簽的功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，NLS域內(nèi)興趣包或者數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)過程: 當(dāng)Client發(fā)出的興趣包到達NLS域的入口節(jié)點時，該節(jié)點首先檢查CS表中是否有匹配的數(shù)據(jù)，如果有，則丟掉興趣包，回傳數(shù)據(jù)包；否則，節(jié)點將查找PIT表，若有匹配的條目，興趣包到達的接口將被添加到接口條目中；若沒有匹配的條目，節(jié)點將查找LIB表，該表由名字前綴、輸入/輸出接口和由LDP分發(fā)的標(biāo)簽組成，名字、接口和標(biāo)簽值一一對應(yīng)。如果在LIB表中查找到匹配條目，則興趣包被標(biāo)記，沿著ILSP轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)來自NLS域的數(shù)據(jù)包到達NLER時，NLER去掉數(shù)據(jù)包的標(biāo)簽，根據(jù)數(shù)據(jù)包的Content Name字段，首先在內(nèi)容緩存中查找，如果有則丟棄該數(shù)據(jù)包；如果沒找到，則在PIT中查找，如果有則根據(jù)查找到的所有接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，然后緩存在內(nèi)容緩存中；如果在PIT中也沒有匹配的條目，則丟棄該數(shù)據(jù)包。 當(dāng)帶有標(biāo)記的興趣包到達NLS的出口節(jié)點時，該節(jié)點首先去除標(biāo)簽，并檢查CS中是否有匹配的數(shù)據(jù)；如果有，則標(biāo)記數(shù)據(jù)包，并按照DLSP轉(zhuǎn)發(fā)；否則，查找PIT，如果PIT中有該興趣包的Content Name條目，則在PIT表的該條目中添加興趣包到來的接口，并丟掉興趣包；如果PIT中沒有該條目，則查找FIB，如果在FIB中找到，則按照查找到的所有接口轉(zhuǎn)發(fā)興趣包，并且在PIT中記錄；如果FIB中也沒有該Content Name條目，貝U丟棄該興趣包。當(dāng)數(shù)據(jù)包到達此節(jié)點時，根據(jù)數(shù)據(jù)包的Content Name字段，首先在內(nèi)容緩存中查找，如果有則丟棄該數(shù)據(jù)包；如果沒找到，則在PIT中查找，如果有，查找LIB表用標(biāo)簽標(biāo)記數(shù)據(jù)包，并通過DLSP轉(zhuǎn)發(fā)，然后緩存在內(nèi)容緩存中；如果在PIT中也沒有匹配，則丟棄該數(shù)據(jù)包。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述NLER的功能包括: (1)連接NLS域和NDN域； (2)添加或去除標(biāo)簽:當(dāng)興趣包或數(shù)據(jù)包到達NLS域時根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)等價類添加標(biāo)簽，并在其離開NLS域時去除標(biāo)簽； (3)緩存數(shù)據(jù):在NLS域中，數(shù)據(jù)僅僅在NLER上緩存； (4)NLSP建立過程的發(fā)起者:每當(dāng)新的內(nèi)容被接收并緩存，NLER可以通過LDP發(fā)起建立NLSP0
【文檔編號】H04L12/723GK104333510SQ201410682624
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】雒江濤, 武超, 蔣夷, 童靜文 申請人:重慶郵電大學(xué)