本發(fā)明涉及通信
技術(shù)領(lǐng)域：
：，尤其涉及一種基于ndn網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的方向感知轉(zhuǎn)發(fā)方法、裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：：傳統(tǒng)tcp/ip網(wǎng)絡(luò)下，由于在節(jié)點地理位置及拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時的復雜性，導致其在移動方面成為一個較難解決的問題。為此定義了各種各樣的附加協(xié)議以支持移動性，如移動ip(mobileip)、主機身份協(xié)議(host-identity)、位置/身份分離協(xié)議(locator/identifierseparationprotocol，lisp)，而這些協(xié)議可以看作是為了支持移動通信在基本的tcp/ip網(wǎng)絡(luò)上打的補丁，卻回避了設(shè)計上的核心問題。這些協(xié)議都需要明確數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬蓚€端點，建立和維護持續(xù)的連接為基礎(chǔ)，使其在移動性方面受到較大限制。尤其當移動速度達到200km/h以上時，高速移動帶來嚴重的帶寬不足、網(wǎng)絡(luò)吞吐量低等問題，如高速鐵路場景，隨著列車速度的提升，使得用戶訪問網(wǎng)絡(luò)速度較低，甚至無法上網(wǎng)，嚴重影響人們在出行過程中對網(wǎng)絡(luò)的需求，降低用戶體驗。因此需要研究相應(yīng)的移動通信機制來為高速移動用戶提供滿意的無線多媒體業(yè)務(wù)。命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(nameddatanetworking，ndn)作為一種革命式的未來互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，采用層次化的內(nèi)容命名機制，類似于目前的url命名方案。ndn以命名數(shù)據(jù)取代ip，直接以內(nèi)容名字進行路由，數(shù)據(jù)傳輸采用“發(fā)布-請求-相應(yīng)”模式，實現(xiàn)點到多點高效的內(nèi)容分發(fā)。ndn路由機制上保留了類似ip路由的轉(zhuǎn)發(fā)路由表(forwardinginformationbase，fib)，增加了待處理請求表(pendinginteresttable，pit)、以及內(nèi)容緩存(contentstore，cs)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，fib用于匹配合適的轉(zhuǎn)發(fā)接口，cs用于內(nèi)容的緩存，pit保留所收到的請求包，當和pit中的某個請求對應(yīng)的數(shù)據(jù)包發(fā)回時，將被傳遞到相應(yīng)的接口。ndn使用和ip類似的基于存儲在fib和pit中的信息的最長前綴匹配轉(zhuǎn)發(fā)。ndn不僅在原理上避免了網(wǎng)絡(luò)沖突和擁塞，擺脫了傳輸對端到端連接的依賴，實現(xiàn)了多鏈路路由，同時基于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)緩存實現(xiàn)了就近獲取、負載平衡，從而大大提高了大規(guī)模內(nèi)容分發(fā)的性能、效率和可靠性。ndn報文主要由請求包(interest)和數(shù)據(jù)包(data)組成。請求包由請求者發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中去尋找特定的內(nèi)容，以命名前綴為唯一標識，若網(wǎng)絡(luò)中的任意位置處的內(nèi)容命名前綴和請求包的命名前綴匹配，則說明該數(shù)據(jù)包是請求者的請求內(nèi)容即按原路徑返回給請求者，并將該數(shù)據(jù)包沿路緩存在各個網(wǎng)絡(luò)結(jié)點當中。當請求者請求的內(nèi)容龐大時，如高速列車上的大量乘客同時請求數(shù)據(jù)，尤其在高速環(huán)境(＞50m/s)或者返回的數(shù)據(jù)追著火車跑時，這將造成網(wǎng)絡(luò)冗余和緩存頻繁更新問題，進而導致嚴重的帶寬不足。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明目的在于公開一種基于ndn網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的方向感知轉(zhuǎn)發(fā)方法、裝置及系統(tǒng)，以解決終端高速移動導致的帶寬不足和網(wǎng)絡(luò)冗余問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種基于ndn網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的方向感知轉(zhuǎn)發(fā)方法，包括：移動終端確定自身的移動方向；所述移動終端在創(chuàng)建請求包時，將自身的移動方向信息添加在所述請求包中發(fā)送?？蛇x地，移動終端在請求包的命名前綴中增加一組標識位以添加自身的移動方向信息。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還公開了一種基于ndn網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的方向感知轉(zhuǎn)發(fā)方法，包括：路由節(jié)點獲取請求包，并從所述請求包中解析出移動終端的移動方向信息；當所述路由節(jié)點判斷本地cs中沒有對應(yīng)所述請求包的數(shù)據(jù)時，將該請求包增加到pit表中并轉(zhuǎn)發(fā)至fib表；查詢fib表是否和所述請求包的前綴匹配的條目，如果沒有匹配的條目，則丟棄所述請求包；如果有匹配的條目，則判斷該條目所對應(yīng)下一跳的路由方向是否和所述請求包所對應(yīng)移動終端的移動方向一致，如果一致，將該請求包轉(zhuǎn)發(fā)至對應(yīng)的下一跳節(jié)點，若匹配的各條目所對應(yīng)下一跳的路由方向都與所述請求包所對應(yīng)移動終端的移動方向不一致，則丟掉所述請求包。優(yōu)選地，路由節(jié)點對返回的數(shù)據(jù)根據(jù)前綴匹配直接轉(zhuǎn)發(fā)，省略fib表中路由方向和移動終端方向的判斷。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還公開了一種移動終端，包括：第一處理模塊，用于確定自身的移動方向；第二處理模塊，用于在創(chuàng)建請求包時，將自身的移動方向信息添加在所述請求包中發(fā)送?？蛇x地，第二處理模塊在請求包的命名前綴中增加一組標識位以添加自身的移動方向信息。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還公開了一種路由節(jié)點，包括：第三處理模塊，用于獲取請求包，并從所述請求包中解析出移動終端的移動方向信息；第四處理模塊，用于當判斷本地cs中沒有對應(yīng)所述請求包的數(shù)據(jù)時，將該請求包增加到pit表中并轉(zhuǎn)發(fā)至fib表；第五處理模塊，用于查詢fib表是否和所述請求包的前綴匹配的條目，如果沒有匹配的條目，則丟棄所述請求包；如果有匹配的條目，則判斷該條目所對應(yīng)下一跳的路由方向是否和所述請求包所對應(yīng)移動終端的移動方向一致，如果一致，將該請求包轉(zhuǎn)發(fā)至對應(yīng)的下一跳節(jié)點，若匹配的各條目所對應(yīng)下一跳的路由方向都與所述請求包所對應(yīng)移動終端的移動方向不一致，則丟掉所述請求包。優(yōu)選地，上述路由節(jié)點還包括：第六處理模塊，用于對返回的數(shù)據(jù)根據(jù)前綴匹配直接轉(zhuǎn)發(fā)，省略fib表中路由方向和移動終端方向的判斷。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種基于ndn網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的方向感知轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)，包括：移動終端，用于確定自身的移動方向，并在創(chuàng)建請求包時，將自身的移動方向信息添加在所述請求包中發(fā)送；路由節(jié)點，用于獲取請求包，并從所述請求包中解析出移動終端的移動方向信息；當判斷本地cs中沒有對應(yīng)所述請求包的數(shù)據(jù)時，將該請求包增加到pit表中并轉(zhuǎn)發(fā)至fib表；然后查詢fib表是否和所述請求包的前綴匹配的條目，如果沒有匹配的條目，則丟棄所述請求包；如果有匹配的條目，則判斷該條目所對應(yīng)下一跳的路由方向是否和所述請求包所對應(yīng)移動終端的移動方向一致，如果一致，將該請求包轉(zhuǎn)發(fā)至對應(yīng)的下一跳節(jié)點，若匹配的各條目所對應(yīng)下一跳的路由方向都與所述請求包所對應(yīng)移動終端的移動方向不一致，則丟掉所述請求包?；谏鲜鱿到y(tǒng)，在各路由節(jié)點依次鄰接成線形的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，上述移動終端的移動方向包括正方向和反方向，相對應(yīng)的，上述路由節(jié)點fib表所對應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)接口屬性也分為正方向和反方向。本發(fā)明具有以下有益效果：在請求包中攜帶移動終端的移動方向信息，并根據(jù)移動方向信息選擇下一跳，使得網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的路由方向與移動終端的移動方向一致，也避免了數(shù)據(jù)包追著移動終端跑，而且相比較現(xiàn)有的ndn的組播轉(zhuǎn)發(fā)機制，本發(fā)明可以減少一半的請求包轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)量。同時，由于ndn采用全緩存機制，只要有請求包轉(zhuǎn)發(fā)的節(jié)點就會被緩存，則數(shù)據(jù)包的備份被緩存到相反方向的多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，藉此，當請求包轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)量減半時，對應(yīng)需要緩存相應(yīng)數(shù)據(jù)包的節(jié)點也減半，從而節(jié)約了大量的網(wǎng)絡(luò)資源浪費和避免了緩存頻繁更新；解決終端高速移動導致的帶寬不足和網(wǎng)絡(luò)冗余問題。下面將參照附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。附圖說明構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的基于ndn網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的方向感知轉(zhuǎn)發(fā)方法流程圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。實施例1本實施例公開了一種基于ndn網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的方向感知轉(zhuǎn)發(fā)方法，如圖1所示，包括：步驟s1、移動終端確定自身的移動方向。優(yōu)選地，該步驟可以對移動終端一段時間內(nèi)的位移數(shù)據(jù)進行分析確定移動終端的移動方向，相關(guān)位移數(shù)據(jù)的獲取可以通過gps等定位模塊實現(xiàn)。本實施例中，針對的場景大多是高鐵、地鐵或高速公路沿線的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；因此，相關(guān)移動終端的在一個時間段的大體的移動信息往往是可以準確界定的；相對比的，若采用當前實時的移動方向，則由于存在受局部路段彎路、轉(zhuǎn)向等影響而容易導致誤判。步驟s2、移動終端在創(chuàng)建請求包時，將自身的移動方向信息添加在請求包中發(fā)送?？蛇x地，移動終端在請求包的命名前綴中增加一組標識位以添加自身的移動方向信息。步驟s3、路由節(jié)點獲取請求包，并從請求包中解析出移動終端的移動方向信息。當路由節(jié)點判斷本地cs中有對應(yīng)請求包的數(shù)據(jù)時，直接將相應(yīng)的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給移動終端，結(jié)束流程。反之，轉(zhuǎn)下述步驟s4。步驟s4、當路由節(jié)點判斷本地cs中沒有對應(yīng)請求包的數(shù)據(jù)時，將該請求包增加到pit表中并轉(zhuǎn)發(fā)至fib表。其中，在ndn轉(zhuǎn)發(fā)模型中，在查找pit的過程中，若有與請求包匹配的記錄則結(jié)束，若不存在匹配記錄，則將該請求包增加到pit中，并按fib的查找結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)請求包，轉(zhuǎn)下述步驟s5。步驟s5、查詢fib表是否和請求包的前綴匹配的條目，如果沒有匹配的條目，則丟棄請求包；如果有匹配的條目，則判斷該條目所對應(yīng)下一跳的路由方向是否和請求包所對應(yīng)移動終端的移動方向一致，如果一致，將該請求包轉(zhuǎn)發(fā)至對應(yīng)的下一跳節(jié)點，若匹配的各條目所對應(yīng)下一跳的路由方向都與請求包所對應(yīng)移動終端的移動方向不一致，則丟掉該請求包。步驟s6、路由節(jié)點對返回的數(shù)據(jù)根據(jù)前綴匹配直接轉(zhuǎn)發(fā)，省略fib表中路由方向和移動終端方向的判斷。本實施例中，通常，數(shù)據(jù)報按照請求包的相反路徑逐跳返回至移動終端；返回過程中，當數(shù)據(jù)每經(jīng)過一個路由節(jié)點，首先在該路由節(jié)點查找pit表，如果查找到相應(yīng)的匹配條目，則進行轉(zhuǎn)發(fā)，如果沒有查到則丟棄。由于數(shù)據(jù)包在返回過程中緩存所請求的內(nèi)容到所經(jīng)過的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，因此，特殊情況下，當移動終端接入ndn網(wǎng)絡(luò)的接入節(jié)點從上一路由節(jié)點轉(zhuǎn)換到下一跳的路由節(jié)點時，也可通過再次發(fā)送請求包而在該下一跳路由節(jié)點基于cs查找而直接獲取。當本實施例方法應(yīng)用于各路由節(jié)點依次鄰接成線形的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，上述移動終端的移動方向包括正方向和反方向，相對應(yīng)的，上述路由節(jié)點fib表所對應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)接口屬性也分為正方向和反方向。以高鐵京廣線為例：如果定義由北往南的方向為正方向，則由南往北的方向為反方向，移動終端的移動方向、高鐵沿線依次鄰接的路由節(jié)點的路由方向都以此為原則；相關(guān)正反方向的定義可以由對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中相應(yīng)節(jié)點進行廣播。由于高鐵、地鐵及高速公路往往都是雙向的，任一路由節(jié)點通常都具備多個不同的物理接口，相關(guān)接口可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中對方向的相關(guān)原則設(shè)置其接口屬性。在相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，當存在多個節(jié)點請求同一內(nèi)容時，相關(guān)路由節(jié)點還可以對所接收的請求包進行聚合以減少網(wǎng)絡(luò)流量，同理，在聚合過程中，本實施例只對面向同一內(nèi)容同方向的請求包進行聚合。具體包括：當路由節(jié)點判斷本地cs中沒有對應(yīng)請求包的數(shù)據(jù)時，將該請求包增加到pit表中并轉(zhuǎn)發(fā)至fib表，將該請求轉(zhuǎn)發(fā)至pit表，如果pit表存在該條目且移動方向一致則進行聚合不轉(zhuǎn)發(fā)至pit表；如果pit表存在該條目且移動方向不一致則增加新條目至pit表中并轉(zhuǎn)發(fā)至fib表；如果pit表不存在該條目，將該請求增加到pit表中并轉(zhuǎn)發(fā)至fib表。綜上，本實施例公開的基于ndn網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的方向感知轉(zhuǎn)發(fā)方法，在請求包中攜帶移動終端的移動方向信息，并根據(jù)移動方向信息選擇下一跳，使得網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的路由方向與移動終端的移動方向一致，也避免了數(shù)據(jù)包追著移動終端跑，而且相比較現(xiàn)有的ndn的組播轉(zhuǎn)發(fā)機制，本發(fā)明可以減少一半的請求包轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)量。同時，由于ndn采用全緩存機制，只要有請求包轉(zhuǎn)發(fā)的節(jié)點就會被緩存，則數(shù)據(jù)包的備份被緩存到相反方向的多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，藉此，當請求包轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)量減半時，對應(yīng)需要緩存相應(yīng)數(shù)據(jù)包的節(jié)點也減半，從而節(jié)約了大量的網(wǎng)絡(luò)資源浪費和避免了緩存頻繁更新；解決終端高速移動導致的帶寬不足和網(wǎng)絡(luò)冗余問題。實施例2與上述方法實施例相對應(yīng)的，本實施例公開一種基于ndn網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的方向感知轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)及裝置。一方面，本實施例系統(tǒng)包括：移動終端，用于確定自身的移動方向，并在創(chuàng)建請求包時，將自身的移動方向信息添加在請求包中發(fā)送；路由節(jié)點，用于獲取請求包，并從請求包中解析出移動終端的移動方向信息；當判斷本地cs中沒有對應(yīng)請求包的數(shù)據(jù)時，將該請求包增加到pit表中并轉(zhuǎn)發(fā)至fib表；然后查詢fib表是否和請求包的前綴匹配的條目，如果沒有匹配的條目，則丟棄請求包；如果有匹配的條目，則判斷該條目所對應(yīng)下一跳的路由方向是否和請求包所對應(yīng)移動終端的移動方向一致，如果一致，將該請求包轉(zhuǎn)發(fā)至對應(yīng)的下一跳節(jié)點，若匹配的各條目所對應(yīng)下一跳的路由方向都與請求包所對應(yīng)移動終端的移動方向不一致，則丟掉請求包?？蛇x的，基于上述系統(tǒng)，在各路由節(jié)點依次鄰接成線形的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，上述移動終端的移動方向包括正方向和反方向，相對應(yīng)的，上述路由節(jié)點fib表所對應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)接口屬性也分為正方向和反方向。一方面，本實施例公開的移動終端包括：第一處理模塊，用于確定自身的移動方向；第二處理模塊，用于在創(chuàng)建請求包時，將自身的移動方向信息添加在請求包中發(fā)送?？蛇x地，第二處理模塊在請求包的命名前綴中增加一組標識位以添加自身的移動方向信息。一方面，本實施例公開的路由節(jié)點，包括：第三處理模塊，用于獲取請求包，并從請求包中解析出移動終端的移動方向信息；第四處理模塊，用于當判斷本地cs中沒有對應(yīng)請求包的數(shù)據(jù)時，將該請求包增加到pit表中并轉(zhuǎn)發(fā)至fib表；第五處理模塊，用于查詢fib表是否和請求包的前綴匹配的條目，如果沒有匹配的條目，則丟棄請求包；如果有匹配的條目，則判斷該條目所對應(yīng)下一跳的路由方向是否和請求包所對應(yīng)移動終端的移動方向一致，如果一致，將該請求包轉(zhuǎn)發(fā)至對應(yīng)的下一跳節(jié)點，若匹配的各條目所對應(yīng)下一跳的路由方向都與請求包所對應(yīng)移動終端的移動方向不一致，則丟掉請求包。優(yōu)選地，上述路由節(jié)點還包括：第六處理模塊，用于對返回的數(shù)據(jù)根據(jù)前綴匹配直接轉(zhuǎn)發(fā)，省略fib表中路由方向和移動終端方向的判斷。同理，本實施例公開的基于ndn網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的方向感知轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)及裝置，在請求包中攜帶移動終端的移動方向信息，并根據(jù)移動方向信息選擇下一跳，使得網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的路由方向與移動終端的移動方向一致，也避免了數(shù)據(jù)包追著移動終端跑，而且相比較現(xiàn)有的ndn的組播轉(zhuǎn)發(fā)機制，本發(fā)明可以減少一半的請求包轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)量。同時，由于ndn采用全緩存機制，只要有請求包轉(zhuǎn)發(fā)的節(jié)點就會被緩存，則數(shù)據(jù)包的備份被緩存到相反方向的多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，藉此，當請求包轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)量減半時，對應(yīng)需要緩存相應(yīng)數(shù)據(jù)包的節(jié)點也減半，從而節(jié)約了大量的網(wǎng)絡(luò)資源浪費和避免了緩存頻繁更新；解決終端高速移動導致的帶寬不足和網(wǎng)絡(luò)冗余問題。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁12當前第1頁12