用于部署最小成本ccn拓撲的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及計算機網(wǎng)絡(luò)。更確切地說，本發(fā)明涉及跨越互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)部署覆蓋內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)。
【背景技術(shù)】
[0002]近期研究工作是產(chǎn)生內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)連接(CCN)以關(guān)于內(nèi)容重新架構(gòu)整個網(wǎng)絡(luò)堆棧。在CCN中，包通常并不含有用于包的來源和目的地的網(wǎng)絡(luò)地址。實際上，客戶發(fā)出用于內(nèi)容對象的請求，并且路由器跨越網(wǎng)絡(luò)直接穿過網(wǎng)絡(luò)將這些請求路由到儲存內(nèi)容的拷貝的最近網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點返回包含請求內(nèi)容對象的包以響應于所述請求。
[0003]CCN可以使用受控制的溢流作為將所述請求路由到適當?shù)膬?nèi)容提供商的機制，這消除了必須對所有可能的內(nèi)容提供商配置顯式路由的負擔。然而，通過此機制產(chǎn)生的益處的代價在于網(wǎng)絡(luò)中對象請求流量的增大開銷。更糟糕的是，CCN節(jié)點彼此連接的方式對出現(xiàn)于網(wǎng)絡(luò)中的興趣的量具有主要影響，這使得難以無需減弱的開銷來部署CCN網(wǎng)絡(luò)。舉例來說，次優(yōu)的CCN拓撲可能使得興趣經(jīng)由不需要地大量的鏈路流動，并且可以在某些CCN節(jié)點處產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁塞。此次優(yōu)拓撲可以引起CCN節(jié)點處的不必要的處理開銷，并且可以增大這些興趣所訪問的內(nèi)容的輸送時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]—個實施例提供跨越CCN節(jié)點的集合或跨越作為覆蓋的現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計和部署內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(CCN)拓撲的系統(tǒng)。在操作期間，系統(tǒng)分析N個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的計算機網(wǎng)絡(luò)以確定物理網(wǎng)絡(luò)拓撲。系統(tǒng)還確定物理網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)目k的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點以覆蓋內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(CCN)。系統(tǒng)隨后確定拓撲特定的特性，例如，實現(xiàn)CCN覆蓋網(wǎng)絡(luò)的最佳性能指標的平均連接度以及連接度分布。系統(tǒng)生成滿足平均連接度并且滿足連接度分布(或任何其它替代或額外要求)的k個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)拓撲。系統(tǒng)可以跨越底層物理網(wǎng)絡(luò)的k個節(jié)點部署內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)拓撲。
[0005]在一些實施例中，覆蓋CCN網(wǎng)絡(luò)可以使用基于IP的物理網(wǎng)絡(luò)基于數(shù)據(jù)段的名稱轉(zhuǎn)發(fā)興趣消息。在CCN中，每一內(nèi)容段分別地得到命名，且每一數(shù)據(jù)段結(jié)合到獨特名稱，所述獨特名稱區(qū)分所述數(shù)據(jù)與任何其它數(shù)據(jù)段，例如，相同數(shù)據(jù)的其它版本或來自其它來源的數(shù)據(jù)。此獨特名稱允許網(wǎng)絡(luò)裝置通過散播指示所述獨特名稱的請求或興趣來請求數(shù)據(jù)，且可獨立于數(shù)據(jù)的存儲位置、網(wǎng)絡(luò)位置、應用程序及運送手段而獲得數(shù)據(jù)。以下術(shù)語描述CCN架構(gòu)的元素:
[0006]內(nèi)容對象:單個命名數(shù)據(jù)段，其結(jié)合到獨特名稱。內(nèi)容對象是“持久性的”，這意味著獨特名稱和數(shù)據(jù)經(jīng)由密碼編譯簽名結(jié)合。內(nèi)容對象可以在計算裝置內(nèi)來回移動，或跨越不同計算裝置移動，但是并不發(fā)生變化。如果內(nèi)容對象的任何組成部分發(fā)生變化，那么形成變化的實體產(chǎn)生包含更新內(nèi)容的新內(nèi)容對象，并且經(jīng)由新密碼編譯簽名將新內(nèi)容對象結(jié)合到新獨特名稱。
[0007]獨特名稱:CCN中的名稱通常是獨立于位置的并且獨特地識別內(nèi)容對象。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)裝置可使用名稱或名稱前綴朝向生成或儲存內(nèi)容對象的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)包，而無需所述內(nèi)容對象的網(wǎng)絡(luò)地址或物理位置。在一些實施例中，名稱可為階層結(jié)構(gòu)可變長度識別符(HSVLI)。HSVLI可劃分成若干階層組成部分，其可以不同方式構(gòu)造。舉例來說，個體名稱組成部分 pare、home、ndn 及 test, txt 可以左向前綴為主方式(eft-oriented prefix-majorfash1n)構(gòu)造以形成名稱“/parc/home/ndn/test.txt”。因此，名稱“/parc/home/ndn” 可為“/parc/home/ndn/.txt”的“親代(parent) ”或“前綴”。額外組成部分可以用于區(qū)分內(nèi)容項的不同版本，例如協(xié)作文檔。
[0008]在一些實施例中，名稱可包含非階層式識別符，例如從內(nèi)容對象的數(shù)據(jù)(例如，校驗和值)和/或從內(nèi)容對象的名稱的元素導出的雜湊值。基于雜湊的名稱的說明描述于第13/847，814號美國專利申請案(標題為“用于基于名稱的包轉(zhuǎn)發(fā)的有序元素命名(ORDERED-ELEMENT NAMING FOR NAME-BASED PACKET FORWARDING) ”，發(fā)明人為 Ignac1Solis，2013年3月20日遞交)中。名稱還可以為平面標記(flat label)。下文中，“名稱”用于指名稱數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)段的任何名稱，例如階層名稱或名稱前綴、平面名稱、固定長度名稱、任意長度名稱或標記(例如，多協(xié)議標記交換(MPLS)標記)。
[0009]里趣:包，其指示對于數(shù)據(jù)段的請求，且包含所述數(shù)據(jù)段的名稱(或名稱前綴)。數(shù)據(jù)消費者可跨越內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)散布請求或興趣，CCN路由器可朝向可提供所請求數(shù)據(jù)以滿足所述請求或興趣的存儲裝置(例如，緩存服務(wù)器)或數(shù)據(jù)產(chǎn)生者傳播所述請求或興趣。
[0010]在一些實施例中，本文中所揭示的方法還適用于其它信息為中心的組網(wǎng)(ICN)架構(gòu)，例如，一個名稱為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(NDN)的。CCN架構(gòu)的說明描述于第12/338，175號美國專利申請案(標題為“在內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)中控制興趣和內(nèi)容的傳播(CONTROLLING THE SPREAD OFINTERESTS AND CONTENT IN A CONTENT CENTRIC NETWORK) ”，發(fā)明人為 Van L.Jacobson 和Diana K.Smetters，2008 年 12 月 18 日遞交)中。
[0011 ] 在一些實施例中，性能指標包含以下各項中的至少一者:興趣開銷、多個興趣重新傳輸；可供使用的網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)利用率；以及興趣到內(nèi)容對象環(huán)路時延。
[0012]在一些實施例中，在確定平均連接度時，系統(tǒng)對一或多個值進行迭代用于平均連接度以產(chǎn)生用于每個平均連接度的k個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)拓撲。系統(tǒng)計算用于每個網(wǎng)絡(luò)拓撲的性能指標，并且選擇具有最高性能指標的平均連接度。
[0013]在一些實施例中，在確定連接度分布時，系統(tǒng)基于冪律分布、基于高斯分布或與所述分布相關(guān)聯(lián)的參數(shù)確定最佳分布。系統(tǒng)還可以基于現(xiàn)在已知的或稍后研發(fā)的任何其它概率分布和/或通過與所述分布相關(guān)聯(lián)的參數(shù)確定最佳分布。
[0014]在一些實施例中，在確定連接度分布時，系統(tǒng)在一或多個分布函數(shù)上迭代以基于對應的分布函數(shù)生成滿足平均連接度的k個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)拓撲。系統(tǒng)隨后計算用于每個網(wǎng)絡(luò)拓撲的性能指標，并且選擇具有最高性能指標的連接度分布。
[0015]在一些實施例中，在確定連接度分布時，系統(tǒng)針對分布函數(shù)在一或多個參數(shù)上迭代以基于每個分布函數(shù)產(chǎn)生滿足平均連接度的k個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)拓撲。系統(tǒng)隨后針對每個網(wǎng)絡(luò)拓撲計算性能指標，并且選擇具有最高性能指標的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。
[0016]在一些實施例中，在確定連接度分布時，系統(tǒng)確定規(guī)定針對每一對連接度的發(fā)生值的最佳分布度矩陣。分布度矩陣實現(xiàn)用于k個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)拓撲的滿足平均連接度的最佳性能指標。
【附圖說明】
[0017]圖1說明根據(jù)一個實施例跨越IP網(wǎng)絡(luò)覆蓋的示例性內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)。
[0018]圖2呈現(xiàn)說明根據(jù)一個實施例用于跨越IP網(wǎng)絡(luò)部署覆蓋內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的方法的流程圖。
[0019]圖3A說明根據(jù)一個實施例的示例性連接度分布。
[0020]圖3B說明根據(jù)一個實施例的示例性分布度矩陣。
[0021]圖4呈現(xiàn)說明根據(jù)一個實施例用于確定優(yōu)化性能指標的平均連接度的方法的流程圖。<