[发明专利]内容中心网络中数据包捎带反向兴趣包的方法

说明书

技术领域

本发明属于网络技术领域，涉及在内容中心网络中数据包捎带反向兴趣包，可用于内容中心网络中双向通信数据的传输。

背景技术

相对于现有的互联网，内容中心网络是一种革命性的演进。当今的互联网结构是以主机为中心的，当用户想要获得某一内容时，需明确指出该内容存储在哪台主机上面，然后由用户访问该主机去获得内容。而在内容中心网络中，当用户想获得某一内容时，只需要向网络发送出对于该内容的请求，不需要指明该内容的存储位置，网络就可以寻找到该内容并将其返回给用户。

在内容中心网络架构中，实现了依据名字来路由的方式。当用户想获取内容时，用户只需向网络提交一个兴趣包来请求该内容，兴趣包中包含了该内容的名字。网络结点在收到兴趣包请求时，会首先在本结点的缓存中对该内容进行查找；当该内容已存在于本结点的缓存中时，网络结点会直接将数据沿原路返回给用户；当该内容并不存在于本结点的缓存中时，网络结点则依据所请求的名字向网络中的其它结点转发该兴趣包，直到该兴趣包被响应。内容中心网络响应兴趣包的方式是沿兴趣包发送的原路返回数据包；同时网络结点在接收到返回的数据包时，会根据缓存替换策略来将其保存在本结点的缓存中，以备以后其他用户请求同样的数据时使用。

内容中心网络的传输机制可以支持高度动态的移动连接和无处不在的泛在计算。为了提供可靠的、适应力强的投递服务，内容中心网络中发送端是无状态的，当兴趣没有被满足时，终端用户需要重新发送兴趣包，而接收者的策略层负责某个特定接口上的重传，同时选择可用的通信接口、不同兴趣的相对优先级等来发送兴趣，从而保障数据包传输的高可靠性和端到端之间流的平衡。

内容中心网络的传输机制可以支持高度动态的移动连接和无处不在的泛计算，为了提供可靠的、适应力强的投递服务，内容中心网络中发送端是无状态的，当兴趣没有被满足时，终端用户需要重新表示兴趣，发请重传，而接收者的策略层负责某个特定接口上的重传，同时选择可用的通信接口、不同兴趣的相对优先级等来发送兴趣，从而保障数据包传输的高效可靠性和端到端之间流的平衡。

内容中心网络有两个包类型：兴趣包和数据包。为了请求所需内容，请求者向网络中广播兴趣包，由网络结点来进行处理和转发。网络结点靠三个关键数据结构完成转发，分别是：转发信息库（Forwarding Information Base，FIB）、内容缓存（Content Store，CS）、待定兴趣表（Pending Interesting Table，PIT）。结点的内容缓存可以根据不同的策略来缓存已经转发的数据包，以供其他请求者使用。PIT 记录了已经转发但还未被响应的兴趣包以及到达的接口，作用是让响应的数据包能够依据PIT记录的端口准确地返回给请求者，当响应的数据包依据某条PIT条目转发以后，或者某PIT条目超出时间阈值，该条目被擦除。通信过程由数据接收端，也就是数据请求者发起。请求者发送名字标识的兴趣包，收到请求的路由器记录请求来自的接口，查找FIB表转发兴趣包。兴趣包到达有请求资源的节点后，包含名字和内容以及发布者签名的数据包沿着兴趣包的反向路径传送给请求者。通信过程中，兴趣包和数据包都不带任何主机或接口地址。兴趣包是基于包中的名字路由到数据提供者的，而数据包是根据兴趣包在每一跳建立的状态信息传递回来的。

标准的内容中心网络传输模型如下：当一个兴趣包到达时，路由器根据兴趣中的内容名称（Content Name），首先查找内容缓存，如果缓存中有被请求的内容，则响应该请求，并丢弃该兴趣包；如果内容缓存中没有被请求的内容，则查找PIT，如果PIT中有该内容名称条目，则在该内容名称条目中增加接口（Face），并丢弃该兴趣包；如果PIT中没有该内容名称条目，则查找FIB，如果在FIB中找到，则按照查找到的所有Face口转发兴趣包，并在 PIT中记录。如果 FIB中也没有该内容名称条目，则丢弃该兴趣包。路由器对数据包的处理相对简单，当数据包到达时，根据数据包的内容名称字段，首先在内容缓存中查找，如果有，则丢弃该数据包；如果没找到，则在PIT 中查找，如果有，则根据查找的Face口转发出去，然后缓存在内容缓存中；如果在PIT中查找失败，则丢弃该数据包。