[发明专利]在内容中心网络中基于命名中内容属性实现的路由方法

说明书

本发明涉及一种在内容中心网络中基于命名中内容属性实现的路由方法，包括：内容消费者检查将要发出的兴趣包的名称，根据兴趣包名称中所包含的信息确定兴趣包的内容；按照内容的属性，根据内容在各区域分布概率的大小，向内容分布概率最大的区域发送兴趣包；区域内的节点接收到兴趣包后，检查所接收到的兴趣包的名称，根据所述兴趣包的名称做匹配操作；内容消费者没有得到响应，向较当前区域的内容分布概率次大的另一区域发送兴趣包，然后重新执行上一步，直至兴趣包发送成功或达到终止条件。

技术领域

本发明涉及路由技术领域，特别涉及一种在内容中心网络中基于命名中内容属性实现的路由方法。

背景技术

随着互联网的发展，内容检索和信息获取成为互联网的主要趋势，传统TCP/IP网络体系结构的IP地址语义过载问题所导致的移动性、扩展性和安全性等方面的缺陷逐渐暴露出来。针对这一问题，学术界普遍认为需要对下一代互联网的命名和寻址体系结构进行重新设计。因此，许多未来互联网研究机构提出了信息中心网络（Information-CentricNetworking，ICN）体系架构，也称作基于内容的网络或基于名称的网络，CCN（Content-Centric Networking）、DONA（Data-Oriented Network Architecture）、PSIRP（Publish/Subscribe Internet Paradigm）等方案都属于这一范畴。这种架构是在网络层将内容从主机分离，通过名称（标识符）而不是存储位置（主机IP地址）检索内容对象，提高用户内容获取性能。

在CCN中，有两种包类型：兴趣包（Interest packet）和数据包（Data packet）。每个包都包含一个内容名称来标识用户想要获取的内容或该数据包负载的数据。包中没有地址信息。CCN的路由器需要维护3个表：CS(content store)、PIT( pending interesttable)、FIT(forwarding information table)。CCN的通信是由内容的接收方（即内容的消费者）驱动的。用户想要获取内容时，首先发出一个兴趣包（包含所需内容的名称），路由器接收到这个包后，首先在CS中查找是否有与当前名称匹配的内容，如果有，则直接将匹配的数据包返回给发起请求的节点；如果没有，路由器会在PIT中记录下当前名称对应的兴趣包是从哪个接口进入的。同时路由器在FIT中查找与当前名称匹配的记录，以确定从哪些接口把这个兴趣包发出去。当某个节点拥有与名称匹配的内容时，它就发回一个数据包。这个包会沿着刚才兴趣包经过的路径返回。当路由器接收到一个数据包时，它会根据这个包的名称在PIT中查询匹配的记录，将这个包从所有匹配的接口发出。这样，所有之前请求过相同数据的节点都可以得到所需的数据，PIT中匹配的记录都将被删除。另外，路由器会在CS中保存这个数据包的副本。上述过程所有涉及“查询”/“匹配”的操作都是基于名称的，与地址无关。由此可知，在CCN设计中，命名和路由方案非常重要。

1、CCN网络中内容命名研究现状

如果想要实现高效安全的内容获取，那么命名方案需要支持以下特性：

唯一性：对象标识符应该是全球唯一的，这样才能够标识对象。

持久性：一旦为内容对象指定了对象标识符，只要底层的对象本身可以获得而且没有改变，那么它的标识符就一直是有效的，也就是说，即使对象的位置和管理域改变了，用户仍想通过该名称获得内容对象。

可信度：TCP/IP保证的是两通信节点之间的路径的安全，而ICN的设计保证了内容本身的安全。原始内容的拥有者或创造者对内容进行签名，终端用户和网络单元（如ICN路由器）通过验证该签名来鉴定内容。在该面向内容的信任模型中，命名起两方面的作用：用户友好的人类可读的名称和相应的对象标识符的绑定，以及对象标识符和公钥的绑定，因此需要保证这两种绑定的真实性。

可扩展性：互联网上的内容数目巨大，位置频繁变化。因此需要实现一定的聚合以降低路由状态的数目和路由更新开销。