[发明专利]一种基于虚拟网络接口的内容缓存的系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于虚拟网络接口的内容缓存的系统及方法。在网络设备内存中分配未应答兴趣表和转发信息表。将虚拟网络接口添加到转发信息表和未应答兴趣表。当接收到兴趣报文时，根据接收到的兴趣报文查找未应答兴趣表，若没有匹配到相应的表项，则在未应答兴趣表中插入新的表项并将虚拟网络接口或外挂网络存储的网络接口添加到新的表项，并依据转发信息表转发兴趣报文；对接收到的数据报文，根据未应答兴趣表将数据报文发送至存储设备和相应兴趣报文进入的网络接口。本发明解决了信息中心网络中网络设备处理访问缓存时的等待问题，同时解决了缓存不命中时的兴趣报文转发延迟问题，以转发理念统一了网络设备访问缓存时的等待问题，提高了网络设备的处理性能。

技术领域

本发明涉及网络技术领域，涉及到信息中心网络内的内容缓存，具体涉及一种基于虚拟网络接口的内容缓存的系统及方法。

背景技术

众所周知，在互联网中实现内容缓存的技术是内容分发网(CDN)技术，这是互联网协议(IP)之上的重叠网技术，是由CDN运营商提供的。由CDN提供的内容缓存，包括网页、视频、音频等。采用CDN技术，可大量地减少对源端服务内容提供设备的负载压力，实现少量设备即可服务大量用户的目的。这种技术最典型的应用之一是视频直播，即实时流的CDN。在这种技术下，终端用户是看不见CDN的存在的，他们仅需要关注内容即可。但由于CDN是重叠网技术，它叠加在IP之上，且IP是尽力而为的协议，所以在CDN下要保障QoS(服务质量)，就存在比较大的困难。

在IP网络上提供内容，是间接的，IP仅仅解决传输问题，不解决内容提供问题。针对这样的问题以及IP本身的其他问题，人们提出颠覆IP的新网络架构，其中信息中心网络(ICN)(比如CCN、NDN)是以信息为中心的联网技术，是以网络的方式提供音频、视频等信息，为做到这点，该种网络要求缓存是内建于网络中的，即网络节点带有缓存，在NDN中就体现为CS(内容存储)。网络节点带有缓存，就必然带来访问缓存的开销，这就可能对网络节点的转发性能产生影响。

NDN等中的典型做法是：在接收到兴趣报文时，首先查找CS，如果存在兴趣报文关注的数据报文，则以数据报文对兴趣报文做出应答，从兴趣报文到达的端口发送出去。如果不存在数据报文，则以兴趣报文查找PIT(Pending Interest Table，未应答兴趣表)，如果有表项与之对应，将兴趣报文到达接口添入表项，并丢弃兴趣报文；否则以兴趣报文中的内容名字前缀查找FIB(Forwarding Information Base，转发信息表)，依据FIB中匹配的表项，确定外发端口，并将兴趣分组在这些外发端口上发送。在接收到数据报文时，查找PIT表，从兴趣报文对应的到达端口反向外发数据报文。

但是，在接收到兴趣报文时，要查找本地缓存，这是非常耗时的一项操作，无论本地有无数据，这项操作都要做；另外在本地无数据时，才首先查找PIT表，看有无表项记录，如有，则将兴趣报文到达端口添加到PIT表。否则将兴趣报文依据FIB表，外发兴趣报文。

无论网络节点是否带有缓存，以主机操作系统中访问存储的方式访问缓存，这就有点违反网络设备的转发理念，需要在转发操作上加上访存操作。另外针对缓存中数据报文的有无所做的判断以及后续处理，也存在优化的空间。

发明内容

本发明的目的是解决以网络节点转发理念实现信息中心网络的缓存处理，减小访问缓存造成的开销和以同样的理念处理缓存不命中的情况，可大大减少处理和判断开销。同时，可减少信息中心网络中节点的处理负担，达到简化节点处理。