[发明专利]一种基于网络编码的命名数据网络中多路径转发方法

说明书

本发明公开了一种基于网络编码的命名数据网络中多路径转发方法，该方法包括探索路径外缓存内容以及利用路径外缓存内容两个阶段，在获取数据内容代的初始探索阶段，路由表正常转发兴趣报文外，还会转发兴趣报文到其他可用接口来主动探索路径外网络节点缓存的该代数据内容的可用性，并根据返回的报文为路径外缓存内容建立可达性信息；路由器一方面根据路由表将兴趣报文转发到原始数据源，另一方面根据探索阶段建立的路径外缓存内容的可达性信息将兴趣报文转发到路径外缓存节点来寻求响应，返回的报文又会进一步更新缓存内容的可达性信息。本发明能够利用路径外的缓存内容，充分发挥命名数据网络多路径传输和网络内缓存的优势，提升网络的传输性能。

技术领域

本发明属于未来网络体系结构技术领域，具体涉及一种基于网络编码的命名数据网络中多路径转发方法。

背景技术

命名数据网络(NDN)是最有希望的未来网络体系结构之一。NDN以内容名称对报文进行标识以及路由，它支持网络内缓存和多路径转发。NDN中通信由数据请求者驱动，请求者发送携带内容名称的兴趣报文请求其所需内容，中间路由器利用多路径对兴趣报文进行转发，数据源或者已缓存了相应数据报文的路由器均可响应用户的请求。返回的数据报文根据兴趣报文的传输路径进行反向传输并根据缓存方法缓存在途经路由器中，被缓存的数据报文可响应将来用户的相同请求。因此，网络内缓存和多路径传输使得NDN具有高效传输数据内容的潜力。

但是，NDN通信并未有效利用兴趣报文传输路径外的缓存内容。目前利用路径外缓存内容的方法为在路由系统通告缓存内容的可达性信息或为经过的数据报文建立缓存痕迹。然而，由于缓存内容的高度动态性，以上以数据报文粒度维护缓存内容的可达性信息会给网络带来很大负担。因此，目前NDN中路由器只是采取最佳路由或者洪泛转发方法来转发兴趣报文，而兴趣报文通过多路径转发所带回的是相同的数据报文，造成网络中数据传输冗余，而且以上方法没有利用路径外缓存内容。

作为对NDN的扩展，支持网络编码的NDN(NC-NDN)可更有效地利用多路径转发与网络内缓存。在NC-NDN中，数据内容以“代”进行传送。每代数据内容以统一的名称进行标识并包含多个大小相同的数据块。数据源可对数据块进行编码，称为编码数据块。请求者发送的兴趣报文包含所请求的数据内容代的名称信息，即请求者请求的是数据内容代中某一编码块而不是特定的数据块，中间路由器若缓存有该代数据内容且其缓存编码块的数量不少于请求者已有的该代数据内容线性无关编码块的数量，则可将缓存的编码数据块进行再编码返回给请求者。请求者只需接收到数量与代大小相同的线性无关编码块即可解码得到原始数据内容。在NC-NDN中，兴趣报文通过多路径转发很大可能带回的是多个线性无关编码块，另外，缓存节点仅需提供该代数据内容编码块数量信息给其他节点即可提供缓存内容的可用性，因此，NC-NDN中可以以数据内容代的粒度维护缓存内容的可达性信息。与NDN相比，NC-NDN可以一种经济有效的方式利用路径外缓存内容，但是目前还没有相关工作的研究。

发明内容

发明目的：本发明提供一种基于网络编码的命名数据网络中多路径转发方法，能充分发挥命名数据网络多路径传输和网络内缓存的优势，提升网络的传输性能。

技术方案：本发明所述的一种基于网络编码的命名数据网络中多路径转发方法，包括以下步骤：

(1)多路径转发兴趣报文探索路径外缓存内容并建立缓存内容的可达性信息；

(2)根据路由表以及缓存内容的可达性信息并行转发兴趣报文。

所述步骤(1)包括以下步骤：

(101)内容请求者发送兴趣报文，指定请求的数据内容代的名称以及已有的该代内容线性无关编码块的数量Expected Rank；