[发明专利]一种面向智慧建筑的命名数据网络传输方法

说明书

本发明公开了一种面向智慧建筑的命名数据网络传输方法，包括：传输模式判断；中间节点在收到兴趣包后，若为Pull模式，则依次查询CS、PIT以及FIB，确定转发接口，将兴趣包送达底层设备；若为Push模式，则依次查询CS与FIB，确定转发接口，将兴趣包送达控制中心；提供者在收到兴趣包后返回匹配的数据包；中间节点在收到数据包后，依次查询CS与PIT完成转发决策，根据名称标志完成数据聚合，利用缓存策略完成缓存决策。本发明通过采用命名数据网络来进行智慧建筑场景下的数据传输，既满足了海量设备的传输需求，又提高了数据的安全性；在此基础上，两种模式能够覆盖所有类型应用，所涉及的命名方式、传输流程、缓存策略能有效地提高数据传输效率，减少开销。

技术领域

本发明涉及物联网通信协议与传输方法技术领域，更具体的说是涉及一种面向智慧建筑的命名数据网络传输方法。

背景技术

伴随着无线通信、智能感知、大数据以及云计算等技术的发展，物联网(Internetof Things，IoT)应运而生。建筑作为人们生活的重要活动场所已经成为物联网研究的一个重要应用方向。智慧建筑不同于传统建筑。它既可以实现建筑内部的环境监控满足用户的多种需求，又能够合理地管理各种资源达到节能减排的目的，甚至可以通过网络与外部连接以实现办公、娱乐、医疗等智慧城市应用。

实现高效、可靠的数据传输是构建智慧建筑的关键。迄今为止，在智慧建筑的场景下数据传输主要分为两条技术路线。一条是由局域网技术演变而来，在BACnet和LonWorks之上设计新的方法与服务。这条技术路线虽然便于建筑内部网络的管理，但是无法令用户远程访问并控制智慧建筑。另一条是伴随着互联网的发展，以TCP/IP为基础，逐渐演变成基于IPv6的解决方案——6LoWPAN。然而，智慧建筑内部包含了海量的设备，兼备多种底层通信技术。如何提供高效、可靠的数据传输服务一直是智慧建筑亟待解决的难题。首先，由于设备尤其是传感器可能随着需求的增加越来越多，相应的地址配置以及地址解析就会越来越复杂；其次，6LoWPAN等方案本身不能提供端到端之间的安全性，需要添加中间件来实现安全功能，实现的复杂性会降低数据传输的性能。综上，以TCP/IP为核心的传统网络构架难以满足智慧建筑日益增长的应用需求，需要一种新的解决方案来提供更优质的数据传输服务。

近年来，信息中心网络已成为下一代网络的新范式，为学界与业界广泛讨论。一些研究尝试将经典的命名数据网络(Named Data Networking,NDN)应用于物联网的场景中，以期利用NDN的特点与优势提供优质的数据传输服务。首先，NDN按名称转发数据，避免了传统基于TCP/IP网络的复杂的地址配置与解析过程；其次，NDN可通过名称的完整性验证来实现端到端传输的安全性，不需添加额外的中间件，降低了网络架构的复杂性；最后，NDN支持多播与网内缓存，对以数据采集为核心业务的物联网应用有良好的支持。然而，针对物联网的应用场景尤其是在智慧建筑中，目前的设计方案还存在缺陷。一方面，这些方案往往会沿用NDN层次化的命名方法并通过最长前缀匹配进行路由。这种单一化的方式无法满足应用多样化的传输需求，从而降低传输效率。另一方面，这些设计方案往往忽略了命名数据的缓存问题。

因此，在智慧建筑场景下，面对海量的数据与有限的设备存储空间，如何设计有效的缓存方案提高传输效率是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种面向智慧建筑的命名数据网络传输方法，针对智慧建筑中由应用数据繁多而引发的传输低效、缓存失效等问题，在深入分析智慧建筑应用场景的基础上提出了新的数据命名方案，并对数据缓存策略进行了深入改进，从而实现传输速率高，最大限度利用缓存空间的数据传输方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种面向智慧建筑的命名数据网络传输方法，包括以下步骤：

S1：中间节点接收到命名兴趣包后，读取所述命名兴趣包的标志位，判断当前所述命名兴趣包的传输模式，并对所述命名兴趣包进行转发；