[发明专利]一种ICN路由器中数据块的多源组装方法及装置

说明书

本发明公开了一种ICN路由器中数据块的多源组装方法及装置，所述方法包括：接收网络数据报文，根据数据报文头部携带的Eid字段将报文分流到不同的缓存线程；缓存线程根据报文携带的Eid字段，查询该内容是否已在本地缓存；若该内容已经组装完整并缓存，则转发该报文；否则，缓存线程将来自不同数据源，同属于一个内容的数据报文，放入同一块内存区间中进行组装；保存组装好的内容数据块。本发明的方法提高了属于热点内容的数据块在路由器上的组装和缓存成功率，由此提高了路由器的内存利用率。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种ICN路由器中数据块的多源组装方法及装置。

背景技术

目前互联网技术与应用飞速发展，宽带化、内容化已经成为互联网前进的主要方向。据预测，未来5年，全球IP流量将增长近3倍，从2015年到2021年将增长127倍。到2021年，年度全球IP流量将到达3.3ZB。

日益增长的内容获取需求促使学术界构思将以主机为中心的通信模式转变为以内容为中心，随即提出了多种以信息为中心的网络((information-centric networking，ICN)架构。ICN网络架构有两个最重要的特征：一是路由器拥有存储能力，可以实现网内内置缓存；二是内容有全局唯一的命名标识，ICN完全抛弃了IP网络用IP地址为每个主机命名的方式，而是对内容进行命名，路由器根据命名标识进行路由和存储决策。网内缓存减少了用户获取内容的时延、节省网络带宽和缓解网络拥塞；而根据命名对内容传播和路由的方式有助于多源内容检索、内容快速传播和对移动位置的支持。

ICN网络架构中，每个文件被划分成独立可标识的小数据单元——数据块(chunk)，数据块以报文的粒度在网络中进行传输，ICN路由器收到报文之后，将报文组装成完整数据块，作为用户请求一个内容的基本单元在路由器中缓存。

目前解决ICN网络架构中路由器对过路数据块进行缓存的方案主要有两种，一种是逐跳缓存，NDN(Named Data Networking，数据中心网络)是其中代表；另一种非逐跳缓存，如NetInf(Network of Information)。NetInf对过路的数据报文进行监听，根据节点状态具体判断是否缓存，只保证内容数据块在端到端之间的可靠传输，不保证逐跳间的可靠缓存。

NDN是ICN网络架构中的重要范型，NDN网络中的通信是接收者驱动的，为了获取所需要的数据，接收者需要发送一个携带有内容命名的Interest包到网络中。NDN网络路由器与传统路由器不同，它需要维护三个结构：FIB(Forwarding Information Base，转发信息库)、PIT(Pending Interest Table，未决信息表)和CS(Content Storage，内容缓存)。其中FIB表保存着内容名字与物理转发端口的对应关系，PIT表保存着到达过的未缓存命中的interest包的状态信息。

NDN路由器对网络中路过数据块的缓存采用逐跳的方式，data数据报文到达路由器之后，首先缓存到CS中，CS对data数据报文进行排序，将其组装成一个完整的数据块。对于数据块的传输，NDN一般承载在提供可靠网络传输服务的协议之上(比如TCP或NDNLP)，如果data数据报文进入CS经过排序之后无法组装成一个完整的数据块，说明出现了丢包的情况，NDN路由器会向上一跳请求对应丢失数据报文的重传，以保证数据块在传输路径上逐跳的缓存成功。待NDN路由器将一个数据块完整组装并且缓存成功之后，才将数据块往下一个节点进行转发。

与NDN在中间路由器直接通过内容名字匹配查找信息的方式不同，NetInf通过内容名解析的方式来获取内容。NetInf采用订阅/发布模型，数据源作为数据发布者，将内容在NRS(Name Resolution Service，名字解析服务)注册内容名和位置信息。内容请求者在NRS中查询请求内容的名字，从而获取数据源位置信息，之后内容请求者会选择“最佳”内容源直接通信获取内容数据。