[发明专利]一种基于协议无感知转发的NDN模态实现方法及NDN控制器应用程序

说明书

一种基于协议无感知转发的NDN模态实现方法及NDN控制器应用程序，涉及NDN模态实现技术领域，用以解决现有POF不能直接支撑NDN的有状态转发需求且不能对TLV结构报文进行字段检查和操作的问题。本发明的技术要点包括：一个主机将NDN报文转换为NDN模态报文，NDN模态报文为NDN报文附加NDN前置头后形成的报文；多模态网络转发NDN模态报文，转发过程经过一个或多个POF交换机，在每个POF交换机中由流表流水线和有状态转发模块协同对NDN模态报文进行处理并向多模态网络发出，直至到达另一个主机；另一个主机将NDN模态报文转换为NDN报文。本发明提高了多模态网络的通用性、NDN转发的效率和NDN路由与转发策略管理的便捷性。本发明可应用于在多模态网络中运行NDN。

技术领域

本发明涉及NDN模态实现技术领域，具体涉及一种基于协议无感知转发的NDN模态实现方法及NDN控制器应用程序。

背景技术

软件定义网络(Software Defined Network，SDN)是一种新型网络技术。该技术通过分离网络设备中的控制面和数据面，将各设备的控制面集中整合为可编程控制器，使网络设备的转发行为可以由控制器上的软件所定义。多模态网络是一种新型网络架构，支持多种不同的网络层协议以不同模态的形式在同一网络中同时运行。网络模态可以基于协议无感知转发(Protocol Oblivious Forwarding，POF)这一软件定义网络技术构建。

POF是当前主流SDN实现技术OpenFlow的一种改进版本。该技术通过实现一套协议无关的数据面指令集及并定义相应的南向协议，使数据面的转发工作与具体网络协议无关，赋予数据面可编程能力，从而支持新型网络协议数据的转发。

命名数据网络(Named Data Networking，NDN)是一种有状态网络层协议。该协议要求转发器实现挂起兴趣表(Pending Interest Table,PIT)和网内缓存(Content Store,CS)等有状态转发功能，即能够跨转发行为地维护数据。同时，该协议的报文格式为TLV结构，影响转发的关键子结构(名字字段等)存在起始位置不固定、结构长度不固定和结构数量不固定等特征。

基于POF实现NDN模态是困难的。主要问题如下：第一，现有SDN技术(如POF等)主要面向IP等无状态网络层协议设计，其数据面设备不具备维护数据的功能，不能直接支撑NDN的有状态转发需求。第二，现有SDN技术(如POF等)主要面向IP等固定报文结构的网络层协议设计，其数据面设备不具备对TLV结构报文的字段检查和操作功能。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提出一种基于协议无感知转发的NDN模态实现方法及NDN控制器应用程序，用以解决现有POF不能直接支撑NDN的有状态转发需求且不能对TLV结构报文进行字段检查和操作的问题。

根据本发明一方面，提出一种基于协议无感知转发的NDN模态实现方法，该方法包括以下步骤：

步骤1.主机中的前置头处理模块接收NDN报文并对所述NDN报文执行正向转换，将NDN报文转换为NDN模态报文，并向多模态网络发出NDN模态报文；其中，所述主机是多模态网络用户使用的网络设备；所述NDN模态报文为NDN报文附加NDN前置头后形成的报文；

步骤2.多模态网络按照NDN协议转发NDN模态报文，转发过程经过一个或多个POF交换机，在每个POF交换机中由流表流水线和有状态转发模块协同对NDN模态报文进行处理并将处理后的NDN模态报文向多模态网络发出，直至到达另一个主机；

步骤3.另一个主机中的前置头处理模块接收NDN模态报文并对所述NDN模态报文执行反向转换，将NDN模态报文转换为NDN报文并发送。