[发明专利]一种命名数据网络中的标签交换转发方法

摘要

本发明公开了一种命名数据网络中的标签交换转发方法。方法包括(1)具有名字标签交换作用的区域称为名字标签交换(Name Label Switching，NLS)域，建立NLS域，连接不同命名数据网络为之提供兴趣包和数据包传送服务；(2)在NLS域的边缘路由器添加标签来替代数据名字转发数据或删除标签并采用传统命名数据网络转发数据，并缓存数据；(3)在NLS域的核心节点只采用标签交换转发数据，并不缓存数据。本发明在命名数据网络中采用标签交换机制，创建一个类似多协议标签交换技术的标签交换核心域‑‑‑名字标签交换域，实现标签交换转发，从而减少总的名字查找次数和单次查找时间，以实现快速可扩展的分组转发。

主权项

一种命名数据网络中的标签交换转发方法，包括：(1)名字标签交换域NLS(Name Label Switching)是连接不同命名数据网络NDN(Named DataNetworking)并为之提供兴趣包和数据包传送服务的网络域；(2)NLS域由两种节点组成：边缘节点和核心节点；边缘节点也叫做名字标签边缘路由器NLER(Name Label Edge Router)，根据转发等价类FEC(Forwarding Equivalent Class)对每个进入NLS域的兴趣包或数据包添加标签，当被标记的兴趣包或数据包离开NLS域时去掉标签；核心节点通常被称为名字标签交换路由器NLSR(Name Label Switching Router)，基于标签交换进行兴趣包或数据包转发；(3)被标记的兴趣包和数据包在利用标签分发协议LDP(Label DistributedProtocol)建立的名字标签交换路径NLSP(Name Label Switching Path)上传输；NLSP有两种类型：ILSP(Interest LSP)和DLSP(Data LSP)，分别用于传输兴趣包和数据包；(4)NLS域中的数据仅仅在边缘节点缓存；(5)边缘节点分为入口节点和出口节点两种类型，取决于兴趣包发送的方向：将兴趣包发往NLS域的边缘节点称为入口节点；将兴趣包从NLS域发送出去的边缘节点称为出口节点；(6)NLS域边缘节点的结构：NLS的入口节点包含PIT，CS，标签信息库LIB(Label Information Base)三张表，具有标签标记兴趣包和去掉数据包标签的功能；出口节点包含FIB，PIT，CS，LIB四张表，具有标签标记数据包和去掉兴趣包标签的功能；(7)NLS域内兴趣包或者数据包的标签交换转发方法，包括：当Client发出的兴趣包到达NLS域的入口节点时，该节点首先检查CS表中是否有匹配的数据，如果有，则丢掉兴趣包，回传数据包；否则，节点将查找PIT表，若有匹配的条目，兴趣包到达的接口将被添加到接口条目中；若没有匹配的条目，节点将查找LIB表，该表由名字前缀、输入/输出接口和由LDP分发的标签组成，名字、接口和标签值一一对应；如果在LIB表中查找到匹配条目，则兴趣包被标记，沿着ILSP转发；当来自NLS域的数据包到达NLER时，NLER去掉数据包的标签，根据数据包的Content Name字段，首先在内容缓存中查找，如果有则丢弃该数据包；如果没找到，则在PIT中查找，如果有则根据查找到的所有接口转发出去，然后缓存在内容缓存中；如果在PIT中也没有匹配的条目，则丢弃该数据包；当带有标记的兴趣包到达NLS的出口节点时，该节点首先去除标签，并检查CS中是否有匹配的数据；如果有，则标记数据包，并按照DLSP转发；否则，查找PIT，如果PIT中有该兴趣包的Content Name条目，则在PIT表的该条目中添加兴趣包到来的接口，并丢掉兴趣包；如果PIT中没有该条目，则查找FIB，如果在FIB中找到，则按照查找到的所有接口转发兴趣包，并且在PIT中记录；如果FIB中也没有该Content Name条目，则丢弃该兴趣包；当数据包到达此节点时，根据数据包的Content Name字段，首先在内容缓存中查找，如果有则丢弃该数据包；如果没找到，则在PIT中查找，如果有，查找LIB表用标签标记数据包，并通过DLSP转发，然后缓存在内容缓存中；如果在PIT中也没有匹配，则丢弃该数据包。