[发明专利]一种无线场景下NDN链路层和网络层融合传输方法

摘要

本发明涉及一种无线场景下NDN链路层和网络层融合传输方法，属于命名数据网络无线传输技术领域。先制定无线局域网的各类型控制帧结构，将兴趣包插入到RTS帧内，引入RTS‑I帧；再制定针对NDN无线场景的RTS‑CTS信道预约方法；最后，在无线信道预约成功的前提下，进行数据传输与确认。以上步骤完成了一次有效数据传输，循环执行直至完成全部数据传输。所述方法有效解决了命名数据网络在数据传输时兴趣包发送频次高、链路层冗余控制帧过多的问题，降低了数据传输的帧间传输时延；将无线信道预约方法与NDN通信模式结合，实现了命名数据网络在无线场景下通信的“逐跳确认”，进而有益于无线信道的资源利用及通信回路的可靠保障。

主权项

1.一种无线场景下NDN链路层和网络层融合传输方法，其特征在于：涉及到的定义如下：/n兴趣包：由内容名、选择项、随机数组成，其中，选择项包括优选顺序、发布者过滤、范围等信息，随机数可用于防范兴趣包的泛洪攻击；/n数据包：由内容名、签名、签名信息、数据组成，其中，内容名与之前兴趣包中的相匹配，签名和签名信息用于验证内容发布者身份，进一步保证了数据的安全性；/n内容生产者：即产生特定数据内容的目的站点，每个数据包均从该站点封装发出；/n内容消费者：即寻求特定数据内容的源站点，每个兴趣包均从该站点封装发出；/nRTS帧：即请求传输控制帧，帧结构包含信道占用时长、源端MAC地址、目的端MAC地址以及控制纠错信息，用于对后续发送包含数据包的数据帧进行无线信道预约的请求；/nRTS-I：即兴趣包请求控制帧，用于向“内容生产者”发送兴趣包以请求所需数据，并同时进行后续的信道预约，帧结构与RTS帧结构相比，增加了“兴趣包”字段，该字段长度依据兴趣包字长可变；/nCTS帧：即允许传输控制帧，用于响应先前RTS帧，完成相应无线信道预约请求的响应；帧结构包含信道占用时长和目的端MAC地址；/nDATA帧：即数据帧，用于承载相应数据包内容，包含信道占用时长、地址域信息、帧数据内容以及相应的控制纠错信息；/nACK帧：即确认回复帧，用于确认接收先前发送过来的RTS-I帧和DATA帧中的帧信息；/n此外，为有效减少帧的传输冲突，规定了以下几种帧间隔：/nSIFS：即短帧间间隔，Short Inter-Frame Space，在此间隔前后，无线信道的使用权不变，用于RTS-I、RTS、CTS、ACK、DATA控制帧的应答交互间隔；/nDIFS：即DCF Inter-Frame Space，DCF帧间隔，用于区分前后两次信道预约的时间间隔，在此间隔前后，信道的使用权可能会发生变化；/n所述NDN链路层和网络层融合传输方法，包括如下步骤：/n步骤一、制定无线局域网的各类型控制帧结构，具体为：/n在现有包含RTS帧、CTS帧、ACK帧、DATA帧的控制帧结构基础上，制定了RTS-I帧；/n其中，RTS-I帧与RTS帧相比，增加了“兴趣包”字段；/n步骤二、制定针对NDN无线场景的RTS-CTS信道预约流程，具体包括：/n步骤2.1内容消费者站点通过监听确定在一个DIFS帧间间隔时长内有无其他站点发送帧数据，同时开启一个发送倒数计数器，若在该站点范围内有其他站点正在占用信道发送帧数据，则暂停该站点的发送倒数计数器；否则若在该站点范围内无其他站点占用信道，则倒数计数器持续工作，当计数器的值减为0时，跳至步骤2.2；/n步骤2.2内容消费者站点向内容生产者站点发送包含有兴趣包字段的RTS-I帧，用于请求远端数据；/n步骤2.3当内容生产者站点成功收到RTS-I帧，且等待SIFS帧间间隔时长后，返回ACK帧确认步骤2.2收到的RTS-I帧，若内容生产者站点无所需数据内容，则直接结束本次通信；否则若内容生产者站点有所需数据内容，则在等待SIFS帧间间隔时长后，继续向内容消费者站点发送RTS帧，用于后续传输数据包进行无线信道预约，跳至步骤2.4；/n步骤2.4当内容消费者站点收到RTS帧，等待SIFS帧间间隔时长后，向内容生产者发送CTS帧，通知信道已预约成功，并允许内容生产者站点开始发送内容数据；/n步骤三、NDN无线场景下内容消费者的数据传输与确认，具体为：/n步骤3.1当内容生产者站点收到远端发来的CTS帧，并等待SIFS帧间间隔时长后，内容生产者站点便将数据内容封装到数据包中，并向下层封装到数据帧中返回给内容消费者站点；/n步骤3.2当内容消费者站点成功收到数据帧，且等待SIFS帧间间隔时长后，检验无误，将向内容生产者发送ACK确认已收到包含数据包的数据帧信息；/n至此，从步骤一到步骤三，完成了无线场景下采用NDN链路层和网络层融合传输方法的一次有效数据内容传输，循环步骤二、三直至完成全部数据传输。/n