一种基于内容命名的容迟网络体系结构的设计方法

摘要

本发明涉及一种基于内容命名的容迟网络体系结构，属于计算机网络应用技术领域。该网络体系结构具体下述技术特征：在网络汇聚层，包含请求消息和响应消息两种消息。同时，在网络汇聚层，维护有请求消息列表、响应消息头部信息列表与内容数据缓冲区。请求消息与响应消息均拥有各自的生成过程、处理过程和转发过程。使用数据的发布过程发布新数据。本发明所提出的容迟网络体系结构，以内容为中心，在继承容迟网络固有的容迟容断特征的基础之上，支持按内容名字获取和分发信息，同时内容在网络节点上自治地缓冲，可有效提高内容的可用性，降低访问的时间。

主权项

一种基于内容命名的容迟网络体系结构的设计方法，其特征在于：设定，在网络汇聚层包含请求消息和响应消息两种消息：请求消息包括内容名称、源请求节点标识、“源请求节点标识”长度、目的节点标识、“目的节点标识”长度以及生存期；响应消息包括内容名称、响应节点标识、“响应节点标识”长度、目的节点标识、“目的节点标识”长度、生存期以及内容数据负载，其中，除内容数据负载外的信息统称作响应消息的头部信息；同时，在网络汇聚层，维护有请求消息列表、响应消息头部信息列表与内容数据缓冲区；其中，请求消息列表的格式为：内容名称、源请求节点标识、“源请求节点标识”长度、目的节点标识、“目的节点标识”长度、生存期以及表项的建立时间；响应消息头部信息列表的格式为：内容名称、响应节点标识、响应节点标识长度、目的节点标识、目的节点标识长度、生存期以及表项的建立时间；内容数据缓冲区的格式为：内容名称、内容数据、生存期以及数据被请求的次数；请求消息与响应消息拥有各自的生成过程、处理过程和转发过程；所述请求消息的生成过程如下：首先，封装新请求消息；其中，内容名称与生存期字段的内容由上层应用提供，源请求节点标识与“源请求节点标识”长度字段内容由节点自身提供；然后，节点按照新请求消息中的内容名称在本地的内容数据缓冲区中进行查找；如果找到，则直接将数据及其名称返回至上层应用；如果没有找到，则按照实际情况以下述三种方式填充目的节点标识字段，此字段同时有多个节点标识：（1）如果节点知道该请求应当发往哪个节点，则直接将对应的节点标识填入该字段；（2）如果节点不知道该请求应当发往哪个节点，但可以通过向服务节点进行查询来得知适当目的节点，则在此过程后将对应的节点标识填入该字段；（3）如果节点无法确定该请求的目的节点，则该字段为NULL，请求通过广播的方式在网络中进行传播；请求消息的处理过程如下：首先，判断请求消息的来源；如果是从其他节点接收到的请求消息，则首先查找本地的请求列表，如果其中存在除生存期字段之外的所有字段均与此请求消息相 同的表项，则直接将此请求丢弃，否则继续进行下面的判断；如果是节点自身生成的请求消息，则直接将请求消息加入到请求消息列表中；然后，判断该请求消息是否为广播请求；如果此请求消息不是广播消息，则直接将请求消息加入到请求消息列表中；如果是广播消息，则为此消息寻找拥有其所请求数据内容的目的节点，如果找到，则将其填入目的节点标识字段，否则保持目的节点标识字段为NULL的状态；最后，将请求消息加入到请求消息列表中；如果新请求消息内容名称字段以及目的节点标识字段与某个现存表项相同，则将新请求消息中源请求节点标识字段与原表项进行合并，其中，生存期取二者的最大值，更新表项建立时间为当前时刻；否则在请求消息列表中为其建立新消息项，表项的建立时间填充为当前时刻；请求消息的转发过程如下：首先，在与中间转发节点相遇时，检查请求消息列表中的每一条记录；如果是广播消息项，则将表项的信息按字段对应的方式封装为新的请求信息，并通过与中间结点的可用链路发送出去；如果是非广播消息项，则依据具体的路由算法按照这些表项的建立时刻顺序进行判断，若表项适宜转发，则将表项的信息按字段对应的方式封装为新的请求信息，并通过与中间结点的可用链路发送出去，否则不做处理；所述响应消息的头部信息生成过程如下：首先，按照请求消息中内容名称字段在本地内容数据缓冲区中进行查找；如果找到，则生成响应消息的头部信息，响应节点标识为当前节点标识，目的节点标识为被响应的请求消息中源请求节点标识字段，生存期字段为对应数据的生存期；如果没有找到，中止响应消息的头部信息生成过程；然后，将生成的响应消息的头部信息加入到本地的响应消息头部信息列表中；如果在列表中存在内容名称和目的节点标识字段与新头部信息相同的表项，则将二者进行合并，生存期取数据的生存期，同时更新列表项的创建时间为当前时刻；否则在响应消息列表中为其建立新消息项，表项的建立时间填充为当前时刻；最后，在请求消息列表中将上述生成响应消息头部信息的内容名称对应表项删除；响应消息的转发过程如下：首先，在与中间转发节点相遇时，依据具体的路由算法，按照响应消息头部信息列表中各表项的建立时间对它们进行判断，如果表项不适宜转发，则不做处理，如果适宜转发，则在表项信息的基础之上生成新的响应消息；此时，先将响应节点标识字段替换为当前节点标识，并将表项中的其他内容按照对应字段复制到新响应消息中去，然后在本地的内容数据缓冲区中提取出与该表项内容名称字段对应的数据，并将其放置于内容数据负载字段中，生存期字段采用与内容数据相同的生存期，在内容数据缓冲区中，将该数据表项中所记录的被请求次数加1；最后，将响应消息通过与中间节点的可用链路发送出去；响应消息的处理过程如下：当节点在接收到其他节点转发而来的响应消息时，首先在本地的响应消息头部信息列表中进行查找，如果存在除生存期与内容数据负载字段外所有字段均与此响应消息相同的表项，则认为是重复性响应，直接将其丢弃；如果没有找到，则将内容数据负载字段中的数据以及生存期字段转化为内容数据缓冲区的格式并加入其中，将其他字段作为新表项加入到响应消息头部信息列表中；在该网络结构中使用数据的发布过程发布新数据的方法如下：当上层有新数据生成时，利用上层提供的内容名称以及生存期，将其转换为内容数据缓冲区的格式并加入其中；然后，按照新的内容名称在本地请求信息列表中查找是否有可满足的表项，如果找到，则按照响应消息头部信息生成过程进行操作。