CN109644160A - 通过分类在icn中进行名称解析和制作者选择的混合方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对网络中的节点进行分类的技术。所述节点接收所述网络中的一个或多个内容制作者发布的内容，其中所述节点有足够的存储和处理能力来存储和处理所接收的内容。随后确定所述节点是否能够接收针对所述网络中的一个或多个其它节点发布的额外内容。在确定所述节点能够接收所述额外内容后，计算从所述节点到所述网络中的所述一个或多个内容制作者中的每个内容制作者的路径的度量。在确定所述节点的所述路径的度量短于所述网络中的所述一个或多个其它节点中的每个节点的路径的度量后，将所述节点分类为所述网络中的家庭节点。

Description

通过分类在ICN中进行名称解析和制作者选择的混合方法
相关申请案交叉申请
本申请要求2017年8月23日递交的发明名称为“通过分类在ICN中进行名称解析和制作者选择的混合方法(A Hybrid Approach with Classification for NameResolution and Producer Selection in ICN)”的第15/684,719号美国非临时专利申请案的在先申请优先权，该非临时专利申请案又要求2016年8月25日递交的第62/379,340号美国临时申请案和2017年3月15日递交的第62/471,743号美国临时申请案的在先申请优先权权益，这些专利申请案的内容以引入的方式并入本文本中。
技术领域
本技术大体上涉及网络节点分类和选择领域。
背景技术
在信息为中心的网络(Information-Centric Network，ICN)中，将全域的唯一名称分配给每个作为内容分发框架的一部分的实体，其中ICN也称为面向内容的网络(content oriented network，CON)。这些实体可包括视频剪辑或网页等数据内容和/或路由器、交换机或服务器等基础结构元件。内容路由器使用名称前缀，名称前缀可以是完整的内容名称或内容名称的合适前缀，而不是网络地址，以便路由内容网络中的内容报文。在ICN中，包括发布、请求和管理(例如修改、删除等)的内容分发可基于内容名称而非内容位置进行。
ICN可能不同于传统互联网协议(Internet Protocol，IP)网络的一个方面是ICN能够将多个地理点和缓存内容临时互连，或者以更持久的方式存储内容。这可以允许从网络而非原始服务器提供内容。相应地，缓存/存储可用于用户提取的实时数据，或者用于属于用户或属于第三方提供商等内容提供商的持久数据。ICN方法正在若干项目中开发，例如面向数据的网络架构(Data-Oriented Network Architecture，DONA)、发布订阅互联网技术(Publish Subscribe Internet Technology，PURSUIT)、可扩展性和适应性的网络解决方案(Scalable and Adaptive Internet Solutions，SAIL)、会聚与命名数据网络(NamedData Networking，NDN)。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于对网络中的节点进行分类的方法，包括：所述节点接收所述网络中的一个或多个内容制作者发布的内容，其中所述节点有足够的存储和处理能力来存储和处理所接收的内容；确定所述节点是否能够接收针对所述网络中的一个或多个其它节点发布的额外内容；在确定所述节点能够接收所述额外内容后，计算从所述节点到所述网络中的所述一个或多个内容制作者中的每个内容制作者的路径的度量；以及在确定所述节点的所述路径的度量短于所述网络中的所述一个或多个其它节点中的每个节点的路径的度量后，将所述节点分类为所述网络中的家庭节点。
可选地，在任一前述方面中，所述方法还包括：从新内容制作者接收通知消息；计算所述家庭节点与所述网络中的包括所述新内容制作者在内的每个所述内容制作者之间的路径的度量；以及基于所述家庭节点的所述路径的计算出的度量长于对应于所述一个或多个其它节点中的任一节点的路径的度量，确定是否将所述家庭节点变更为新家庭节点。
可选地，在任一前述方面中，所述方法还包括：从一个或多个所述内容制作者接收去激活通知消息；以及从所述家庭节点的本地存储中移除发送所述去激活通知消息的所述一个或多个内容制作者。
可选地，在任一前述方面中，所述方法还包括：向所述一个或多个其它节点中的一个节点传输转移请求，包括存储在所述家庭节点中的所述内容的内容名称；以及从所述一个或多个其它节点中的所述一个节点接收转移接受消息以接受所述转移请求，从而成为新家庭节点，或者从所述一个或多个其它节点中的所述一个节点接收转移拒绝消息以拒绝所述转移请求，从而拒绝成为新家庭节点。
可选地，在任一前述方面中，所述内容包括以下至少一项：内容名称、内容制作者数量、内容制作者位置、到达所述内容制作者的路径或所述家庭节点与所述内容制作者之间的距离。
可选地，在任一前述方面中，所述方法还包括：所述节点从所述一个或多个其它节点中的第一节点接收兴趣消息；以及所述节点选择一个或多个内容制作者以提取所述兴趣消息中请求的内容。
可选地，在任一前述方面中，所述方法还包括：所述节点从所述一个或多个内容制作者请求上下文信息；以及所述节点在本地存储来自所述一个或多个内容制作者的所述上下文信息和所述内容。
可选地，在任一前述方面中，所述路径的度量是时间度量或距离度量。
可选地，在任一前述方面中，还包括：所述节点管理所述网络的邻域中的所述一个或多个其它节点的内容。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于访问网络中的内容的节点，包括：包含指令的存储装置；以及耦合到所述存储装置的一个或多个处理器，所述一个或多个处理器执行所述指令以使：所述节点接收所述网络中的一个或多个内容制作者发布的内容，其中所述节点有足够的存储和处理能力来存储和处理所接收的内容；确定所述节点是否能够接收针对所述网络中的一个或多个其它节点发布的额外内容；在确定所述节点能够接收所述额外内容后，计算从所述节点到所述网络中的所述一个或多个内容制作者中的每个内容制作者的路径的度量；以及在确定所述节点的所述路径的度量短于所述网络中的所述一个或多个其它节点中的每个节点的路径的度量后，将所述节点分类为所述网络中的家庭节点。
根据本发明的一个方面，提供了包括多个节点的网络中的一种家庭节点，所述家庭节点包括：包含指令的存储装置；以及耦合到所述存储装置的一个或多个处理器，所述一个或多个处理器执行所述指令以：基于在客户端请求中接收的标准来选择所述一个或多个内容制作者中的一个；将所述客户端请求转发给所述一个或多个内容制作者中的所述选择的一个；接收并在本地存储来自所述网络中的所述选择的一个或多个内容制作者的内容和上下文信息；以及确定是否调整所述家庭节点或将所述家庭节点变更为所述网络中的所述多个节点中的另一节点。
可选地，耦合到所述存储器的所述一个或多个处理器还执行所述指令以：计算所述家庭节点与所述网络中的所述一个或多个内容制作者之间的总距离；以及基于所述家庭节点的所述计算出的总距离长于与所述多个节点中的所述另一节点对应的总距离，确定是否调整所述家庭节点或将所述家庭节点变更为所述多个节点中的所述另一节点。
可选地，耦合到所述存储器的所述一个或多个处理器还执行所述指令以仅向所述家庭节点传播所述一个或多个内容制作者的所述上下文信息。
可选地，耦合到所述存储器的所述一个或多个处理器还执行所述指令以：向所述多个节点中的所述另一节点传输转移请求，包括存储在所述家庭节点中的所述内容的内容名称；以及从所述多个节点中的所述另一节点接收转移接受消息以接受所述转移请求，从而成为新家庭节点，或者从所述多个节点中的所述另一节点接收转移拒绝消息以拒绝所述转移请求，从而拒绝成为新家庭节点。
可选地，所述存储装置包括以下至少一项：缓存所述上下文信息的内容存储库、存储路由表项的转发信息库(forwarding information base，FIB)以及记录在所述客户端请求中接收的信息的待定兴趣表(pending interest table，PIT)。
本发明内容简单地介绍了下文在具体实施方式中进一步描述的一些概念。本发明内容并非旨在确定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也非旨在帮助确定所要求保护的主题的范围。所要求保护的主题不限于解决背景技术中所述的任何或者所有缺点的实施方式。
附图说明
本发明的各方面通过示例的方式进行说明，并且不受限于附图，附图中相同的符号指示相同的单元。
图1示出了用于在信息为中心的网络中提供不同用户所请求的内容的网络架构。
图2A示出了根据所公开的技术选择家庭节点的网络的示例。
图2B示出了根据所公开的技术的一实施例的示例家庭节点。
图2C示出了家庭节点特征和益处的表格。
图3示出了所发布内容的家庭节点分类的流程图。
图4示出了根据图2和图3的消息流程图。
图5示出了家庭节点接收客户端请求消息的示例。
图6示出了将新内容制作者添加到网络中的流程图。
图7和图8示出了根据图6的过程将新内容制作者添加到网络中的示例。
图9A和图9B分别示出了从网络中移除内容制作者和家庭节点的流程图。
图10示出了内容制作者从网络中消失的示例。
图11示出了家庭节点从网络断连的示例。
图12A至图12D示出了使用各种机制传播更新消息。
图13和图14示出了更新消息开销的图表。
图15示出了根据所公开的实施例使用的节点。
图16示出了可以用于实施各实施例的网络系统的方框图。
具体实施方式
本发明涉及将网络节点分类并选定为网络中的家庭节点。网络的路由器可以提供维护内容制作者的信息以及内容制作者制作和发布的内容的能力和功能，而不是在网络中使用传统的名称解析叠加服务器。具体而言，选择一个节点(本文中称为家庭节点)，使该家庭节点知晓连接在网络中的内容制作者的存在，包括这些内容制作者的内容和上下文信息。相应地，将内容制作者的上下文信息传播到家庭节点，家庭节点对于网络中的每个其它节点(或节点的指定邻域)充当内容的虚拟主机。因此，这些其它节点可与家庭节点连接以访问内容。
在一实施例中，这通过以下方式来完成：确定家庭节点是否有足够的存储和处理能力来用作内容的家庭节点，家庭节点是否已服务于其它内容且由于大小限制而无法接受额外的内容，和/或家庭节点是否能够在从家庭节点到各内容制作者的路径的度量内到达各内容制作者，其中该度量短于到网络中其它各节点的路径的度量。一个度量可定义为任意测量标准，例如时间、距离等，还可表示为数学函数等。度量还可以是其它因素，例如网络带宽或其它众所周知的网络因素，或者受这些其它因素的影响。
应当理解的是，本发明可通过多种不同的形式来体现，且不应解释为仅限于本文所提出的实施例。相反，提供这些实施例使得本发明透彻且完整，并且会向本领域技术人员充分传达本发明。实际上，本发明旨在涵盖包含在所附权利要求书限定的本发明范围和精神内的这些实施例的替代方案、修改方案和等价方案。另外，在以下本发明的详细描述中，阐述了许多特定细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将清楚，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实践。
信息为中心的网络(Information-Centric Networking，ICN)已经成为未来互联网架构以及未来物联网(Internet of Things，IoT)的有前途的候选者。与传统的IP路由器不同，ICN路由器可合并内容路由、内容计算能力和本地内容缓存/存储能力。实现可靠而安全的内容分发在ICN中可能是个挑战，例如在用户对内容分发进行某种控制时。
在部分ICN模型中，例如内容为中心的网络(content centric network，CCN)/命名数据网络(named data networking，NDN)模型中，可使用内容名称(例如前缀)来进行内容路由，这可定义内容可达性以引导从ICN路由器进行内容检索。在某些情况下，可扩展开放式最短路径优先(Open Shortest Path First，OSPF)和边界网关协议(Border GatewayProtocol，BGP)等互联网路由协议，以将内容前缀填充到(例如网络、域或组中的)每个ICN路由器，用于进行这种内容路由。
内容通常包括内容提供商或内容制作者、分发商、供应商等制作的任何类型的文本、音频或视觉信息或消息。示例包括通过电视机(带有或没有机顶盒)、收音机、计算机网络(例如互联网)等输出设备分发到我们家中的内容。其它示例包括通过寻呼机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、无线电话(例如蜂窝或卫星电话)、平板电脑、笔记本电脑等便携设备分发到我们的日常工作和生活中的内容。内容可由提供温度读数的传感器等组件或提供影片的电影制片厂等实体提供。应了解，以上示例是非限制性的，且内容可根据任意数量的不同方法、组件和机制提供。
ICN路由通常涉及三个流程：(1)名称解析，包括将内容名称匹配到并转换为内容制作者/提供商/源的定位符；(2)内容请求路由，负责基于名称或定位符将内容请求路由至提供商。名称解析和内容请求路由过程可以合并。合并后，内容请求按名称路由，例如在NDN/CCN中。如果不合并，则内容请求可按从前一名称解析步骤中获得的定位符来路由，例如在面向数据的网络架构(Data-Oriented Network Architecture，DONA)、发布订阅互联网技术(Publish Subscribe Internet Technology，PURSUIT)、可扩展性和适应性的网络解决方案(Scalable and Adaptive Internet Solutions，SAIL)、移动优先网络架构中；(3)内容分发，在内容分发过程中，建立一条路径以从提供商向请求方传送内容。在合并的方法中，内容提供商按照转发内容请求的反向路径向请求方提供内容。在不合并时，可以通过独立的路径将内容从提供商路由回请求方。
上述名称解析过程可以作为独立过程与消息路由(例如内容请求消息的路由)分开，也可以作为单个过程与消息路由集成(合并)。前者称为独立名称解析方法，后者称为基于名称的路由方法。独立名称解析方法和基于名称的路由方法针对各种因素以不同的方式解决路由问题，这些因素如下文所确定：
更新消息开销：更新消息开销归因于内容可达性的变化，可包括内容缓存或到期、内容制作者移动性等。在基于名称的路由方法中，可能需要网络中用于更新传播的泛洪部分。例如，基于名称的路由方法可(通过用于监控泛洪的安全防范技术)泛洪整个网络。另一方面，独立名称解析方法需要在名称解析叠加层的一部分中进行更新传播。
叠加网络是一种用于与同一硬件上的另一(现有)网络共存的网络。叠加网络是现有硬件网络上方的逻辑“叠加”。连接到叠加网络的每个网络设备还连接到一个或多个现有硬件网络，例如现有局域网和/或现有广域网。这种叠加网络可通过任意数量的多种方式来实施。因此，叠加网络可视为一个或多个其它网络的受限子群。
解析能力：独立名称解析方法可提供网络中任意内容的解析，前提是该内容已注册到名称解析叠加层(假设该内容在注册后正在叠加层中广播)。另一方面，基于名称的路由方法可以提供高概率的内容解析，取决于内容可用性信息的泛洪范围(即，内容发布消息和基于名称的路由表)。
节点故障影响：独立名称解析方法中涉及的节点是名称解析叠加服务器(例如DONA中的解析处理程序)，而基于名称的路由方法中涉及的节点是路由器，这些路由器基于在本地维护的基于名称的路由表来路由消息(例如NDN路由器)。独立名称解析方法中的节点故障可能导致一些内容解析失败，尽管内容可用。在基于名称的路由方法中不存在这个问题，因为可以发现其它替代性路径来绕过发生故障的路由器(网络仍然连接)。
存储使用率：独立名称解析方法通常需要维护两个数据库——名称解析叠加层中的名称到定位符映射，以及数据转发平面上路由器中的路由表。另一方面，基于名称的路由方法维护不同的数据库——名称路由表，以及可选的面包屑，用于将内容反向路由回请求方。
图1示出了用于在信息为中心的网络中提供不同用户所请求的内容的网络架构。网络环境100可包括ICN 102，其具有控制器，如ICN管理器104。ICN管理器104可以是，例如，可控制数据平面中的一组网络资源的网络实体。在一实施例中，ICN管理器104维护ICN 102中的不同网络实体所承载的内容的同步记录。例如，ICN功能可包括ICN名称解析、路由和管理。ICN管理器104可通过分布方式或集中方式或混合方式来部署，取决于互联网服务提供商(Internet Service Provider，ISP)。
ICN 102还可包括路由器(或节点)106，其可包括存储，用于在内容通过ICN 102传播时缓存内容。路由器106还可以与ICN管理器104进行通信耦合，并可用于处理从用户接收的用于通过移动设备或计算机等用户设备110访问内容的请求。
路由器106可以与ICN等网络中的一个或多个其它路由器106协作来缓存内容，其可如下配置。路由器106可包括内容存储库(content store，CS)112、待定兴趣表(pendinginterest table，PIT)120和转发信息库(forwarding information base，FIB)130。CS112可(例如，在存储或存储器单元中)用来(较短时间地)缓存或(较长时间地)存储内容数据。CS112还可接收兴趣(用户的内容请求)并将其与对应的内容数据(所请求的内容)相关联。
PIT 120可以是用于记录和跟踪所接收的正在提供或处于待定状态的兴趣(内容请求)(直到收到对应的请求内容数据)的任何数据结构(例如表、列表或数据库)。兴趣可在PIT 120中与接收兴趣的协作缓存路由器106的下一跳(或者下一跳接口或面)相关联。
FIB 130可以是用于将内容与对应的(用于下一跳的)端口或面关联的任何数据结构(例如表、列表或数据库)，其中兴趣和内容数据在这些端口或面上接收和转发。FIB 130表项可指示可以转发内容(兴趣和数据)的下一跳。FIB 130可以是可在数据平面或转发平面上维护和操作(以处理内容兴趣和数据)的数据结构或子数据结构(例如数据结构内的数据结构，例如表、列表或数据库)。数据平面可包括在CON中传送内容信息(兴趣和数据)的操作，控制平面可包括与控制包括数据平面操作在内的网络操作相关的操作。上文的数据结构可在路由器106的存储或存储器单元中进行存储和维护。
为了执行兴趣和数据报文转发功能，路由器106维护上文所述的三种数据结构，即：(1)CS112，作为路由器已经接收到的数据报文的临时缓存，其中所缓存的数据报文可以用于满足将来的兴趣；(2)PIT 120，用于存储路由器已经转发但尚未得到满足的所有兴趣，其中每个PIT表项记录兴趣中携带的数据名称以及其入接口和出接口；(3)FIB 130，其作为路由表，将名称组成部分映射到接口，并且通过基于名称前缀的路由协议进行填充，且针对每个前缀可以有多个输出接口。此外，路由器106可包括转发策略和规则以处理报文转发。
在一示例实施例中，当路由器106接收包括如请求方(客户端)想要请求的内容的名称的兴趣报文(传入的兴趣)时，路由器106首先检查以确认CS112中是否存在该内容的本地缓存副本。如果CS112中存在该内容的本地缓存副本，则路由器106可以通过将内容副本发送到兴趣的传入面来回复兴趣。
如果不存在该内容的本地缓存副本，则内容路由器106检查以确认PIT 120中是否存在具有相同内容名称的待定兴趣。如果存在相同的兴趣且为待定状态，则针对PIT 120中的内容名称将该新兴趣的传入面添加到面列表中。相应地，该新兴趣无需再转发。
否则，路由器106通过基于内容名称在FIB 130中执行查找，例如最长匹配查找，来转发兴趣。兴趣进而被存储到PIT 120中。如果FIB 130中没有维护匹配的表项，则兴趣被转发到其它路由器106的面。
网络环境100还可包括存储器108，其可存储内容或内容集合，例如文件、图像、视频等。相应地，管理器104和路由器106可与数据存储器108通信以向不同用户提供内容。此外，网络环境100可包括一个或多个用户设备110，包括但不限于台式计算机、手持设备、笔记本电脑或其它便携式计算机、网络计算机、手机、固定电话等。
图2A示出了根据所公开的技术选择家庭节点的网络的示例。如图所示，网络包括内容制作者200A、200B和200C、网关201、203和205以及路由器(或节点)206A至206G。
在网络中分发的内容可由一个或多个内容制作者200A至200C(统称为内容制作者200)制作。这在物联网(Internet-of-Things，IoT)应用中尤其普遍，在IoT应用中，内容制作者200可能位于网络的同一邻域内。本申请中使用的术语邻域定义为网络中由同一节点(例如家庭节点)服务的任意数量的内容制作者、网关和/或路由器。因此，邻域可以是整个网络(例如，在较小的网络中)，或者可以是网络的由同一家庭节点服务的一部分或多部分(例如，在较大的网络中)。还应认识到，当向网络中添加或从网络中移除内容制作者、网关和/或路由器时，邻域可能改变或更改。
例如，内容制作者200可以是部署在办公大楼的不同楼层以感知各楼层温度的温度传感器，如图2A所示。因此，这些传感器中的任何一个或多个均可以是该大楼中温度数据的内容制作者200。为了使名称解析叠加服务器能够从提供内容的每个内容制作者200返回数据，或者基于请求客户端的标准和上下文信息来选择最佳内容制作者200，例如负载最小的内容制作者、响应时间最短的内容制作者等，应满足以下条件：
在独立名称解析方法中，内容制作者的信息，例如负载、带宽、响应时间、位置等，应注册到本地域中的名称解析叠加服务器。然而，名称解析叠加服务器可能需要管理关于本地域中所有内容的大量信息，这就需要大量处理时间和数量巨大的资源(例如CPU、存储器等)。此外，名称解析叠加服务器可能成为单点故障或安全风险。
在基于名称的路由方法中，内容制作者的信息通常不在ICN路由器中维护。因此，ICN路由器不能基于客户端的标准和当前上下文信息选择对客户端来说最佳的内容制作者。由于存在大量相关联的上下文信息，所以需要过多的开销和带宽来传输和处理路由表传播消息。此外，ICN路由器不存储关于内容制作者自身的上下文信息，例如负载、响应时间等。
如上文简述，在所公开的技术中，节点206A至206G之一被指定来维护内容制作者200的上下文信息。这一节点被称为家庭节点。在一实施例中，针对被定义为在邻域内的一组内容，在家庭节点处维护(例如存储)上下文信息。在另一实施例中，可针对网络中的基于网络分发和选择的特定内容制作者200、节点206A至206G(统称为节点206)和/或网关，在家庭节点处维护上下文信息。因此，与传统的独立名称解析方法相比，家庭节点方法提供了在网络中而非叠加节点中维护内容制作者200的上下文信息的能力，这在发生节点故障时所受的影响要小得多。
在另一实施例中，将内容制作者200的上下文信息传播到家庭节点，家庭节点对于网络中的每个其它节点206充当内容的虚拟主机。当节点206(除家庭节点外)使用基于名称的路由方法时，它们仅维护用于到达存储了与每个其它节点206相关联的内容的家庭节点的接口。因此，对于每个其它节点206，存在单个主机(即，家庭节点)。例如，如果节点206C是家庭节点，则节点206A至206B以及206D至206G各自具有一个用于到达家庭节点206C的接口。在这种情况下，任何内容请求最后都将传播到家庭节点。这一机制显著降低了在整个网络上传播上下文信息以进行内容请求路由时所用的网络带宽。
图2B示出了根据所公开技术的一实施例的示例家庭节点，图2C示出了家庭节点特征和益处的表格。家庭节点200HN包括若干组成部分，例如家庭节点角色调整和转移201HN、制作者和上下文信息维护202HN、制作者选择和兴趣调度203HN、FIB 130以及PIT 120。如图2C的表格所说明的，家庭节点200HN具有若干特征，包括但限于：网内ICN路由器，负责局域网中的一组内容，接收并维护内容制作者的上下文信息，要到达的接口，以及使用分类模型进行选择的能力，如下文所述。
家庭节点角色调整和转移201HN负责确定家庭节点何时需要调整(例如，另一内容制作者添加到网络中时)或应转移给网络中的另一节点(例如，另一节点应指定为家庭节点时)。
制作者和上下文信息维护202HN维护网络中每个内容制作者的上下文信息。
制作者选择和兴趣调度203HN负责基于请求客户端的标准和在家庭节点本地维护的制作者上下文信息来选择内容制作者，还负责将请求直接转发给所选择的内容制作者。
在一实施例中，家庭节点200HN是图1的节点106。下文将详细描述家庭节点的操作方面和示例实施例。
图3示出了所发布内容的家庭节点分类的流程图。在以下示例实施例中，网络节点单独或以分布方式(分布式处理系统)实施下文的流程。也就是说，系统中的任何节点206均可实施下文的流程。例如，图12和图14所示的节点可执行本文所述的流程。然而，应认识到，实施方式不限于网络中的节点，连接到网络的任何组件均可负责实施这些流程。
用于内容分发的家庭节点选择可通过一种自动、分布式方式发生，在这种方式中，家庭节点知晓并负责网络中的节点。家庭节点维护其所负责的内容制作者的内容，并且可在有新制作者被添加到网络中或从网络中移除时进行调整。当家庭节点发生故障时，网络可恢复在故障发生之前存储在家庭节点中的信息，并且选择新的家庭节点来维护信息。
网络节点，例如节点206中的任意一个，针对所发布的内容可分类为两个类别之一：(1)该节点可以是家庭节点；或(2)该节点不是家庭节点。
在一实施例中，当内容制作者200在网络中发布内容时，可对家庭节点进行分类和选择。家庭节点的分类包括对以下非限制性因素的考虑：(1)该节点是否有足够的存储和处理能力来用作内容的家庭节点；(2)该节点是否已服务于其它内容且无法接受额外的内容(例如，该节点已达到其存储或处理能力限制)；(3)在邻域中的能够用作内容的家庭节点的所有其它节点中，该节点能够在最短路径(例如最短时间或距离)内到达内容的各内容制作者。
在一实施例中，根据到达各内容制作者200的时间或距离，通过计算网络中的节点206与内容制作者200之间的总跳数，来确定度量。可考虑网络带宽和/或其它网络因素以使比较更准确，并且网络带宽和/或其它网络因素可用来替代确定遍历路径所需的最短距离或时间。
现结合图3的流程图描述对家庭节点进行分类的一个非限制性实施例。在302处，网络中的任何一个或多个节点206从网络中的一个或多个内容制作者200接收内容。
在304处，节点206之一确定网络中是否有任何节点206(包括其自身)有足够的存储和处理能力来存储和处理内容。出于论述目的，在本文中该节点将称为处理节点206。在一实施例中，不止一个处理节点206判定其它各节点206是否有足够的存储和处理能力。在另一实施例中，ICN的控制器(未示出)可负责做这一判定。
当分析其它节点206中的特定节点时，如果处理节点206确定存储和处理能力不足，则在306处，确定其它节点206中的该特定节点不是家庭节点。
如果节点206中的被分析的该特定节点有足够的存储和处理能力，则在310处，处理节点206评估节点206中的被分析的该特定节点是否能够接受额外的内容。如果节点206中的该特定节点不满足这一要求，则在308处，将节点206中的该特定节点排除到家庭节点之外。
否则，在312处，处理节点206继续计算网络中的各其它特定节点206是否能够在最短度量(例如最短总路径)内到达各内容制作者200，示例如下文所示。
在314处，处理节点206确定所计算出的度量是否为最短度量。例如，处理节点206确定从节点206C(图2A)到各内容制作者200A至200C的路径相比于各其它节点206A、206B和206D至206G是否是最短总路径。如果处理节点206确定所计算出的被分析的特定节点206的度量不是最短度量(例如最短总路径)，则在306处，不会将该特定节点206分类为家庭节点。
如果被分析的该特定节点206能够在最短度量(例如最短总路径)内到达各内容制作者200，则在316处，将被分析的该特定节点206分类为家庭节点。如下文进一步论述的，将该节点分类为家庭节点这一情况随后会例如通过节点调整请求消息或其它通知消息传播给网络中的其它节点。
如认识到的，为了将节点206之一分类并选为家庭节点，节点206需要了解网络拓扑(或至少在其中选择家庭节点的网络的邻域或一部分)。可使用任何众所周知的技术来确定网络拓扑。
图4示出了根据图2C和图3的消息流程图。在所述示例中，出于论述目的，假设内容制作者200(在本示例中为三个传感器200A/B/C)同时被激活。也就是说，这些内容制作者200同时发布内容。出于论述目的，本示例还假设各节点206(在本示例中为路由器206A至206E)处的传播时间和处理时间大致相同。内容制作者200被激活并开始发布内容后，在各连续时隙中发生以下流程。应认识到，这些流程不限于本实例中公开的特定时间顺序。
时隙(1)：传感器200A、200B和200C分别向附接网关201、203、205发送内容发布消息，该消息可包括内容名称(例如，温度.建筑物1(temperature.buidling1))和上下文信息(例如制作者的休眠计划、制作者的剩余能力，等等)。
时隙(2)：网关201将内容发布消息转发给附接路由器206A，附接路由器206A也在本地维护内容记录。网关203和205将各自的内容发布消息转发给附接路由器206B，附接路由器206B也在本地维护内容记录。
时隙(3)：路由器206A声明自身为家庭节点。在这一阶段，路由器206A感知到单个内容制作者(传感器200A)，因此声明自身为家庭节点(这里，假设该节点满足成为传感器200A的家庭节点的分类和选择要求)，如上文所述。作为内容的假定家庭节点，路由器206A从内容发布消息中提取上下文信息，并将该信息存储在本地数据库中。路由器206A还将从传感器200A收到的内容名称的新表项添加到FIB 130中，转发面被设为到达其自身的面(即，路由器面对其自身，因为其是家庭节点)，距离被设为0(即，到达其自身的跳数)。
类似地，路由器200B也声明自身为内容的家庭节点，因为其感知到分别附接到路由器200B的两个传感器200B和200C。作为内容的假定家庭节点，路由器200B从内容发布消息中提取上下文信息，并将该信息存储在其本地数据库中。路由器200B还将内容名称的新表项添加到FIB 130中，转发面被设为到达其自身的面，距离被设为0。
时隙(4)：路由器206A构造包括内容的新表项的FIB传播消息，并将该FIB传播消息广播到邻近节点(在本示例中为路由器206D)。类似地，路由器206B构造包括内容的新表项的FIB传播消息，并将该FIB传播消息广播到邻近节点(在本示例中为路由器206C和206E)。
时隙(5)：路由器206D从路由器206A接收FIB传播消息，并确定接收的内容是新的。相应地，路由器206D在FIB 130中添加所接收的内容的内容名称表项，转发面被设为朝向路由器206A的面，距离被设为1。类似地，路由器206C和206E也在FIB中添加内容的内容名称表项，转发面被设为朝向路由器206B的面，距离被设为1。
时隙(6)，未示出：路由器206D构造包括内容的新表项的FIB传播消息，该消息随后被广播到邻近节点，而先前没有发送该消息(在这种情况下为路由器206C和206G)。路由器206C构造包括内容的新表项的FIB传播消息，该消息被广播到邻近节点(在这种情况下为路由器206D和206F)。路由器206E构造包括内容的新表项的FIB传播消息，该消息被广播到邻近节点，而先前没有发送该消息(在这种情况下为路由器206F)。
时隙(7)，部分示出：路由器206C从路由器206D接收FIB传播消息，并认识到网络中存在内容的另一家庭节点(在这种情况下为2跳之外的路由器206A)。类似地，路由器206D从路由器206C接收FIB传播消息，并认识到网络中存在内容的另一家庭节点(在这种情况下为2跳之外的路由器206B)。
然后，路由器206F和206G可进一步在网络中传播所发布的内容。在一实施例中，当FIB传播消息到达局域网中的边缘节点时，该边缘节点在进一步传播到局域网之外前会推迟预定或随机时隙量。这确保为路由器206提供更多时间来调整和选择合适的家庭节点。
时隙(8)：路由器206C和206D向对方发送家庭节点声明请求消息(因为每个路由器均声明自身为家庭节点)。当从邻近路由器206收到FIB传播消息并发现内容的新内容制作者200时，路由器206通过家庭节点声明请求消息来向邻近路由器206声明自身为内容的新家庭节点。该家庭节点将成为到各内容制作者200的路径上的公共节点。
时隙(9)：响应于家庭节点声明请求，路由器206C和206D基于结合图3描述的流程可以分类并选择这两个节点中哪个节点成为新家庭节点。在本示例中，出于论述目的，假设在实施与图3相关的流程后，路由器206C成为内容的新家庭节点。因此，路由器206D将停止转发先前收到的FIB传播消息，因为表项将由于家庭节点选择/调整而过期。
时隙(10)：路由器206C向路由器206A和206B(即，基于路由器206D中的现有FIB表项，内容的原始家庭节点)发送上下文信息请求。
时隙(11)：上下文信息请求消息到达路由器206B。路由器206B将本地数据库中存储的信息(例如内容)返回给请求路由器206C。可选地，路由器206B可以从本地存储中移除与内容相关联的上下文信息。
时隙(12)：上下文信息请求消息到达路由器206A。路由器206A将本地数据库中存储的信息(例如内容)返回给请求路由器206C。然后，路由器206A可从其本地存储中移除与内容相关联的上下文信息。
在一实施例中，上下文信息请求消息可收集内容的新家庭节点(在这种情况下为路由器206C)与原家庭节点(在这种情况下为路由器206A和206B)之间的(中间路由器的)路径信息。从原家庭节点返回的内容信息可使用反向路径返回到新家庭节点。路径信息也可捎带传送到新家庭节点，新家庭节点将记录路径信息以供以后进行家庭节点调整，如下文详述。
时隙(13)：路由器206C在FIB中添加内容名称的新表项，转发面被设为到达其自身的面，距离被设为0。对于网络中的各其它节点，路由器206C现在是内容的家庭节点及单一主机。因此，内容请求将转发到路由器206C，直到内容的家庭节点被调整为另一路由器。
时隙(14)及之后的时隙：路由器206C广播FIB传播消息，包括新添加的表项。当新FIB传播消息到达其它节点206时，在各相应FIB 130中更新与内容名称对应的表项。
可由家庭节点维护的内容信息包括以下非限制性示例：内容名称、内容制作者数量、内容制作者的定位符、到达内容制作者的路径以及家庭节点与内容制作者之间的距离、内容制作者的上下文信息，例如电池电量、负载、带宽、可以同时提供的客户端的数量，等等。
流程中涉及的消息在下文的表1中进行了概述，表1中还包括用于家庭节点调整和家庭节点恢复的其它消息，同样在下文详述。
表1消息描述
图5示出了家庭节点接收客户端请求消息的示例。如图所示，网络500包括邻域网络501、边缘路由器206H和206I、核心路由器206J和客户端110。邻域网络501包括传感器200A、200B和200C(统称为传感器200)、网关201、203和205以及路由器(例如ICN路由器)206A至206F(统称为路由器206)，其中路由器206C被选为家庭节点。
过程开始于客户端110，客户端110向附接路由器(在这种情况下为核心路由器206J)发送兴趣消息(位置/温度)。在兴趣消息中，客户端110请求内容，并可包括内容制作者200为了满足请求而应满足的标准或条件，例如最小距离、最短响应时间，等等。这些标准/条件对于客户端110是可选的，无需包含在兴趣消息中。在一实施例中，如果不包含这些标准/条件，则家庭节点206C可以基于各种度量，例如具有最长电池寿命、最小负载等的传感器200，来确定哪个传感器200服务当前兴趣。在一实施例中，家庭节点206C可周期性地从传感器200获取传感器200的信息(上下文信息)。
中间路由器(包括边缘路由器、核心路由器等)206F和206H至206J可基于各路由器中存储的FIB 130将兴趣消息转发到家庭节点206C(面转发路由器206C)，该过程在图5中用虚线箭头示出。
然后，家庭节点206C可确定哪个传感器200负责回应兴趣消息。例如，家庭节点206C维护可用传感器200的相关上下文信息。在本示例中，家庭节点206C选择传感器200B，因为其电池寿命最长(如根据存储在家庭节点206C中的上下文信息所确定的以及传感器200B所提供的)。然后兴趣消息可转发到传感器200B，如图5中的点线箭头所示。
图6示出了将新内容制作者添加到网络中的流程图。当新制作者被添加到网络中或现有制作者200消失或从网络500中移除(图5)时，可能需要在路由器206间变更或调整家庭节点。如上所述，选择家庭节点在某种程度上是为了确保到各内容制作者200的整体最短度量(例如最短网络路径(例如距离))。
当内容制作者200被添加到网络中(或作为新的内容制作者出现，例如，先前已添加并失去通信，但现在返回进行通信，比如在去激活之后重新开始发布内容或连接到网络)时，内容制作者200向附接节点(例如网关)发送通知消息。在一实施例中，该通知消息是新制作者通知消息(表1)，并且形式可为兴趣消息。在602处，在附接节点(例如网关203，图7)处从新内容制作者(例如传感器200D，图7)收到通知消息。图7的细节在下文详述。
在604处，计算家庭节点与网络中包括新内容制作者在内的各内容制作者200之间的度量(例如距离度量)。在606处，确定到当前家庭节点的路径的距离度量是否仍为路径的最短距离度量。如果总距离仍为路径的最短距离度量，则在608处不变更或调整家庭节点。
相比于到网络中的其它各节点的路径的总距离度量，如果到当前家庭节点的路径的总距离度量不再是路径的最短距离度量，则在610处，从当前家庭节点传输节点调整请求消息以将家庭节点变更为新家庭节点。这可基于例如在604处计算出的路径的距离度量。然后，在612处，可将家庭节点变更为新家庭节点。计算路径的度量以及比较当前家庭节点与各其它节点206的路径的度量基于根据结合图3和图4描述的实施例执行的计算，在下文将结合示例进一步说明。
在一实施例中，如果完成任务所需的资源或开销(例如计算开销、路由器间的通信开销等)过高，例如成本太高、实施时间太长等，则可能不变更或调整家庭节点。
图7和图8示出了根据图6的过程将新内容制作者添加到网络中的示例。在下文的示例中，采用结合图5示出并描述的网络。在这种情况下，在收到来自客户端110的请求后，家庭节点206C从传感器200路由节点206的内容。
新内容制作者200可出现并附接到网关201、203、205或节点206。在图7的示例中，新内容制作者(传感器)200D与现有内容制作者(传感器)200B共享同一附接点，其中现有内容制作者(传感器)200B附接到网关203。在图8的示例中，新内容制作者(传感器)200D附接到新网关207，该网关通过节点200B连接到局域网。在这两个实施例中，路由器206C为家庭节点。在其中任一实施例中，分布式系统执行以下非限制性和示例流程(应认识到，这些流程并不限于所呈现的顺序)：
流程1：新内容制作者(在本示例中为传感器200D)通过如上文表1所示的新内容制作者通知消息将其出现通知给附接网关203或207。该新内容制作者通知消息可以例如作为兴趣消息发送，该兴趣消息包括表示新内容制作者通知的特殊字段。兴趣消息可通过与传统兴趣消息类似的方式转发到家庭节点206C。然而，在一实施例中，家庭节点206C处理兴趣消息，不将兴趣消息转发给网络中的任何其它节点206。如图7所示，传感器200D通知网关203(与现有传感器200B共享网关)，而在图8中，传感器200D通知网关207(该传感器附接到新网关)。
流程2：网关203(图7)或207(图8)将新内容制作者(传感器)的上下文信息转发给相连节点(路由器)206B。在图7和图8的示例中，网关203或207都将信息转发给路由器206B。
流程3：路由器206B创建新内容制作者通知消息，并基于FIB 130将该消息转发给路由器206C。在一个实施例中，该新内容制作者通知消息不包括新内容制作者200D的上下文信息，从而减少通信开销。
流程4：该新内容制作者通知消息到达路由器206C时，路由器206C计算其自身到包括新内容制作者200D在内的各内容制作者200之间的路径的度量(例如总距离)。由于路由器206C维护从其自身到各内容制作者200的路径的记录，所以路由器206C能够确定，在图7和图8中，对于到各内容制作者200的路径，路由器206B都具有最短距离度量。
流程5：路由器206C向路由器206B发送家庭节点调整请求消息，以将内容的家庭节点调整为路由器206B。
流程6：路由器206B接受家庭节点调整请求，并请求将当前存储在家庭节点206C中的内容制作者200的上下文信息移至其自身。如果新家庭路由器206B已有新内容制作者200D的上下文信息的副本，则无需检索上下文信息。例如，如图4的示例所述，创建了两个家庭节点，每个家庭节点均能访问内容制作者的上下文信息。否则，新家庭路由器206C检索新内容制作者的上下文信息，并通过指向其自身来更新内容的FIB表项。
流程7：触发路由器206B以广播FIB传播消息，从而将内容的家庭节点变更更新给网络中的路由器206。在一实施例中，可以在已获得足够数量的变更时触发FIB传播消息，从而降低传输该消息的网络带宽和网络中的路由器处理开销。
图9A和图9B分别示出了从网络中移除内容制作者和家庭节点的流程图。参考图9A，内容制作者200之一(例如传感器200A)向家庭节点(在本示例中为206B)发送去激活通知消息。在902处，家庭节点206B接收去激活通知消息。在904处，收到去激活通知消息之后，家庭节点206B从本地存储中移除负责发送去激活通知消息的传感器200A。从网络中移除内容制作者的示例在下文结合图10描述。
参照图9B，在906处，家庭节点206B在断连之前向路由器206中的一个或多个传输转移请求消息。在908处，收到转移请求消息之后，其中一个路由器206向家庭节点发回转移接受消息以接受转移请求消息(在本示例中，以及出于论述目的，转移请求消息由节点接受，因为假设满足上述条件，即，足够的存储和处理能力、接收其它节点的额外内容，等等)。在908处家庭节点206B收到接受消息。路由器，例如家庭节点，从网络断连的示例以及来自另一路由器的转移接受/拒绝消息在下文结合图11详述。
图10示出了内容制作者从网络中消失的示例。现有内容制作者200可能从网络中消失，例如由于电池断电、被运营商禁止，等等。当内容制作者从网络中消失时，应通知内容的当前家庭节点，并可变更或调整当前家庭节点。例如，如所描述的示例所示，传感器200A作为现有内容制作者变为去激活，因此不再作为内容制作者。在完全去激活之前会发生以下流程(应认识到，这些流程不限于所呈现的顺序)：
流程1A：传感器200A(或其附接网关201)向家庭节点(在这种情况下为家庭节点206B)发送如表1所示的内容制作者去激活通知消息。该去激活通知消息可以作为兴趣消息发送，例如，该兴趣消息带有将消息标识为内容制作者去激活通知消息的特殊字段。该消息可通过与传统兴趣消息类似的方式转发到家庭节点206B。在一个实施例中，家庭节点206B处理消息，不将消息转发给网络中的任何其它节点。
流程1B：网关201将内容制作者去激活通知消息从传感器200A转发到路由器206A，然后路由器206A基于存储的FIB 130将消息转发到路由器206D。路由器206D随后将消息转发到路由器206C，然后到家庭节点206B。
流程2：然后，家庭节点206B从其本地数据库中移除传感器200A。在本示例中，移除传感器200A不会触发家庭节点调整，因为鉴于现有内容制作者：传感器200B、传感器200C和传感器200D，路由器206B仍然是家庭节点的最佳候选。
图11示出了家庭节点从网络断连的示例。路由器206可能由于停机维护等路由器故障而从网络断连。在图11的示例中，家庭节点206C从网络断连。
例如，根据图9A，家庭节点206C从网络断连。与上文的示例类似，家庭节点206C是内容制作者200A、200B和200C的家庭节点。在从网络断连之前，家庭节点206C为其服务的内容选择新家庭节点。在本示例中，家庭节点206C选择直接相邻路由器206D、206B或206F之一作为新家庭节点。
在选择新家庭节点时，当前家庭节点206C需要确认(将要)新选择的家庭节点可访问内容制作者200A、200B和200C。选择可基于各种因素，包括路由器存储容量、网络带宽等。一旦当前家庭节点206C选择了新家庭节点(在这种情况下为路由器206F)，在当前家庭节点206C断连之前，内容的信息就移至新选择的家庭节点206F。
在图9B的过程之后，家庭节点206C向新请求的家庭节点206F发送家庭节点转移请求消息，该消息包括内容名称。新请求的家庭节点206F可通过向当前家庭节点206C回复家庭节点转移接受消息来接受转移请求消息，如上文所述。另一方面，如果新请求的家庭节点206F不同意承担新内容或更多内容，例如由于其存储有限，则新请求的家庭节点206可以回复家庭节点转移拒绝消息。也就是说，如果新请求的节点206F在收到转移请求消息后确定无法满足上述条件中的任一项——即，足够的存储和处理能力、接收其它节点的额外内容，等等——则向当前家庭节点206C发送转移拒绝消息。
随后，当前家庭节点206C可以向路由器206B或206D发送家庭节点转移请求，直到其中一个路由器接受请求。在一个实施例中，当前家庭节点206C作为家庭节点针对其服务的每个内容执行以上流程。或者，家庭节点206C可将其维护的内容划分为组。然后可将每组内容传送给路由器206B、206D和/或206F中的一个或多个(也就是说，对于不同的内容组或内容制作者，可能存在不止一个家庭节点)。
图12A至图12D示出了在各种网络中进行更新消息传播。所示网络中的更新消息开销可能是由于内容可达性发生变更，可包括制作者出现或消失、制作者的上下文信息更新，等等。
图12A示出了使用传统的基于名称的路由(name based routing，NBR)方法来传播更新消息。为了使客户端1200能正确地解析并访问网络中的内容，带有更新后的制作者和相关联的上下文信息的FIB传播消息在整个网络中泛洪。例如，在网络中，更新消息(updatemessage，UM)从传感器到网关到路由器泛洪，如箭头线所示。
图12B示出了使用传统的名称解析(SNR)方法来传播更新消息。如图所示，更新消息在名称解析服务器叠加层中传播。
与本文描述和图12C所示的家庭节点网络方法相比，UM到达家庭节点，家庭节点随后将更新FIB表项并保留本地数据库中的上下文信息。如果UM仅包含现有制作者的最新上下文信息，则基于名称的路由表保持不变。相应地，无需进行FIB传播。另一方面，图12D示出了当出现新制作者(或原有制作者消失)时FIB传播消息在整个网络中泛洪，该消息不包含任何上下文信息。
图13和图14示出了更新消息开销的图表。具体而言，图13比较了在添加两个新的制作者时单独基于名称的路由(name based routing，NBR)方法、名称解析服务(SNR)方法和家庭节点(HHN)方法的更新消息开销。针对三种所示方法中的每一种方法，绘制了网络中更新消息开销(y轴)与平均链路数(x轴)的对比。链路数决定了泛洪范围，即，FIB传播消息在网络中被转发的跳数。另一方面，鉴于两个节点相连的平均概率对于不同网络规模来说相同，链路数还可指示网络规模。
在名称解析服务方法中，对于大规模网络，带有两个新制作者的信息的内容发布消息将遍历具有最大跳数的网络，以便到达名称解析叠加服务器。相比于名称解析服务方法和单独基于名称的路由方法，本文公开的家庭节点方法产生的更新消息开销最小。
图14示出了这三种方法由于现有制作者的上下文信息更新而产生的更新消息开销。在本示例中，当制作者数量、网络规模、网络中的链路数以及到达最远名称解析叠加服务器的跳数保持不变时，可以计算所产生的更新消息开销。如图所示，相比于单独基于名称的路由(name based routing，NBR)方法和名称解析服务(SNR)方法，家庭节点(HHN)方法显示出了明显较少的开销，这是因为制作者的更新后的上下文信息仅需发送给家庭节点，家庭节点实际上是网内ICN路由器且从/到所有制作者的距离之和最小。
虽然未示出，但是本文还论述了这些不同方法中的每种方法的存储利用率之间的比较。在名称解析服务方法中，通常维护两个数据库，即名称解析叠加层中的名称与定位符映射以及数据转发平面上路由器中的路由表。每个路由器必须维护网络中所有内容的上下文信息，因为每个路由器都负责选择一个转发面(与此同时进行制作者选择)并路由兴趣消息。总体来说，该方法的重复信息最多。
单独基于名称的路由方法还维护不同的数据库，即名称路由表和可选的面包屑，用于将内容反向路由回客户端。为了恰当地选择制作者，单独名称解析中的名称解析服务器或基于名称的解析服务中的路由还需要维护存储中的所有内容的相关上下文信息。名称解析叠加服务器中的每个服务器均需维护上下文信息的一个副本，以快速在客户端的本地域中选择制作者。或者，可在其中一个名称解析服务器(例如核心网中的服务器)中维护上下文信息的一个副本。然而，由于该服务器的单点故障，这很可能增加客户端遇到的时延并对名称解析和制作者选择失败带来高风险。
另一方面，家庭节点方法将上下文信息传播给网络中的路由器而不会重复，同时仍然以最小时延实现名称解析和制作者选择功能。也就是说，家庭节点方法维护上下文信息的一个副本。因此，网络中的每个路由器可负责存储网络中的一小组内容的上下文信息。
这三种方法对节点故障的影响也不同。采用单独名称解析方法的节点是名称解析叠加服务器，而采用基于名称的路由方法和家庭节点方法的节点是路由器，这些路由器基于在本地维护的基于名称的路由表来路由消息。单独名称解析方法中的节点故障可能导致一些内容解析失败，即使内容可访问，而基于名称的路由方法和家庭节点方法中则不存在这个问题，因为可以找到其它替代性路径来绕过发生故障的路由器。
图15示出了根据本发明实施例的路由器的实施例。节点(例如路由器)1500可以是例如内容路由器106(图1)或上文所述的ICN中的任何其它节点或路由器。节点1500可包括多个输入/输出端口1510/1530和/或用于从其它节点接收和发送数据的接收器(Rx)1512和发射器(Tx)1532，以及处理系统或处理器1520(或内容感知单元)，其包括存储1522和可编程内容转发平面1528，用于处理数据和确定将数据发送到哪个节点。节点1500还可接收兴趣消息和数据消息，如上文所述。虽然示为单个处理器，但处理器1520并不仅限于此，而是可包括多个处理器。处理器1520可实施为一个或多个中央处理器(central processingunit，CPU)芯片、内核(例如多核处理器)、现场可编程门阵列(field-programmable gatearray，FPGA)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)和/或数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，和/或可以是一个或多个ASIC的一部分。通过实施例中所述的任一步骤或步骤组合，处理器1520可用于实施本文所述的任何方案，例如图3至图4以及图9A/图9B所示的过程。此外，处理器1520可通过硬件、软件或软硬件来实施。
存储1522(或存储器)可包括缓存1524和长期存储1226，并可用于存储路由表、转发表或本文公开的其它表或信息。尽管示为单个存储，但是存储1522可实施为只读存储器(read only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)或辅助存储(例如，用于非易失数据存储的一个或多个磁盘驱动器或磁带驱动器)的组合。
可编程内容转发平面1528可用于例如在应用层或L3实施内容转发和处理功能，其中内容可基于内容名称或前缀以及可能还有将内容映射到网络业务的其它内容相关信息进行转发。此类映射信息可在处理器150上的一个或多个内容表(例如CS、PIT、FIB)中进行维护。可编程内容转发平面1528可解释用户的内容请求并相应地，例如基于元数据和/或内容名称(前缀)，从网络或其它内容路由器提取内容，并可将内容例如临时地存储在存储1522中。然后，可编程内容转发平面1528可转发缓存内容给用户。可编程内容转发平面1528可通过软件、硬件或软硬件来实施，并可在IP层或L2上进行操作。
图16为可以用于实施各实施例的网络系统的方框图。特定设备可利用所有所示的组件或仅所述组件的子集，且设备之间的集成程度可能不同。此外，设备可包括组件的多个实例，例如多个处理单元、处理器、存储器、发射器、接收器等。网络系统可包括配备有网络接口、存储接口等一个或多个输入/输出设备的处理单元801。处理单元1601可包括中央处理器(central processing unit，CPU)1610、存储器1620、大容量存储设备1630，以及连接到总线的I/O接口1660。该总线可以为任何类型的若干总线架构中的一个或多个，包括存储总线或者存储控制器、外设总线等等。
CPU 1610可包括任何类型的电子数据处理器。存储器1620可包括任意类型的系统存储器，例如静态随机存取存储器(static random access memory，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)、同步DRAM(synchronous DRAM，SDRAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)或其组合等。在实施例中，存储器1620可包含在开机时使用的ROM以及在执行程序时使用的存储程序和数据的DRAM。在实施例中，存储器1620是非瞬时的。大容量存储设备1630可包括任意类型的存储设备，其用于存储数据、程序和其它信息，并使这些数据、程序和其它信息通过总线访问。大容量存储设备1630可包括如下项中的一种或多种：固态磁盘、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器等。
处理单元1601还包括一个或多个网络接口1650，网络接口1650可包括以太网电缆等有线链路和/或到接入节点或一个或多个网络1680的无线链路。网络接口1650允许处理单元1601通过网络1680与远程单元进行通信。例如，网络接口1650可通过一个或多个发射器/发射天线以及一个或多个接收器/接收天线提供无线通信。在实施例中，处理单元1601耦合到局域网或广域网以进行数据处理以及与远程设备通信，远程设备是例如其它处理单元、互联网、远程存储设施等。
根据本发明的各实施例，本文所述的方法可通过执行软件程序的硬件计算机系统来实施。此外，在示例性、非限制性实施例中，实施方式可以包括分布式处理、组件/对象分布式处理和并行处理。可以构建虚拟计算机系统处理来实施本文所述方法或功能中的一种或多种，本文所述的处理器可用于支持虚拟处理环境。
本文结合根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或方框图来描述本发明的各方面。将理解，流程图图示和/或方框图中的每个方框以及流程图图示和/或方框图中的方框的组合可以通过计算机程序指令来实现。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，以生成一个设备，使得这些通过计算机或其它可编程指令执行装置的处理器所执行的指令创建一种实现流程图和/或方框图中的一个或多个方框所指定的功能/动作的机制。
本文中所用的术语仅仅是出于描述特定方面的目的，并且并非旨在限制本发明。除非上下文清楚说明，否则本文所用的单数形式“一”和“所述”包括其复数形式。应进一步了解，本说明书中所用的术语“包括”用于说明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。
本发明的描述仅作为说明和描述目的而呈现，并非旨在详尽无遗或以任何所公开的形式限制本发明。在不偏离本发明的范围和精神的前提下，多种修改和改变对本领域技术人员而言是显而易见的。选择和描述的本发明各个方面以便更好地解释本发明的原理和实际应用，并且使本领域技术人员能够理解本发明适合预期特定用途的各种修改。
为了本文档的目的，与所公开的技术相关联的每个过程可连续执行并由一个或多个计算设备执行。过程中的每个步骤可由与其它步骤中使用的相同或不同的计算设备来执行，并且每个步骤不一定由单个计算设备执行。
虽然已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题，但是应该理解的是，权利要求书定义的主题不必局限于上文描述的具体特征或动作。相反，上文描述的具体特征和动作被公开为实现权利要求的示例形式。

Claims (20)

1.一种用于对网络中的节点进行分类的方法，其特征在于，包括：
所述节点接收所述网络中的一个或多个内容制作者发布的内容，其中所述节点有足够的存储和处理能力来存储和处理所接收的内容；
所述节点确定所述节点是否能够接收针对所述网络中的一个或多个其它节点发布的额外内容；
在确定所述节点能够接收所述额外内容后，所述节点计算从所述节点到所述网络中的所述一个或多个内容制作者中的每个内容制作者的路径的度量；以及
在确定所述节点的所述路径的度量短于所述网络中的所述一个或多个其它节点中的每个节点的路径的度量后，所述节点分类为所述网络中的家庭节点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
从新内容制作者接收通知消息；
计算所述家庭节点与所述网络中的包括所述新内容制作者在内的每个所述内容制作者之间的路径的度量；以及
基于所述家庭节点的所述路径的计算出的度量长于对应于所述一个或多个其它节点中的任一节点的路径的度量，确定是否将所述家庭节点变更为新家庭节点。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：
从一个或多个所述内容制作者接收去激活通知消息；以及
从所述家庭节点的本地存储中移除发送所述去激活通知消息的所述一个或多个内容制作者。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
向所述一个或多个其它节点中的一个节点传输转移请求，包括存储在所述家庭节点中的所述内容的内容名称；以及
从所述一个或多个其它节点中的所述一个节点接收转移接受消息以接受所述转移请求，从而成为新家庭节点，或者从所述一个或多个其它节点中的所述一个节点接收转移拒绝消息以拒绝所述转移请求，从而拒绝成为新家庭节点。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其特征在于，所述内容包括以下至少一项：内容名称、内容制作者数量、内容制作者位置、到达所述内容制作者的路径或所述家庭节点与所述内容制作者之间的距离。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
所述节点从所述一个或多个其它节点中的第一节点接收兴趣消息；以及
所述节点选择一个或多个内容制作者以提取所述兴趣消息中请求的内容。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
所述节点从所述一个或多个内容制作者请求上下文信息；以及
所述节点在本地存储来自所述一个或多个内容制作者的所述上下文信息和所述内容。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法，其特征在于，所述路径的度量是时间度量或距离度量。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，其特征在于，还包括：所述节点管理所述网络的邻域中的所述一个或多个其它节点的内容。
10.一种用于访问网络中的内容的节点，其特征在于，包括：
包含指令的存储装置；以及
耦合到所述存储装置的一个或多个处理器，所述一个或多个处理器执行所述指令以使：
所述节点接收所述网络中的一个或多个内容制作者发布的内容，其中所述节点有足够的存储和处理能力来存储和处理所接收的内容；
所述节点确定所述节点是否能够接收针对所述网络中的一个或多个其它节点发布的额外内容；
在确定所述节点能够接收所述额外内容后，所述节点计算从所述节点到所述网络中的所述一个或多个内容制作者中的每个内容制作者的路径的度量；以及
在确定所述节点的所述路径的度量短于所述网络中的所述一个或多个其它节点中的每个节点的路径的度量后，所述节点分类为所述网络中的家庭节点。
11.根据权利要求10所述的节点，其特征在于，所述一个或多个处理器还执行所述指令以：
从新内容制作者接收通知消息；
计算所述家庭节点与所述网络中的包括所述新内容制作者在内的每个所述内容制作者之间的路径的度量；以及
基于所述家庭节点的所述路径的计算出的度量长于对应于所述一个或多个其它节点中的任一节点的路径的度量，确定是否将所述家庭节点变更为新家庭节点。
12.根据权利要求10或11所述的节点，其特征在于，所述一个或多个处理器还执行所述指令以：
从一个或多个所述内容制作者接收去激活通知消息；以及
从所述家庭节点的本地存储中移除发送所述去激活通知消息的所述一个或多个内容制作者。
13.根据权利要求10至12中的任一项所述的节点，其特征在于，所述一个或多个处理器还执行所述指令以：
向所述一个或多个其它节点中的一个节点传输转移请求，包括存储在所述家庭节点中的所述内容的内容名称；以及
从所述一个或多个其它节点中的所述一个节点接收转移接受消息以接受所述转移请求，从而成为新家庭节点，或者从所述一个或多个其它节点中的所述一个节点接收转移拒绝消息以拒绝所述转移请求，从而拒绝成为新家庭节点。
14.根据权利要求10至13中的任一项所述的节点，其特征在于，所述一个或多个处理器还执行所述指令以使：
所述节点从所述一个或多个其它节点中的第一节点接收兴趣消息；以及
所述节点选择一个或多个内容制作者以提取所述兴趣消息中请求的内容。
15.根据权利要求14所述的节点，其特征在于，所述一个或多个处理器还执行所述指令以使：
所述节点从所述一个或多个内容制作者请求上下文信息；以及
所述节点在本地存储来自所述一个或多个内容制作者的所述上下文信息和所述内容。
16.包括多个节点的网络中的一种家庭节点，其特征在于，包括：
包含指令的存储装置；以及
耦合到所述存储装置的一个或多个处理器，所述一个或多个处理器执行所述指令以：
基于在客户端请求中接收的标准来选择一个或多个内容制作者；
将所述客户端请求转发给所述选择的一个或多个内容制作者；
接收并在本地存储来自所述网络中的所述选择的一个或多个内容制作者的内容和上下文信息；以及
确定是否将所述家庭节点调整为所述网络中的所述多个节点中的另一节点。
17.根据权利要求16所述的家庭节点，其特征在于，耦合到所述存储器的所述一个或多个处理器还执行所述指令以：
计算所述家庭节点与所述网络中的所述一个或多个内容制作者之间的总距离；以及
基于所述家庭节点的所述计算出的总距离长于与所述多个节点中的所述另一节点对应的总距离，确定是否调整所述家庭节点或将所述家庭节点变更为所述多个节点中的所述另一节点。
18.根据权利要求16或17所述的家庭节点，其特征在于，耦合到所述存储器的所述一个或多个处理器还执行所述指令以仅向所述家庭节点传播所述一个或多个内容制作者的所述上下文信息。
19.根据权利要求16至18中的任一项所述的家庭节点，其特征在于，耦合到所述存储器的所述一个或多个处理器还执行所述指令以：
向所述多个节点中的所述另一节点传输转移请求，包括存储在所述家庭节点中的所述内容的内容名称；以及
从所述多个节点中的所述另一节点接收转移接受消息以接受所述转移请求，从而成为新家庭节点，或者从所述多个节点中的所述另一节点接收转移拒绝消息以拒绝所述转移请求，从而拒绝成为新家庭节点。
20.根据权利要求16至19中的任一项所述的家庭节点，其特征在于，所述存储装置包括以下至少一项：缓存所述上下文信息的内容存储库、存储路由表项的转发信息库(forwarding information base，FIB)以及记录在所述客户端请求中接收的信息的待定兴趣表(pending interest table，PIT)。
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