CN103607412A - 基于树的内容中心网络多个兴趣包处理方法 - Google Patents
基于树的内容中心网络多个兴趣包处理方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种基于树的内容中心网络多个兴趣包处理方法,主要解决现有技术在内容中心网络中发送多个兴趣包的情形下,网络资源利用率低,不适用于公共前缀较短或无公共前缀的情况,完全依赖代理服务器处理,导致网络传输效率低、网络负荷大的不足的问题。具体步骤包括:(1)读取兴趣包内容名字:(2)建立内容名字树:(3)合并内容名字树中的单分支结点:(4)存储内容名字树中的结点:(5)发送压缩兴趣包:(6)解压缩压缩兴趣包。本发明通过采用发送压缩兴趣包的方法,对多个兴趣包进行发送;在接收端,采用了建立目的内容名字串对压缩兴趣包中内容名字进行解压缩,减少了网络中兴趣包的个数,降低网络带宽的消耗。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域,更进一步涉及网络通信技术领域中基于树的内容中心网络多个兴趣包处理方法。本发明可用于在内容中心网络中发送多个兴趣包的情形下,对多个兴趣包进行压缩及对压缩兴趣包进行解压缩。
背景技术
在以内容为中心的网络CCN(Content-Centric Networking)中,实现了根据名字路由的机制。当用户想要获取某一内容时,开始请求数据,不断向网络发出数据请求兴趣包。
范·雅各布森(Van Jacobson)等人在其论文“Networking Named Content”(ACMCoNEXT2009,DECEMBER1-4,ROME,ITALY,2-3)中公开了一种对兴趣包的处理方法。该方法包括以下步骤:步骤1,当用户要获取某个内容时,开始请求数据,不断向网络发出数据请求兴趣包,其中包含该兴趣的内容名字(Content Name)。步骤2,当一个兴趣包到达时,路由器根据兴趣中的内容名称进行查找,首先匹配内容缓存(Content Store,CS),如果缓存中有被请求的内容,则响应该请求,并丢弃该兴趣包。步骤3,如果内容缓存中没有被请求的内容,则查找待定兴趣表(PendingInterest Table,PIT),如果待定兴趣表中有该内容名称条目,则在该内容名称条目中增加接口(Face),并丢弃该兴趣包。步骤4,如果待定兴趣表中没有该内容名称条目,则查找转发信息表(Forwarding Information Base,FIB),如果在转发信息表中找到,则按照查找到的所有接口(除兴趣包到达接口)转发兴趣包,并在待定兴趣表中记录。如果转发信息表中也没有该内容名称条目,则丢弃该兴趣包。该方法存在的不足是,由于该方法在获取某个内容时,开始请求数据,不断向网络发出数据请求兴趣包,对要发送的所有兴趣逐个发送至路由器,对于网络中可能存在的大量相邻兴趣包,以及内容名字有相同的部分,重复发送多个内容名字相同部分,导致网络资源利用率低。
西安电子科技大学申请的专利“一种内容中心网络多个兴趣包压缩发送及处理的方法”(申请号:CN201310044609.4公开号:CN103095724A公开日:2013年5月8日)公开了一种内容中心网络多个兴趣包压缩发送及处理的方法。该方法包括以下步骤:步骤1,增加一种压缩兴趣包,将每个压缩兴趣包的内容名字部分分为各兴趣内容名字的公共前缀和各兴趣内容名字的后缀两个部分。步骤2,用户要获取某个内容时,开始请求数据,不断向网络发出数据请求兴趣包。步骤3,网络中的中间结点收到压缩兴趣包时,逐个将公共前缀与兴趣后缀拼接为兴趣的内容名字。步骤4,网络中的中间结点收到数据包时,按照标准的内容中心网络传输模型进行处理。步骤5,网络中数据源服务器收到压缩兴趣包时,逐个将兴趣后缀与公共前缀拼接为兴趣的内容名字,将兴趣转给上层应用,并在待定兴趣表中记录兴趣及接口,等待上层应用将所请求的数据包发回,再根据待定兴趣表中的条目转给对应接口。该方法存在的不足是,由于在步骤1中发送方需要判断待发送的多个兴趣的内容名字有公共前缀时,需要提取此公共前缀,并与各内容名字中的剩余的后缀共同组成一个压缩兴趣包发送。而对于每个接口,将该接口要发送的所有兴趣提取内容名字的公共前缀,并与各内容名字中的剩余的后缀共同组成一个压缩兴趣包发送。以上两个步骤中在要发送的所有兴趣公共前缀较短或无公共前缀时,会导致组成的压缩兴趣包的压缩效率低,不适用于公共前缀较短或无公共前缀的情况。
北京瓦力网络科技有限公司申请的专利“一种网络数据传输方法、系统及代理服务器”(申请号:CN201210404383.X公开号:CN102891858A公开日:2013年1月23日)公开了一种网络数据传输方法。所述的网络数据传输方法包括以下步骤:步骤1,代理服务器接收用户终端的内容数据请求。步骤2,代理服务器向存储内容的网站服务器获取内容数据;确定用户终端请求的内容数据满足压缩条件时,启动相应的压缩引擎对内容数据进行压缩。步骤3,代理服务器将压缩后的内容数据发送给用户终端。专利还公开了用于实现所述方法的系统和一种代理服务器。该方法存在的不足是,由于用户终端将内容数据请求发送至代理服务器,由代理服务器发送至存储内容的网站服务器获取内容数据,并由代理服务器确定用户终端请求的内容数据是否满足压缩条件,代理服务器将压缩后的内容数据发送给用户终端。用户终端将接收到的压缩后的内容数据发送至最近的代理服务器。用户终端向相应的代理服务器发送请求,获取内容数据。代理服务器作为网络中一个单元,用户终端完全依赖代理服务器向存储内容的网站服务器获取内容数据、压缩内容数据请求、返回压缩后内容数据、分块以及返回用户终端最近的代理服务器的配置,最终获取内容数据,影响了网络传输效率。当代理服务器崩溃时,整个网络也将崩溃。用户终端完全依赖代理服务器处理,导致网络传输效率低、网络负荷大。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术的不足,提出一种基于树的内容中心网络多个兴趣包处理方法。本发明采用基于树的内容中心网络多个兴趣包处理方法,在用户端或路由器端发送多个兴趣包的情形下,采用了发送压缩兴趣包的方法,对多个兴趣包进行发送;在接收端,采用了建立目的内容名字串对压缩兴趣包中内容名字进行解压缩,得到每一个兴趣包内容名字,能够有效地减少网络中兴趣包的个数,降低网络带宽的消耗。
实现本发明的具体思路是:在用户端或路由器端发送多个兴趣包的情形下,采用了建立内容名字树的方法,将兴趣包的内容名字中每一块插入到内容名字树,合并内容名字树中的单分支结点,将内容名字树中所有结点的数据值存储到内容名字串中,将内容名字串封装成一个压缩兴趣包进行发送;在接收端,采用了建立目的内容名字串对压缩兴趣包中内容名字进行解压缩,得到每一个兴趣包内容名字,有效地减少了网络中兴趣包的个数,降低了网络带宽的消耗。
本发明的具体步骤包括如下:
对兴趣包压缩的具体步骤如下:
(1)读取兴趣包内容名字:
在内容中心网络的用户端和路由器端中的一端读取兴趣包内容名字;
(2)建立内容名字树:
2a)建立仅有一个根结点的内容名字树,将该树根结点的数据域设置为空;
2b)逐个扫描要发送的所有兴趣包内容名字;
2c)逐个扫描兴趣包内容名字中每一块;将内容名字的第一块作为当前块,将内容名字树的根结点作为当前结点;
2d)在当前结点的所有孩子结点中查找是否存在存储有当前块中内容名字的孩子结点;若存在,则将存储有当前块中内容名字的孩子结点,作为当前结点;若不存在,则给当前结点新建一个孩子结点,将该孩子结点的数据域设置为当前块中的内容名字,将该孩子结点作为当前结点;
2e)判断兴趣包内容名字中所有块是否扫描完毕,若是,则执行步骤2f);否则,将内容名字的下一块作为当前块,执行步骤2d);
2f)判断所有兴趣包内容名字是否扫描完毕,若是,则执行步骤(3);否则,执行步骤2b);
(3)合并内容名字树中的单分支结点:
从内容名字树的根结点开始扫描内容名字树中的所有结点,当内容名字树中存在只有一个孩子结点的父结点时,将该父结点与其唯一的孩子结点进行合并;
(4)存储内容名字树中的结点:
4a)建立一个空栈,将内容名字树的根结点入栈顶;建立一个内容名字串,将该内容名字串设置为空串;
4b)读取栈顶中结点的孩子总数字段;
4c)判断栈顶中结点的孩子总数是否等于0,若是,执行步骤4i);否则,执行步骤4d);
4d)读取栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号字段;
4e)判断栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号是否大于孩子总数,若是,执行步骤4i);否则,执行步骤4f);
4f)将栈顶中结点的下一个未被访问过的孩子结点的序号作为下一个拟访问的结点的序号,将栈顶中结点的下一个未被访问过的孩子结点的序号增1;
4g)将拟访问的结点入栈顶;
4h)读取栈顶中结点数据域值字段,将该数据域值存储到内容名字串的末尾;执行步骤4b);
4i)将栈顶元素出栈顶,将数字0存储到内容名字串的末尾;
4j)判断栈是否为空,若是,则执行步骤(5);否则,执行步骤4b);
(5)发送压缩兴趣包:
将内容名字串封装成一个压缩兴趣包,发送至内容中心网络;
对压缩兴趣包解压缩的具体步骤如下:
(6)建立一个目的内容名字串,将该目的内容名字串设置为空串;从压缩兴趣包中内容名字的第一个字节开始,逐个扫描压缩兴趣包中的内容名字中每一字节;
(7)读取一个字节,得出下一个块序列所包含的块的总数;
(8)判断块的总数是否为0,若是,则执行步骤(9);否则,根据块的总数读取块序列,将读取的块序列存储到目的内容名字串的末尾,执行步骤(7);
(9)当前一次读取的块的总数为0时,输出当前存储的目的内容名字串;
(10)判断目的内容名字串是否为空,若是,执行步骤(11);否则,将目的内容名字串中的最后一个块序列删除,执行步骤(7);
(11)解压缩结束。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
第一,由于本发明采用了发送压缩兴趣包的方法,对多个兴趣包进行发送,克服了现有技术中重复发送多个内容名字相同部分,导致网络资源利用率低的不足,使得本发明具有减少网络中的兴趣包的个数,网络资源利用率高的优点。
第二,由于本发明采用了建立内容名字树的方法,将兴趣包的内容名字中每一块插入到内容名字树,克服了压缩效率低、不适用于公共前缀较短或无公共前缀的情况的不足,使得本发明具有压缩效率高的优点,适用于公共前缀较短或无公共前缀的情况。
第三,由于本发明采用了建立内容名字串的方法,将兴趣包的内容名字进行压缩,采用了建立目的内容名字串对压缩兴趣包中内容名字进行解压缩,克服了完全依赖代理服务器处理,导致网络传输效率低、网络负荷大的不足,使得本发明能只使用简单软硬件完成多个兴趣包的内容名字的压缩与解压缩过程,具有操作简单、传输效率高、网络负荷小的优点。
附图说明
图1是本发明的流程图;
图2是本发明中建立内容名字树的流程图;
图3是本发明中建立的内容名字树的示意图;
图4是本发明中合并所有单分支结点后内容名字树的示意图;
图5是本发明中存储内容名字树中的结点的流程图;
图6是本发明中压缩兴趣包解压缩的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行进一步的详细描述。
参照附图1,本发明实现的具体步骤如下:
对兴趣包压缩的具体步骤如下:
步骤1,读取兴趣包内容名字。
在内容中心网络的用户端和路由器端中的一端读取兴趣包内容名字。所述的用户端读取兴趣包内容名字的方式是指,当用户端出现一系列兴趣包内容名字的请求时,用户端读取请求的一系列兴趣包内容名字。所述的路由器端读取兴趣包内容名字的方式是指,当路由器出现一系列兴趣包内容名字时,路由器在内容缓存、待定兴趣表、转发信息表中查找每个兴趣包内容名字;当路由器对所有兴趣包内容名字查找结束时,根据查找结果,路由器读取要从特定接口转发的所有兴趣包内容名字。所述的兴趣包内容名字是由一个块序列组成,该块序列的第一个字节存储该块序列所包含的块的总数,其余字节顺序存储各个块;其中每个块是由一个字节序列组成,块的第一个字节存储该块的长度,其余字节存储该块的内容;块与块之间用符号“/”隔开,符号“/”作为块分割符不存储。对于兴趣包的内容名字:/funny.com/movie/A.avi/_s0,块序列/funny.com/movie/A.avi/_s0中块的总数为4,块的内容分别为funny.com、movie、A.avi和_s0;其中块funny.com中,块的长度为9,块的内容为funny.com。符号“/”作为块分割符不存储,“_s”编码为“0”。
步骤2,建立内容名字树。
参照附图2,本发明中建立内容名字树的具体步骤如下:
2a)建立仅有一个根结点的内容名字树,将该树根结点的数据域设置为空。
2b)逐个扫描要发送的所有兴趣包内容名字。
2c)逐个扫描兴趣包内容名字中每一块;将内容名字的第一块作为当前块,将内容名字树的根结点作为当前结点。
2d)在当前结点的所有孩子结点中查找是否存在存储有当前块中内容名字的孩子结点;若存在,则将存储有当前块中内容名字的孩子结点,作为当前结点;若不存在,则给当前结点新建一个孩子结点,将该孩子结点的数据域设置为当前块中的内容名字,将该孩子结点作为当前结点。
2e)判断兴趣包内容名字中所有块是否扫描完毕,若是,则执行步骤2f);否则,将内容名字的下一块作为当前块,执行步骤2d)。
2f)判断所有兴趣包内容名字是否扫描完毕,若是,则执行步骤(3);否则,执行步骤2b)。
步骤3,合并内容名字树中的单分支结点:
从内容名字树的根结点开始扫描内容名字树中的所有结点,当内容名字树中存在只有一个孩子结点的父结点时,将该父结点与其唯一的孩子结点进行合并。
合并父结点与其唯一的孩子结点的具体步骤如下:
第1步:将父结点数据域值与其唯一的孩子结点数据域值顺序连接为一个数据值,将连接后的数据值赋给父结点的数据域。
第2步:将父结点唯一的孩子结点的孩子结点赋给父结点的孩子结点。
步骤4,存储内容名字树中的结点。
参照附图5,本发明中存储内容名字树中的结点的具体步骤如下:
4a)建立一个空栈,将内容名字树的根结点入栈顶,所述入栈顶的结点包含三个字段:数据域值、孩子总数、下一个未被访问的孩子结点的序号。建立一个内容名字串,将该内容名字串设置为空串。
4b)读取栈顶中结点的孩子总数字段。
4c)判断栈顶中结点的孩子总数是否等于0,若是,执行步骤4i);否则,执行步骤4d)。
4d)读取栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号字段。
4e)判断栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号是否大于孩子总数,若是,执行步骤4i);否则,执行步骤4f)。
4f)将栈顶中结点的下一个未被访问过的孩子结点的序号作为下一个拟访问的结点的序号,将栈顶中结点的下一个未被访问过的孩子结点的序号增1。
4g)将拟访问的结点入栈顶。
4h)读取栈顶中结点数据域值字段,将该数据域值存储到内容名字串的末尾;执行步骤4b)。
所述结点数据域值是一个块序列,存储该块序列的具体步骤如下:
第1步:在内容名字串的末尾添加一个字节,存储块序列所包含的块的总数;
第2步:逐个扫描块序列中的每一块;
第3步:在内容名字串的末尾添加一个字节,存储块的长度,添加块的长度个字节存储块的内容;
第4步:判断块序列中所有块是否扫描完毕,若是,则执行第5步;否则,执行第2步;
第5步:存储结束。
4i)将栈顶元素出栈顶,将数字0存储到内容名字串的末尾。
4j)判断栈是否为空,若是,则执行步骤(5);否则,执行步骤4b)。
步骤5,发送压缩兴趣包:
将内容名字串封装成一个压缩兴趣包,发送至内容中心网络。所述的压缩兴趣包是指,该兴趣包内容名字中至少包含两个兴趣包的内容名字,该兴趣包内容名字至少由两个块序列组成。
压缩兴趣包包括报文长度、报文类型、所请求内容的内容名字三个字段。报文长度字段长32位,报文类型字段长8位,块的总数长8位,则块序列最多可支持225块。
参照附图6,本发明中对压缩兴趣包解压缩的具体步骤如下:
(6)建立一个目的内容名字串,将该目的内容名字串设置为空串;从压缩兴趣包中内容名字的第一个字节开始,逐个扫描压缩兴趣包中的内容名字中每一字节。
(7)读取一个字节,得出下一个块序列所包含的块的总数。
(8)判断块的总数是否为0,若是,则执行步骤(9);否则,根据块的总数读取块序列,将读取的块序列存储到目的内容名字串的末尾,执行步骤(7)。
根据块的总数读取块序列的具体步骤如下:
第1步:读取一个字节,得出块的长度;读取块的长度个字节,得出块的内容。
第2步:若第1步执行块的总数次,则执行第3步;否则,执行第2步。
第3步:读取结束。
(9)当前一次读取的块的总数为0时,输出当前存储的目的内容名字串,所述输出当前存储的目的内容名字串是指解压缩得到的一个兴趣包内容名字。
(10)判断目的内容名字串是否为空,若是,执行步骤(11);否则,将目的内容名字串中的最后一个块序列删除,执行步骤(7)。
(11)解压缩结束。
下面结合实施例对本发明的压缩和解压缩过程进行详细说明。
(1)读取兴趣包内容名字。
本发明的实施例中,在内容中心网络的用户端和路由器端中的一端读取兴趣包内容名字分别为:/funny.com/movie/A.avi/_s0,
/funny.com/movie/A.avi/_s1,/funny.com/movie/A.avi/_s2,
/funny.com/music/B.mp3/_s0,/funny.com/music/B.mp3/_s1,
/funny.com/music/C.wma/_s0,/files.com/movie/A.avi/_s0,
/files.com/picture/D.jpg/_s0。
(2)建立内容名字树。
下面结合图2对本发明中建立内容名字树的具体步骤进行详细描述。
建立一棵树T,初始状态下该树只有一个根结点R,将该树根结点的数据域设置为空,数据域为空用NULL表示。逐个扫描要发送的所有兴趣包内容名字,对于要发送的第一个兴趣包的内容名字/funny.com/movie/A.avi/_s0,将内容名字的第一块funny.com作为当前块,将内容名字树根结点R作为当前结点。
在当前结点R的所有孩子结点中查找是否存在存储有当前块中内容名字funny.com的孩子结点,此时树T只有一个根结点R,当前结点R无孩子结点,所以当前结点的所有孩子结点中未存储当前块中的内容名字,则给当前结点R新建一个孩子结点,将该孩子结点的数据域设置为当前块中的内容名字funny.com,将该孩子结点funny.com作为当前结点;将内容名字的下一块movie作为当前块。
在当前结点funny.com的所有孩子结点中查找是否存在存储有当前块中内容名字movie的孩子结点,此时当前结点funny.com无孩子结点,所以当前结点的所有孩子结点中未存储当前块中的内容名字,则给当前结点funny.com新建一个孩子结点,将该孩子结点的数据域设置为当前块中的内容名字movie,将该孩子结点movie作为当前结点;将内容名字的下一块A.avi作为当前块。
在当前结点movie的所有孩子结点中查找是否存在存储有当前块中内容名字A.avi的孩子结点,此时当前结点movie无孩子结点,所以当前结点的所有孩子结点中未存储当前块中的内容名字,则给当前结点movie新建一个孩子结点,将该孩子结点的数据域设置为当前块中的内容名字A.avi,将该孩子结点A.avi作为当前结点;将内容名字的下一块_s0作为当前块。
在当前结点A.avi的所有孩子结点中查找是否存在存储有当前块中内容名字_s0的孩子结点,此时当前结点A.avi无孩子结点,所以当前结点的所有孩子结点中未存储当前块中的内容名字,则给当前结点A.avi新建一个孩子结点,将该孩子结点的数据域设置为当前块中的内容名字_s0,将该孩子结点_s0作为当前结点;该兴趣包内容名字中所有块扫描完毕。
对于要发送的第二个兴趣包的内容名字/funny.com/movie/A.avi/_s1,将内容名字的第一块funny.com作为当前块,将内容名字树根结点R作为当前结点。
在当前结点R的所有孩子结点中查找是否存在存储有当前块中内容名字funny.com的孩子结点,此时当前结点R有孩子结点funny.com,所以当前结点的孩子结点中存储了当前块中的内容名字,将该孩子结点funny.com作为当前结点,将内容名字的下一块movie作为当前块。
在当前结点funny.com的所有孩子结点中查找是否存在存储有当前块中内容名字movie的孩子结点,当前结点funny.com有孩子结点movie,所以当前结点的孩子结点中存储了当前块中的内容名字,将该孩子结点movie作为当前结点,将内容名字的下一块A.avi作为当前块。
在当前结点movie的所有孩子结点中查找是否存在存储有当前块中内容名字A.avi的孩子结点,此时当前结点movie有孩子结点A.avi,所以当前结点的孩子结点中存储了当前块中的内容名字,将该孩子结点A.avi作为当前结点,将内容名字的下一块_s1作为当前块。
在当前结点A.avi的所有孩子结点中查找是否存在存储有当前块中内容名字_s1的孩子结点,此时当前结点A.avi无孩子结点,所以当前结点的所有孩子结点中未存储当前块中的内容名字,则给当前结点_s1新建一个孩子结点,将该孩子结点的数据域设置为当前块中的内容名字_s1,将该孩子结点_s1作为当前结点;该兴趣包内容名字中所有块扫描完毕。
继续扫描剩余的六个兴趣,当所有兴趣扫描完毕时,就建立了一棵内容名字树T。
下面结合图3对本发明中建立的内容名字树进行详细描述。
在图3中,以20个椭圆形表示内容名字树中的结点,以斜向下的箭头指向结点的孩子结点。其中椭圆形中的数据表示结点的数据域值,图3中最上方中间数据域为NULL的结点表示树的根结点。根结点孩子结点是funny.com和files.com;对于根结点孩子结点funny.com,该结点孩子结点是movie和music;其中,对于funny.com的孩子结点movie,该结点的孩子结点是A.avi;其中,对于movie的孩子结点A.avi,该结点的孩子结点是_s0、s1和_s2。对于funny.com的孩子结点music,该结点的孩子结点是B.mp3和C.wma;对于music的孩子结点B.mp3,该结点的孩子结点是_s0和_s1;对于music的孩子结点C.wma,该结点的孩子结点是_s0。对于根结点孩子结点files.com,该结点孩子结点是movie和picture;其中,对于files.com的孩子结点movie,该结点孩子结点是A.avi;其中,对于movie的孩子结点A.avi,该结点孩子结点是_s0;对于files.com的孩子结点picture,该结点孩子结点是D.jpg;对于picture的孩子结点D.jpg,该结点孩子结点是_s0。
(3)合并内容名字树中的单分支结点。
在图3中,内容名字树T中的父结点movie只有一个孩子结点A.avi,则将父结点数据域值movie与其唯一的孩子结点数据域值A.avi顺序连接为一个数据值/movie/A.avi,将连接后的数据值/movie/A.avi赋给父结点的数据域;将父结点唯一的孩子结点的孩子结点_s0、_s1、_s2赋给父结点的孩子结点。
扫描内容名字树中剩余的结点,内容名字树T所有单分支结点都被合并。
下面结合图4对本发明中合并所有单分支结点后内容名字树进行详细描述。
在图4中,以14个椭圆形表示内容名字树中的结点,以斜向下的箭头指向结点的孩子结点。其中椭圆形中的数据表示结点的数据域值,图中最上方中间数据域为NULL的结点表示树的根结点。根结点孩子结点是funny.com和files.com;对于根结点孩子结点funny.com,该结点孩子结点是/movie/A.avi和music;对于funny.com的孩子结点/movie/A.avi,该结点的孩子结点是_s0、s1和_s2;对于funny.com的孩子结点music,该结点的孩子结点是B.mp3和/C.wma/_s0;对于music的孩子结点B.mp3,该结点的孩子结点是_s0和_s1。对于根结点孩子结点files.com,该结点孩子结点是/movie/A.avi/_s0和/picture/D.jpg/_s0。
(4)存储内容名字树中的结点。
下面结合附图5对本发明存储内容名字树中结点的具体步骤进行详细描述。
建立一个空栈,将内容名字树T的根结点R入栈顶,入栈顶的根结点包含三个字段:数据域值NULL(数据域为空用NULL表示)、孩子总数2、下一个未被访问的孩子结点的序号1。建立一个内容名字串,将该内容名字串设置为空串。
读取栈顶中结点R的孩子总数字段,栈顶结点R孩子总数为2,孩子总数不等于0,读取栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号字段,栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号1不大于孩子总数2,将栈顶中结点的下一个未被访问过的孩子结点的序号1作为下一个拟访问的结点的序号,将栈顶中结点的下一个未被访问过的孩子结点的序号增1;将拟访问的结点funny.com入栈顶;读取栈顶中结点数据域值字段,将该数据值funny.com存储到内容名字串的末尾,在内容名字串的末尾添加一个字节,存储块序列所包含的块的总数1,在内容名字串的末尾添加一个字节,存储块的长度9,添加9个字节存储块的内容funny.com;此时内容名字串为“funny.com”。
读取栈顶中结点funny.com的孩子总数字段,栈顶结点funny.com孩子总数为2,孩子总数不等于0,读取栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号字段,栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号1不大于孩子总数2,将栈顶中结点的下一个未被访问过的孩子结点的序号1作为下一个拟访问的结点的序号,将栈顶中结点的下一个未被访问过的孩子结点的序号增1;将拟访问的结点/movie/A.avi入栈顶;读取栈顶中结点数据域值字段,将该数据值/movie/A.avi存储到内容名字串的末尾,在内容名字串的末尾添加一个字节,存储块序列所包含的块的总数2,在内容名字串的末尾添加一个字节,存储块的长度5,添加5个字节存储块的内容movie;在内容名字串的末尾添加一个字节,存储块的长度5,添加5个字节存储块的内容A.avi;此时内容名字串为“funny.com”+“/movie/A.avi”。
读取栈顶中结点/movie/A.avi的孩子总数字段,栈顶结点R孩子总数为3,孩子总数不等于0,读取栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号字段,栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号1不大于孩子总数3,将栈顶中结点的下一个未被访问过的孩子结点的序号1作为下一个拟访问的结点的序号,将栈顶中结点的下一个未被访问过的孩子结点的序号增1;将拟访问的结点_s0入栈顶;读取栈顶中结点数据域值字段,将该数据值_s0存储到内容名字串的末尾,在内容名字串的末尾添加一个字节,存储块序列所包含的块的总数1,在内容名字串的末尾添加一个字节,存储块的长度2,添加2个字节存储块的内容_s0;此时内容名字串为“funny.com”+“/movie/A.avi”+“_s0”。
读取栈顶中结点_s0的孩子总数字段,栈顶结点R孩子总数等于0,将栈顶元素出栈顶,将数字0存储到内容名字串的末尾;此时内容名字串为“funny.com”+“/movie/A.avi”+“_s0”+0。
读取栈顶中结点/movie/A.avi的孩子总数字段,栈顶结点R孩子总数为3,孩子总数不等于0,读取栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号字段,栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号2不大于孩子总数3,将栈顶中结点的下一个未被访问过的孩子结点的序号2作为下一个拟访问的结点的序号,将栈顶中结点的下一个未被访问过的孩子结点的序号增1;将拟访问的结点_s1入栈顶;读取栈顶中结点数据域值字段,将该数据值_s1存储到内容名字串的末尾,在内容名字串的末尾添加一个字节,存储块序列所包含的块的总数1,在内容名字串的末尾添加一个字节,存储块的长度2,添加2个字节存储块的内容_s1;此时内容名字串为“funny.com”+“/movie/A.avi”+“_s0”+0+“_s1”。
读取栈顶中结点_s1的孩子总数字段,栈顶结点R孩子总数等于0,将栈顶元素出栈顶,将数字0存储到内容名字串的末尾;此时内容名字串为“funny.com”+“/movie/A.avi”+“_s0”+0+“_s1”+0。
读取栈顶中结点/movie/A.avi的孩子总数字段,栈顶结点R孩子总数为3,孩子总数不等于0,读取栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号字段,栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号3不大于孩子总数3,将栈顶中结点的下一个未被访问过的孩子结点的序号3作为下一个拟访问的结点的序号,将栈顶中结点的下一个未被访问过的孩子结点的序号增1;将拟访问的结点_s2入栈顶;读取栈顶中结点数据域值字段,将该数据值_s2存储到内容名字串的末尾,在内容名字串的末尾添加一个字节,存储块序列所包含的块的总数1,在内容名字串的末尾添加一个字节,存储块的长度2,添加2个字节存储块的内容_s2;此时内容名字串为此时内容名字串为“funny.com”+“/movie/A.avi”+“_s0”+0+“_s1”+0+“_s2”。
读取栈顶中结点_s2的孩子总数字段,栈顶结点R孩子总数等于0,将栈顶元素出栈顶,将数字0存储到内容名字串的末尾;此时内容名字串为“funny.com”+“/movie/A.avi”+“_s0”+0+“_s1”+0+“_s2”+0。
读取栈顶中结点/movie/A.avi的孩子总数字段,栈顶结点R孩子总数为3,孩子总数不等于0,读取栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号字段,栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号4大于孩子总数3,将栈顶元素出栈顶,将数字0存储到内容名字串的末尾;此时内容名字串为“funny.com”+“/movie/A.avi”+“_s0”+0+“_s1”+0+“_s2”+0+0。
读取栈顶中结点funny.com的孩子总数字段,栈顶结点R孩子总数为2,孩子总数不等于0,读取栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号字段,栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号2不大于孩子总数2,将栈顶中结点的下一个未被访问过的孩子结点的序号2作为下一个拟访问的结点的序号,将栈顶中结点的下一个未被访问过的孩子结点的序号增1;将拟访问的结点music入栈顶;读取栈顶中结点数据域值字段,将该数据值music存储到内容名字串的末尾,在内容名字串的末尾添加一个字节,存储块序列所包含的块的总数1,在内容名字串的末尾添加一个字节,存储块的长度5,添加5个字节存储块的内容music;此时内容名字串为“funny.com”+“/movie/A.avi”+“_s0”+0+“_s1”+0+“_s2”+0+0+“music”。
以此类推,当栈为空时则所有结点处理完毕,内容名字树中的结点存储在内容名字串中,内容名字串为“funny.com”+“/movie/A.avi”+“_s0”+0+“_s1”+0+“_s2”+0+0+“music”+“B.mp3”+“_s0”+0+“_s1”+0+0+“C.wma/_s0”+0+0+0+“files.com”+“/movie/A.avi/_s0”+0+“/picture/D.jpg/_s0”+0+0+0。
(5)发送压缩兴趣包。
将内容名字串封装成一个压缩兴趣包,发送至内容中心网络。压缩兴趣包内容名字为“funny.com”+“/movie/A.avi”+“_s0”+0+“_s1”+0+“_s2”+0+0+“music”+“B.mp3”+“_s0”+0+“_s1”+0+0+“C.wma/_s0”+0+0+0+“files.com”+“/movie/A.avi/_s0”+0+“/picture/D.jpg/_s0”+0+0+0。
(6)解压缩压缩兴趣包。
下面结合附图6对本发明压缩兴趣包解压缩具体步骤进行详细的描述。
建立一个目的内容名字串,将该目的内容名字串设置为空串;从压缩兴趣包中内容名字的第一个字节开始,逐个扫描压缩兴趣包中的内容名字中每一字节。
读取一个字节,得出下一个块序列所包含的块的总数为1,根据块的总数1读取块序列,读取一个字节,得出块的长度为9,读取9个字节,得出块的内容为funny.com,则读取的块序列为funny.com;将读取的块序列存储到目的内容名字串的末尾,此时目的内容名字串为“funny.com”。
读取一个字节,得出下一个块序列所包含的块的总数为2,根据块的总数2读取块序列,读取一个字节,得出块的长度为5,读取5个字节,得出块的内容为movie;读取一个字节,得出块的长度为5,读取5个字节,得出块的内容为A.avi,则读取的块序列为/movie/A.avi;将读取的块序列存储到目的内容名字串的末尾,此时目的内容名字串为“funny.com”+“/movie/A.avi”。
读取一个字节,得出下一个块序列所包含的块的总数为1,根据块的总数1读取块序列,读取一个字节,得出块的长度为2,读取2个字节,得出块的内容为_s0,则读取的块序列为_s0;将读取的块序列存储到目的内容名字串的末尾,此时目的内容名字串为“funny.com”+“/movie/A.avi”+“_s0”。
读取一个字节,得出下一个块序列所包含的块的总数为0;由于前一次读取的块的总数为1,块的总数不为0,输出当前存储的目的内容名字串“funny.com”+“/movie/A.avi”+“_s0”,输出当前存储的目的内容名字串“/funny.com/movie/A.avi/_s0”是解压缩得到的一个兴趣包内容名字;此时目的内容名字串不为空,则将目的内容名字串中的最后一个块序列_s0删除,此时目的内容名字串为“funny.com”+“/movie/A.avi”。
读取一个字节,得出下一个块序列所包含的块的总数为1,根据块的总数1读取块序列,读取的块序列为_s1;将读取的块序列存储到目的内容名字串的末尾,此时目的内容名字串为“funny.com”+“/movie/A.avi”+“_s1”。
读取一个字节,得出下一个块序列所包含的块的总数为0;由于前一次读取的块的总数为1,块的总数不为0,输出当前存储的目的内容名字串“funny.com”+“/movie/A.avi”+“_s1”,输出当前存储的目的内容名字串“/funny.com/movie/A.avi/_s1”是解压缩得到的一个兴趣包内容名字;此时目的内容名字串不为空,则将目的内容名字串中的最后一个块序列_s1删除,此时目的内容名字串为“funny.com”+“/movie/A.avi”。
读取一个字节,得出下一个块序列所包含的块的总数为1,根据块的总数1读取块序列,读取的块序列为_s2;将读取的块序列存储到目的内容名字串的末尾,此时目的内容名字串为“funny.com”+“/movie/A.avi”+“_s2”。
读取一个字节,得出下一个块序列所包含的块的总数为0;由于前一次读取的块的总数为1,块的总数不为0,输出当前存储的目的内容名字串“funny.com”+“/movie/A.avi”+“_s2”,输出当前存储的目的内容名字串“/funny.com/movie/A.avi/_s2”是解压缩得到的一个兴趣包内容名字;此时目的内容名字串不为空,则将目的内容名字串中的最后一个块序列_s2删除,此时目的内容名字串为“funny.com”+“/movie/A.avi”。
读取一个字节,得出下一个块序列所包含的块的总数为0;由于前一次读取的块的总数为0,此时目的内容名字串不为空,则将目的内容名字串中的最后一个块序列/movie/A.avi删除,此时目的内容名字串为“funny.com”。
以此类推,当压缩兴趣包的内容名字所有块序列都扫描完毕,解压缩得到的兴趣包内容名字分别为:/funny.com/movie/A.avi/_s0,
/funny.com/movie/A.avi/_s1,/funny.com/movie/A.avi/_s2,
/funny.com/music/B.mp3/_s0,/funny.com/music/B.mp3/_s1,
/funny.com/music/C.wma/_s0,/files.com/movie/A.avi/_s0,
/files.com/picture/D.jpg/_s0,解压缩结束。
从上述实施例的实现过程中可以发现,本发明实现了在内容中心网络中对多个兴趣包进行压缩及对压缩兴趣包进行解压缩的功能,减少网络中的兴趣包的个数,网络资源利用率高,压缩效率高,适用于公共前缀较短或无公共前缀的情况,操作简单,传输效率高,网络负荷小的优点。
Claims (10)
1.基于树的内容中心网络多个兴趣包处理方法,包括对兴趣包的压缩和兴趣包解压缩两个过程,具体步骤如下:
对兴趣包压缩的具体步骤如下:
(1)读取兴趣包内容名字:
在内容中心网络的用户端和路由器端中的一端读取兴趣包内容名字;
(2)建立内容名字树:
2a)建立仅有一个根结点的内容名字树,将该树根结点的数据域设置为空;
2b)逐个扫描要发送的所有兴趣包内容名字;
2c)逐个扫描兴趣包内容名字中每一块;将内容名字的第一块作为当前块,将内容名字树的根结点作为当前结点;
2d)在当前结点的所有孩子结点中查找是否存在存储有当前块中内容名字的孩子结点;若存在,则将存储有当前块中内容名字的孩子结点,作为当前结点;若不存在,则给当前结点新建一个孩子结点,将该孩子结点的数据域设置为当前块中的内容名字,将该孩子结点作为当前结点;
2e)判断兴趣包内容名字中所有块是否扫描完毕,若是,则执行步骤2f);否则,将内容名字的下一块作为当前块,执行步骤2d);
2f)判断所有兴趣包内容名字是否扫描完毕,若是,则执行步骤(3);否则,执行步骤2b);
(3)合并内容名字树中的单分支结点:
从内容名字树的根结点开始扫描内容名字树中的所有结点,当内容名字树中存在只有一个孩子结点的父结点时,将该父结点与其唯一的孩子结点进行合并;
(4)存储内容名字树中的结点:
4a)建立一个空栈,将内容名字树的根结点入栈顶;建立一个内容名字串,将该内容名字串设置为空串;
4b)读取栈顶中结点的孩子总数字段;
4c)判断栈顶中结点的孩子总数是否等于0,若是,执行步骤4i);否则,执行步骤4d);
4d)读取栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号字段;
4e)判断栈顶中结点的下一个未被访问的孩子结点的序号是否大于孩子总数,若是,执行步骤4i);否则,执行步骤4f);
4f)将栈顶中结点的下一个未被访问过的孩子结点的序号作为下一个拟访问的结点的序号,将栈顶中结点的下一个未被访问过的孩子结点的序号增1;
4g)将拟访问的结点入栈顶;
4h)读取栈顶中结点数据域值字段,将该数据域值存储到内容名字串的末尾;执行步骤4b);
4i)将栈顶元素出栈顶,将数字0存储到内容名字串的末尾;
4j)判断栈是否为空,若是,则执行步骤(5);否则,执行步骤4b);
(5)发送压缩兴趣包:
将内容名字串封装成一个压缩兴趣包,发送至内容中心网络;
对压缩兴趣包解压缩的具体步骤如下:
(6)建立一个目的内容名字串,将该目的内容名字串设置为空串;从压缩兴趣包中内容名字的第一个字节开始,逐个扫描压缩兴趣包中的内容名字中每一字节;
(7)读取一个字节,得出下一个块序列所包含的块的总数;
(8)判断块的总数是否为0,若是,则执行步骤(9);否则,根据块的总数读取块序列,将读取的块序列存储到目的内容名字串的末尾,执行步骤(7);
(9)当前一次读取的块的总数为0时,输出当前存储的目的内容名字串;
(10)判断目的内容名字串是否为空,若是,执行步骤(11);否则,将目的内容名字串中的最后一个块序列删除,执行步骤(7);
(11)解压缩结束。
2.根据权利要求1所述的基于树的内容中心网络多个兴趣包处理方法,其特征在于,步骤(1)中所述的用户端读取兴趣包内容名字的方式是指,当用户端出现一系列兴趣包内容名字的请求时,用户端读取请求的一系列兴趣包内容名字。
3.根据权利要求1所述的基于树的内容中心网络多个兴趣包处理方法,其特征在于,步骤(1)中所述的路由器端读取兴趣包内容名字的方式是指,当路由器出现一系列兴趣包内容名字时,路由器在内容缓存、待定兴趣表、转发信息表中查找每个兴趣包内容名字;当路由器对所有兴趣包内容名字查找结束时,根据查找结果,路由器读取要从特定接口转发的所有兴趣包内容名字。
4.根据权利要求1所述的基于树的内容中心网络多个兴趣包处理方法,其特征在于,步骤(1)中所述的兴趣包内容名字是由一个块序列组成,该块序列的第一个字节存储该块序列所包含的块的总数,其余字节顺序存储各个块;其中每个块是由一个字节序列组成,块的第一个字节存储该块的长度,其余字节存储该块的内容;块与块之间用符号“/”隔开,符号“/”作为块分割符不存储。
5.根据权利要求1所述的基于树的内容中心网络多个兴趣包处理方法,其特征在于,步骤(3)中所述合并父结点与其唯一的孩子结点的具体步骤如下:
第1步:将父结点数据域值与其唯一的孩子结点数据域值顺序连接为一个数据值,将连接后的数据值赋给父结点的数据域;
第2步:将父结点唯一的孩子结点的孩子结点赋给父结点的孩子结点。
6.根据权利要求1所述的基于树的内容中心网络多个兴趣包处理方法,其特征在于,步骤4a)中所述入栈顶的结点包含三个字段:数据域值、孩子总数、下一个未被访问的孩子结点的序号。
7.根据权利要求1所述的基于树的内容中心网络多个兴趣包处理方法,其特征在于,步骤4h)中所述结点数据域值是一个块序列,存储该块序列的具体步骤如下:
第1步:在内容名字串的末尾添加一个字节,存储块序列所包含的块的总数;
第2步:逐个扫描块序列中的每一块;
第3步:在内容名字串的末尾添加一个字节,存储块的长度,添加块的长度个字节存储块的内容;
第4步:判断块序列中所有块是否扫描完毕,若是,则执行第5步;否则,执行第2步;
第5步:存储结束。
8.根据权利要求1所述的基于树的内容中心网络多个兴趣包处理方法,其特征在于,步骤(5)中所述的压缩兴趣包是指,该兴趣包内容名字中至少包含两个兴趣包的内容名字,该兴趣包内容名字至少由两个块序列组成。
9.根据权利要求1所述的基于树的内容中心网络多个兴趣包处理方法,其特征在于,步骤(8)中所述根据块的总数读取块序列的具体步骤如下:
第1步:读取一个字节,得出块的长度;读取块的长度个字节,得出块的内容;
第2步:若第1步执行块的总数次,则执行第3步;否则,执行第2步;
第3步:读取结束。
10.根据权利要求1所述的基于树的内容中心网络多个兴趣包处理方法,其特征在于,步骤(9)中所述输出当前存储的目的内容名字串是指解压缩得到的一个兴趣包内容名字。
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