CN103841018A - 一种基于内容网多端口的转发方法及路由器 - Google Patents

Abstract

本发明适用于通信领域，提供了一种NDN的多端口转发方法及路由器，所述方法包括：在转发兴趣包的过程中，查询本地的转发表FIB中存在该兴趣包的匹配项时，获取该匹配项对应的多个端口；依据该多个端口的权重值从该多个端口中选择部分端口转发该兴趣包；根据已经转发所述兴趣包的端口是否收到返回的与所述兴趣包匹配的内容包更新所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。本发明提供的技术方案具有减少interest包泛滥和提高转发效率的优点。

Description

一种基于内容网多端口的转发方法及路由器

技术领域

本发明属于通信领域，尤其涉及一种基于内容网多端口的转发方法及路由器。

背景技术

信息、内容的生产和传播、获取、使用方式的改变是互联网给人们生活带来的最重要的改变。基于互联网的各项应用层出不穷，这其中绝大多数是和“内容”有关的，根据中国互联网信息中心在2010年7月发布的第26次中国互联网络发展状况统计报告，网络音乐、网络新闻、搜索引擎、即时通信、网络游戏、网络视频、电子邮件、博客应用、社交网站、网络文学等是当前最主要的几类网络应用。网络新闻和搜索引擎这两类传统意义上的信息获取应用在2010年6月的使用率分别达到了78.5%和76.3%，而网络音乐、网络视频、博客、微博、社交网站、网络论坛等应用其实也可以认为是内容共享。内容共享是互联网越来越重要的一个功能，虽然互联网诞生之初并没有将“内容”置于核心位置，但“内容”实际已经在互联网中扮演了核心的角色。传统网络主要任务是将内容从一地传送至另一地，而现在的网络中信息更多被用于分享和合作，因此一种新的网络架构被提出：内容中心网络，简称内容网，这种网络既能与传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）/网络协议（InternetProtocol,IP）协议并行，也能独立运行，不会破坏现有网络。

现在，有很多关于未来网络的研究项目，美国资助的内容网（content centricnetwork，NDN）是美国国家科学基金会资助的一个项目，基本思想是将信息（内容、数据）视为网络中的“一等公民”，将当前基于主机的网络架构转变为基于内容的网络架构。NDN解决方案中以“名字”代替IP地址，重新设计数据包格式和各层协议，NDN主要有两种数据包：“兴趣包（Interest packet）”和“内容包（content packet），有时也成为数据包（date packet）”。每个内容包通过内容名字来标识，路由维护了三个表：存储表（Content Store，CS），驻留信息表（Pending Interest Table，PIT），转发表（Forwarding Information Table，FIT）。

现有的NDN的多端口转发方法如图1所示，包括：路由器的系统接收一个到来的包，根据包头或者负载信息判断是interest包还是content包，

如果这是一个interest数据包，路由器的系统进一步查询CS表，确定本地CS中是否有匹配的content如果有匹配内容，该匹配的内容被送回interest来的端口。如果没有匹配的内容，转发机制将查询PIT表，判断是否已经有请求相同内容的interest在等待，如果PIT表中有匹配项，更新相应的PIT表项，对其添加此interest的端口，然后继续接收下一包。如果PIT表中没有匹配项，则查询FIB表；如果FIB表中有匹配项，则根据FIB表中的face端口信息转发此interest，然后更新PIT表，在PIT表中添加此interest表项。如果没有匹配项，则系统可以转发此interest到默认端口或丢弃此interest包。

如果接收到的包是content包，首先查询PIT表中是否存在匹配项，如果没有匹配项，则系统丢弃此包；如果PIT表存在匹配项，则转发回所有此PIT表匹配项中的端口，存储到CS表，移除PIT表中的匹配项。

现有的NDN在转发interest包时，在FIB表中查询到的所有端口均要转发interest包，存在interest包泛滥严重问题，尤其是在interest包经过多跳转发以后，interest包转发的次数成指数级上升，泛滥严重。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种NDN的多端口转发方法，旨在解决现有技术的interest包泛滥严重的问题。

一方面，本发明提供一种NDN的多端口转发方法，所述方法包括：

在转发兴趣包的过程中，查询到本地的转发表FIB中存在所述兴趣包的匹配项时，获取所述匹配项对应的多个端口；

依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择部分端口转发所述兴趣包；

根据已经转发所述兴趣包的端口是否收到返回的与所述兴趣包匹配的内容包更新所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

可选的，所述依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择部分端口转发所述兴趣包具体包括：

依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择大于或等于权重阈值的部分端口，依据所述部分端口权重值的大小顺序确定所述部分端口转发所述兴趣包的顺序，按所述转发所述兴趣包的顺序转发所述兴趣包；

或依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择大于或等于权重阈值的部分端口，按随机选择所述部分端口转发所述兴趣包的顺序转发所述兴趣包；

或在多个端口中选择权重值最高的端口转发该兴趣包；

或在多个端口中选择权重值高的N个端口转发该兴趣包；多个端口总数>N；

或在多个端口中选择权重值相近的前N个端口转发该兴趣包，多个端口总数>N。

可选的，所述方法在依据该多个端口上的权重值从该多个端口中选择部分端口转发该兴趣包之后还包括：

周期性的在多个端口中全部转发该兴趣包。

可选的，所述方法在依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择部分端口转发该兴趣包之前还包括：

如所述多个端口没有权重值，将所述兴趣包从所述多个端口转发，依据所述多个端口是否收到与所述兴趣包匹配的内容包计算所述多个端口的权重值。

可选的，所述方法在依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择部分端口转发该兴趣包之前还包括：

如所述多个端口没有权重值，从所述多个端口中随机选择一个或多个转发端口，将所述兴趣包从所述随机选择的一个或多个转发端口转发，依据所述随机选择的一个或多个转发端口是否收到与所述兴趣包匹配的内容包计算所述随机选择的一个或多个转发端口的权重值。

可选的，所述根据已经转发所述兴趣包的端口是否收到返回的与所述兴趣包匹配的内容包更新所述已转发所述兴趣包的端口的权重值具体包括：

如已经转发所述兴趣包的端口接收到返回的所述兴趣包的内容包且所述内容包匹配，则增加所述已经转发所述兴趣包的端口的权重值；

或如已经转发所述兴趣包的端口接收到返回的所述兴趣包的内容包但所述内容包不匹配，则减少所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

或如已经转发所述兴趣包的端口在时间阈值内未接收到返回的内容包，则减少所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

可选的，所述方法在根据已经转发所述兴趣包的端口是否收到返回的与所述兴趣包匹配的内容包更新所述已转发所述兴趣包的端口的权重值之前具体包括：

每隔一定周期，在权重值取值范围内缓慢增加所述多个端口的权重值。

可选的，所述兴趣包包括：兴趣包括的数据业务类型的标识或兴趣包的级别标识，所述依据该多个端口上的权重值从该多个端口中选择部分端口转发该兴趣包包括:

根据所述数据业务类型的标识确定所述兴趣包的更新频率，如所述更新频率大于第一频率阈值，增加所述选择部分端口的数目，如所述更新频率小于第二频率阈值，减少所述选择部分端口的数目；

或根据所述兴趣包的级别标识确定所述兴趣包的级别，如所述兴趣包的级别高于第一级别阈值，增加所述选择部分端口的数目，如所述兴趣包的级别小于第二级别阈值，减少所述选择部分端口的数目；

所述第一级别阈值大于第二级别阈值，所述第一频率阈值大于所述第二频率阈值。

另一方面，提供一种路由器，所述路由器包括：

查询获取单元，用于在转发兴趣包的过程中，查询到本地的转发表FIB中存在所述兴趣包的匹配项时，获取所述匹配项对应的多个端口；

端口选择单元，用于依据所述多个端口的权重值从所述查询获取单元获取的所述多个端口中选择部分端口转发所述兴趣包；

权重更新单元，用于根据已经转发所述兴趣包的端口是否收到返回的与所述兴趣包匹配的内容包更新所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

可选的，所述端口选择单元具体用于，

依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择大于或等于权重阈值的部分端口，依据所述部分端口权重值的大小顺序确定所述部分端口转发所述兴趣包的顺序，按所述转发所述兴趣包的顺序转发所述兴趣包；

或依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择大于或等于权重阈值的部分端口，按随机选择所述部分端口转发所述兴趣包的顺序转发所述兴趣包；

或在多个端口中选择权重值最高的端口转发所述兴趣包；

或在多个端口中选择权重值高的N个端口转发所述兴趣包；多个端口总数>N；

或在多个端口中选择权重值相近的前N个端口转发所述兴趣包，多个端口总数>N。

可选的，所述路由器还包括：

周期转发单元，用于周期性的在多个端口中全部转发所述兴趣包。

可选的，所述权重更新单元还用于，

如所述多个端口没有权重值，将所述兴趣包从所述多个端口转发，依据所述多个端口是否收到与所述兴趣包匹配的内容包计算所述多个端口的权重值。

可选的，所述权重更新单元还用于，

如所述多个端口没有权重值，从所述多个端口中随机选择一个或多个转发端口，将所述兴趣包从所述随机选择的一个或多个转发端口转发，依据所述随机选择的一个或多个转发端口是否收到与所述兴趣包匹配的内容包计算所述随机选择的一个或多个转发端口的权重值。

可选的，所述权重更新单元具体用于，

如已经转发所述兴趣包的端口接收到返回的所述兴趣包的内容包且所述内容包匹配，则增加所述已经转发所述兴趣包的端口的权重值；

或如已经转发所述兴趣包的端口接收到返回的所述兴趣包的内容包但所述内容包不匹配，则减少所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

或如已经转发所述兴趣包的端口在时间阈值内未接收到返回的内容包，则减少所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

可选的，所述路由器还包括：

权重增加单元，用于每隔一定周期，在权重值取值范围内缓慢增加所述多个端口的权重值。

可选的，所述兴趣包包括：兴趣包括的数据业务类型的标识或兴趣包的级别标识，所述端口选择单元还用于，

根据所述数据业务类型的标识确定所述兴趣包的更新频率，如所述更新频率大于第一频率阈值，增加所述选择部分端口的数目，如所述更新频率小于第二频率阈值，减少所述选择部分端口的数目；

或所述端口选择单元还用于，根据所述兴趣包的级别标识确定所述兴趣包的级别，如所述兴趣包的级别高于第一级别阈值，增加所述选择部分端口的数目，如所述兴趣包的级别小于第二级别阈值，减少所述选择部分端口的数目；

所述第一级别阈值大于第二级别阈值，所述第一频率阈值大于所述第二频率阈值。

在本发明实施例中，本发明提供的技术方案具有减少兴趣（interest）包泛滥的优点。

附图说明

图1是现有技术提供的NDN的多端口转发方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的NDN的多端口转发方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的接收到内容包后的得分方法示意图；

图4是本发明实施例提供的超时得分方法示意图；

图5是本发明具体实施方式提供的增加得分方法和减少得分方法示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的路由器的结构图；

图7是本发明实施例提供的一种NDN的多端口转发方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种NDN的多端口转发方法，该方法由路由器系统执行，该方法如图2所示，包括：

S21、在转发兴趣包的过程中，如查询到本地的转发表FIB中存在该兴趣包的匹配项时，获取该匹配项对应的多个端口；

S22、依据该多个端口的权重值从该多个端口中选择部分端口转发该兴趣包；

S23、根据已经转发该兴趣包的端口是否收到返回的与该兴趣包匹配的内容包更新所述已经转发该兴趣包的端口的权重值。

需要说明的是，上述权重值具体可以为：反映该端口转发兴趣包后，接收到与该兴趣包匹配的内容包的概率特性的值，其具体可以为:得分、等级或其他的表现形式。

上述匹配的内容包具体可以为：与该兴趣包匹配的首个内容包，因为在NDN网络中，多个端口如果都接收到匹配的内容包，则首个内容包被接收后，PIT表的匹配项将删除，则多个端口在首个内容包之后接收到的匹配的内容包会丢弃。

本发明实施例提供的方法在进行兴趣包转发时，改变了现有的所有端口转发的策略，仅仅在所有端口中选择部分端口转发该兴趣包，并且这种选择也不是随机的选择，其是根据权重值来选择的，而权重值又是依据该端口是否有返回匹配的内容包来确定的权重值的增加或减少，权重值增加或减少的具体方法可以参见如图3、图4或图5所示的具体步骤，依据NDN的特性，在端口1发送出去兴趣包以后，返回内容包时，必然从端口1中返回，所以依据此种方法来计算权重值，并依据权重值选择部分端口并不会减少内容包的返回概率，但是本发明实施例提供方法的效果是显著的，因为相对于所有端口转发，只在部分端口转发很显然能在NDN网路中减少很多的兴趣包，以一个实际的例子为例，假设兴趣包经过3跳，每跳匹配项对应的端口为4个，采用现有技术的技术方案，最后一跳发送的兴趣包的次数为：64次，而采用本发明实施例提供的方法，这里假设从4个端口中选择2个端口转发，最后一跳发送的兴趣包的次数为：8次，所以其兴趣包的次数减少了3/4，对应网络中传输兴趣包的个数也减少了56个，所以其具有减少兴趣（interest）包泛滥的优点。

可选的，上述S22的实现方法具体可以为：

依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择大于或等于权重阈值的部分端口，依据所述部分端口权重值的大小顺序确定所述部分端口转发所述兴趣包的顺序，按所述转发所述兴趣包的顺序转发所述兴趣包；

或依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择大于或等于权重阈值的部分端口，按随机选择所述部分端口转发所述兴趣包的顺序转发所述兴趣包。

可选的，实现S22的具体方法可以为下述方式的任一种：

方式A、在多个端口中选择权重值最高的端口转发该兴趣包；

方式B、在多个端口中选择权重值高的N个端口转发该兴趣包，需要说明的是，上述N可以由用户自行设定。

方式C、在多个端口中选择权重值相近的N个端口转发该兴趣包。上述N均小于多个端口的总数。其确定相近权重值的方式可以由多种数学方式，例如通过方差，通过滤波函数等，也可以采用非线性单调增加或减少函数来确认。由于该数学方法均为常用的方式，这里不在赘述。

可选的，上述方法在S22之后还可以包括：

周期性的在多个端口中全部转发该兴趣包。

此种周期的在多个端口中全部转发该兴趣包可以避免有一些端口由于开始的权重值比较低而一直无法得到转发兴趣包的机会，因为在NDN网，端口的性能并不是一层不变的，所以在转发兴趣包时，需要周期性的在多个端口中全转发以给定期给每个端口一个增加权重值的机会，此种方式虽说会有一定的interest包泛滥的缺点，但是相对于现有技术来说还是具有很明显的优势的，因为仅仅是周期性的将interest包泛滥一次，而不是如现有技术的随时都是在进行interest包泛滥。

可选的，如所述多个端口没有权重值，则在S22之前还可以采用下述任意一种方式计算多个端口的权重值。

方式A、将所述兴趣包从所述多个端口转发，依据所述多个端口是否收到与所述兴趣包匹配的内容包计算所述多个端口的权重值。

方式B、从所述多个端口中随机选择一个或多个转发端口，将所述兴趣包从所述随机选择的一个或多个转发端口转发，依据所述随机选择的一个或多个转发端口是否收到与所述兴趣包匹配的内容包计算所述随机选择的一个或多个转发端口的权重值。

可选的，上述兴趣包包括：兴趣包括的所述兴趣包请求的数据业务类型的标识或所述兴趣包请求的级别标识，所述依据该多个端口上的权重值从该多个端口中选择部分端口转发该兴趣包包括:

根据所述数据业务类型的标识确定所述兴趣包的更新频率，如所述更新频率大于第一频率阈值，增加所述选择部分端口的数目，如所述更新频率小于第二频率阈值，减少所述选择部分端口的数目；如，对于热门且相对固定的数据业务类型（例如电影数据业务、静态存储的文件业务）的请求，因为数据成功获取的端口相对固定，可以减少选择转发端口数目，从而降低带宽浪费，相当于此数据业务类型的更新频率值低于第二频率阈值，则减少选择转发端口数目；如兴趣包请求的数据为经常更新或移动的数据业务（其对应的数据业务类型具体可以为：电话数据业务、车载网络数据业务或实时更新的数据业务）时，可以增加选择转发端口的数目，利用更多端口的转发获得更好地可靠性；上述增加选择转发端口的数目实现的具体方法可以为，在所有端口的剩余端口（选择部分转发端口以外的端口）中随机选取部分端口转发所述兴趣包，当然也可以在剩余端口中选择权重值较高的几个端口作为增加的端口转发所述兴趣包。上述减少选择部分转发端口数据实现方法可以为：在所述选择的部分转发端口中随机选择一个或几个端口转发所述兴趣包，也可以为其他的选择方式，例如在所述选择的部分转发端口中选择权重值较高的一个或几个端口转发所述兴趣包。

或根据所述兴趣包的请求级别标识确定所述兴趣包的级别，如所述兴趣包的请求级别高于第一级别阈值，增加所述选择部分端口的数目，如所述兴趣包的请求级别小于第二级别阈值，减少所述选择部分端口的数目；上述兴趣包的请求级别具体可以为上述兴趣包请求与该兴趣包对应的内容包的优先级。

所述第一级别阈值大于第二级别阈值，所述第一频率阈值大于所述第二频率阈值。

需要说明的是，上述权重值的计算方法具体可以包括：

如已经转发所述兴趣包的端口接收到返回的所述兴趣包的内容包且所述内容包匹配，则增加所述已经转发所述兴趣包的端口的权重值；

或如已经转发所述兴趣包的端口接收到返回的所述兴趣包的内容包但所述内容包不匹配，则减少所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

或如已经转发所述兴趣包的端口在时间阈值内未接收到返回的所述兴趣包的内容包，则减少所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

本发明具体实施方式端口的权重值可以为端口的得分，当然也可以为其他形式，例如端口的权重等级等，这里以端口的得分为例说明端口得分的实现方法如图3所示，

S31、端口接收内容包；

S32、判断内容数据包是否与兴趣包匹配，如是，增加此端口的得分，否则降低或不变此端口的得分。

当然端口得分的计算方法还可以由其他的方法，例如如图4所示，

S41、判断该端口的兴趣包是否超时（其可以根据发送兴趣包以后没有接收到内容包的时间与超时阈值的大小来确定是否超时）；

S42、如是，降低该端口的得分；

S43、如否，接收内容包，按如图3所示的流程处理。

另外，上述权重值（或得分）的增加方法可以有多种，例如直接增加一恒定的值，也可以采用函数的方式增加，例如，可以采用一阶滤波函数来增加，

如a=0~1，f(n)=(1-a)*1+a*f(n-1)

其中a是0到1之间的参数，a的大小可以影响历史统计数据在本次“综合权重值”中的比重，a越大，则历史数据对“权重值”影响更大，反之，a越小，则当前成功与否对本次“权重值”影响更大；即，a越大，增加的越慢，a越小，增加的越快。

上述权重值（或得分）的减少方法也可以有多种，例如直接减少一恒定值，或减少一定的比例。当然也可以采用一阶滤波，如

f(n)=(1-a)a*f(n-1)+a*f(n-1)

a是0到1之间的参数，a越大，则历史“权重值”影响越大，降低越慢，反之，a越小，降低越快。当然减少得分的方法还可以采用其他的方法。

当然权重值的计算方法还可以采用其他的方式，本发明具体实施方式并不局限该权重值计算的具体方法，只需该权重值是依据已经转发该兴趣包的端口是否收到与该兴趣包匹配的内容包计算，对具体采用的数学方法并不限制。

需要说明的是，上述方法在S23之前具体还可以包括：

每隔一定周期，在权重值取值范围内缓慢增加所述多个端口的权重值。上述步骤在S23之前具体可以在S22之前或之后，也可以在S21之前或之后，这里只需上述步骤在S23之前即可，其与S21、S22执行的先后顺序本发明具体实施方式并不限定。

如已经转发所述兴趣包的端口接收到返回的所述兴趣包的内容包且所述内容包匹配，则缓慢增加所述已经转发所述兴趣包的端口的权重值；

或如已经转发所述兴趣包的端口接收到返回的所述兴趣包的内容包但所述内容包不匹配，则快速减少所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

或如已经转发所述兴趣包的端口在超时前未接收到返回的所述兴趣包的内容包，则快速减少所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

上述增加权重值和减少权重值的方法如图5所示。

S51、在权重取值范围内，则周期缓慢增加每个端口权重值，此处可以通过设置步长大小控制权重值增长速度。

S52、接收此前缀数据包

S53、如果接收到此前缀数据包，则进行内容匹配，判断返回数据包与所述转发兴趣包是否匹配

S54、如果未接收到此前缀数据包，则判断此周期内是否超时

S55、如果超时（或返回数据包与兴趣包不匹配），则认为此端口转发所述兴趣包失败，降低此端口的权重值，可以快速降低，降低速度可以通过用户设定指数降低等方法来控制

S56、如果此周期内并未超时，则周期到达时刻，继续转至S51：在门限范围内缓慢增加每个端口权重值

S57、如果返回数据包与所述转发兴趣包匹配，则在门限范围内增加此端口权重值，增幅大小可以由参数设置控制。

本发明具体实施方式还提供一种路由器，该路由器如图6所示，包括：

查询获取单元61，用于在转发兴趣包的过程中，如查询本地的转发表FIB中存在所述兴趣包的匹配项时，获取所述匹配项对应的多个端口；

端口选择单元62，用于依据所述多个端口的权重值从查询获取单元61获取的所述多个端口中选择部分端口转发所述兴趣包；

权重更新单元63，用于根据已经转发所述兴趣包的端口是否收到返回的与所述兴趣包匹配的内容包更新所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

本发明实施例提供的路由器在进行兴趣包转发时，改变了现有的所有端口转发的策略，仅仅在所有端口中选择部分端口转发该兴趣包，并且这种选择也不是随机的选择，其是根据权重值来选择的，而权重值又是依据该端口是否有返回匹配的内容包来确定的，依据NDN的特性，在端口1发送出去兴趣包以后，返回内容包时，必然从端口1中返回，所以依据此种方式来计算权重值，并依据权重值选择部分端口并不会减少内容包的返回概率，但是本发明实施例提供路由器的效果是显著的，因为相对于所有端口转发，只在部分端口转发很显然能在NDN网路中减少很多的兴趣包。

可选的，端口选择单元62具体用于，

依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择大于或等于权重阈值的部分端口，依据所述部分端口权重值的大小顺序确定所述部分端口转发所述兴趣包的顺序，按所述转发所述兴趣包的顺序转发所述兴趣包；

或依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择大于或等于权重阈值的部分端口，按随机选择所述部分端口转发所述兴趣包的顺序转发所述兴趣包；

或在多个端口中选择权重值最高的端口转发所述兴趣包；

或在多个端口中选择权重值高的N个端口转发所述兴趣包；多个端口总数>N；

或在多个端口中选择权重值相近的前N个端口转发所述兴趣包，多个端口总数>N。

可选的，上述路由器还包括：

周期转发单元64，用于周期性的在多个端口中全部转发所述兴趣包。

可选的，上述权重更新单元63还用于如所述多个端口没有权重值，将所述兴趣包从所述多个端口转发，依据所述多个端口是否收到与所述兴趣包匹配的内容包计算所述多个端口的权重值。

可选的，上述权重更新单元63还用于：

如所述多个端口没有权重值，从所述多个端口中随机选择一个或多个转发端口，将所述兴趣包从所述随机选择的一个或多个转发端口转发，依据所述随机选择的一个或多个转发端口是否收到与所述兴趣包匹配的内容包计算所述随机选择的一个或多个转发端口的权重值。

可选的，上述权重更新单元63具体用于：

如已经转发所述兴趣包的端口接收到返回的所述兴趣包的内容包且所述内容包匹配，则增加所述已经转发所述兴趣包的端口的权重值；

或如已经转发所述兴趣包的端口接收到返回的所述兴趣包的内容包但所述内容包不匹配，则减少所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

或如已经转发所述兴趣包的端口在时间阈值内未接收到返回的内容包，则减少所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

可选的，上述路由器还包括：

权重增加单元65，用于每隔一定周期，在权重值取值范围内缓慢增加所述多个端口的权重值。

可选的，上述兴趣包包括：兴趣包括的数据业务类型的标识或兴趣包的级别标识，上述端口选择单元62还用于，

根据所述数据业务类型的标识确定所述兴趣包的更新频率，如所述更新频率大于第一频率阈值，增加所述选择部分端口的数目，如所述更新频率小于第二频率阈值，减少所述选择部分端口的数目；

或所述端口选择单元还用于根据所述兴趣包的级别标识确定所述兴趣包的级别，如所述兴趣包的级别高于第一级别阈值，增加所述选择部分端口的数目，如所述兴趣包的级别小于第二级别阈值，减少所述选择部分端口的数目；

所述第一级别阈值大于第二级别阈值，所述第一频率阈值大于所述第二频率阈值。

本发明具体实施方式还提供一种路由器，该路由器包括：多个端口和处理器

上述处理器用于在转发兴趣包的过程中，查询本地的转发表FIB中存在所述兴趣包的匹配项时，获取所述匹配项对应的多个端口；依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择部分端口转发所述兴趣包；根据已经转发所述兴趣包的端口是否收到返回的与所述兴趣包匹配的内容包更新所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

本发明实施例提供的路由器在进行兴趣包转发时，改变了现有的所有端口转发的策略，仅仅在所有端口中选择部分端口转发该兴趣包，并且这种选择也不是随机的选择，其是根据权重值来选择的，而权重值又是依据该端口是否有返回匹配的内容包来确定的，依据NDN的特性，在端口1发送出去兴趣包以后，返回内容包时，必然从端口1中返回，所以依据此种方式来计算权重值，并依据权重值选择部分端口并不会减少内容包的返回概率，但是本发明实施例提供路由器的效果是显著的，因为相对于所有端口转发，只在部分端口转发很显然能在NDN网路中减少很多的兴趣包。

可选的，处理器具体用于，

依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择大于或等于权重阈值的部分端口，依据所述部分端口权重值的大小顺序确定所述部分端口转发所述兴趣包的顺序，按所述转发所述兴趣包的顺序转发所述兴趣包；

或依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择大于或等于权重阈值的部分端口，按随机选择所述部分端口转发所述兴趣包的顺序转发所述兴趣包；

或在多个端口中选择权重值最高的端口转发所述兴趣包；

或在多个端口中选择权重值高的N个端口转发所述兴趣包；多个端口总数>N；

或在多个端口中选择权重值相近的前N个端口转发所述兴趣包，多个端口总数>N。

可选的，上述处理器还用于：周期性的在多个端口中全部转发所述兴趣包。

可选的，上述处理器还用于，如所述多个端口没有权重值，将所述兴趣包从所述多个端口转发，依据所述多个端口是否收到与所述兴趣包匹配的内容包计算所述多个端口的权重值。

可选的，上述处理器还用于，

如所述多个端口没有权重值，从所述多个端口中随机选择一个或多个转发端口，将所述兴趣包从所述随机选择的一个或多个转发端口转发，依据所述随机选择的一个或多个转发端口是否收到与所述兴趣包匹配的内容包计算所述随机选择的一个或多个转发端口的权重值。

可选的，上述处理器具体用于，

如已经转发所述兴趣包的端口接收到返回的所述兴趣包的内容包且所述内容包匹配，则增加所述已经转发所述兴趣包的端口的权重值；

或如已经转发所述兴趣包的端口接收到返回的所述兴趣包的内容包但所述内容包不匹配，则减少所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

或如已经转发所述兴趣包的端口在时间阈值内未接收到返回的内容包，则减少所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

可选的，上述处理器还用于，每隔一定周期，在权重值取值范围内缓慢增加所述多个端口的权重值。

可选的，上述兴趣包包括：兴趣包括的数据业务类型的标识或兴趣包的级别标识，上述处理器还用于，

根据所述数据业务类型的标识确定所述兴趣包的更新频率，如所述更新频率大于第一频率阈值，增加所述选择部分端口的数目，如所述更新频率小于第二频率阈值，减少所述选择部分端口的数目；

或所述端口选择单元还用于根据所述兴趣包的级别标识确定所述兴趣包的级别，如所述兴趣包的级别高于第一级别阈值，增加所述选择部分端口的数目，如所述兴趣包的级别小于第二级别阈值，减少所述选择部分端口的数目；

所述第一级别阈值大于第二级别阈值，所述第一频率阈值大于所述第二频率阈值。

实施例

本实施例提供一种NDN的多端口转发方法，本实施例中的端口权重值以得分为例，本实施例提供的方法的流程如图7所示，包括：

路由器接收到数据包时，判断接收数据包为兴趣包或内容包，如为兴趣包，查询本地存储的CS表中是否存储有该兴趣包请求的内容包，如存储有内容包，返回该内容包，如没有匹配的内容包，则进一步查询本地PIT表，判断本地PIT表中是否有请求相同内容的其他的兴趣包驻留（即是否已经有来自其他端口的兴趣包请求此内容），如本地PIT中有请求相同内容的其他兴趣包驻留，则更新PIT中匹配项，具体更新方法可以为：添加此兴趣包的端口到该PIT的匹配项的face列表中，然后接收下一数据包；如果本地PIT中没有请求相同内容的其他兴趣包驻留，则继续查询FIB表，查询FIB表获得与此兴趣包的名字前缀匹配项来获取该兴趣包的所有转发端口，根据端口的权重值确定转发端口的数目和顺序，然后按该顺序转发该兴趣包，然后接收下一包。。

如果接收包是内容包，则查询PIT表，判断是否有匹配的请求项，如果有匹配的请求项，则转发此内容包到PIT表匹配项的列表端口，根据成功与否更新FIB表中相应端口的“得分”，存储备份内容包到本地CS，移除PIT表中驻留的匹配表项；如果内容包不能匹配PIT中表项，则丢弃此内容包，或存储备份后丢弃此内容包。

上述单元和路由器中，所包括的单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

本领域技术人员可以理解，本发明实施例提供的技术方案全部或部分步骤是可以通过程序指令相关的硬件来完成。比如可以通过计算机运行程来完成。该程序可以存储在可读取存储介质，例如，随机存储器、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种NDN的多端口转发方法，其特征在于，所述方法包括：

在转发兴趣包的过程中，查询到本地的转发表FIB中存在所述兴趣包的匹配项时，获取所述匹配项对应的多个端口；

依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择部分端口转发所述兴趣包；

根据已经转发所述兴趣包的端口是否收到返回的与所述兴趣包匹配的内容包更新所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择部分端口转发所述兴趣包具体包括：

依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择大于或等于权重阈值的部分端口，依据所述部分端口权重值的大小顺序确定所述部分端口转发所述兴趣包的顺序，按所述转发所述兴趣包的顺序转发所述兴趣包；

或依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择大于或等于权重阈值的部分端口，按随机选择所述部分端口转发所述兴趣包的顺序转发所述兴趣包；

或在多个端口中选择权重值最高的端口转发该兴趣包；

或在多个端口中选择权重值高的N个端口转发该兴趣包；多个端口总数>N；

或在多个端口中选择权重值相近的前N个端口转发该兴趣包，多个端口总数>N。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在依据该多个端口上的权重值从该多个端口中选择部分端口转发该兴趣包之后还包括：

周期性的在多个端口中全部转发该兴趣包。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择部分端口转发该兴趣包之前还包括：

如所述多个端口没有权重值，将所述兴趣包从所述多个端口转发，依据所述多个端口是否收到与所述兴趣包匹配的内容包计算所述多个端口的权重值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择部分端口转发该兴趣包之前还包括：

如所述多个端口没有权重值，从所述多个端口中随机选择一个或多个转发端口，将所述兴趣包从所述随机选择的一个或多个转发端口转发，依据所述随机选择的一个或多个转发端口是否收到与所述兴趣包匹配的内容包计算所述随机选择的一个或多个转发端口的权重值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据已经转发所述兴趣包的端口是否收到返回的与所述兴趣包匹配的内容包更新所述已转发所述兴趣包的端口的权重值具体包括：

如已经转发所述兴趣包的端口接收到返回的所述兴趣包的内容包且所述内容包匹配，则增加所述已经转发所述兴趣包的端口的权重值；

或如已经转发所述兴趣包的端口接收到返回的所述兴趣包的内容包但所述内容包不匹配，则减少所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

或如已经转发所述兴趣包的端口在时间阈值内未接收到返回的内容包，则减少所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在根据已经转发所述兴趣包的端口是否收到返回的与所述兴趣包匹配的内容包更新所述已转发所述兴趣包的端口的权重值之前具体包括：

每隔一定周期，在权重值取值范围内缓慢增加所述多个端口的权重值。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述兴趣包包括：兴趣包括的数据业务类型的标识或兴趣包的级别标识，所述依据该多个端口上的权重值从该多个端口中选择部分端口转发该兴趣包包括：

根据所述数据业务类型的标识确定所述兴趣包的更新频率，如所述更新频率大于第一频率阈值，增加所述选择部分端口的数目，如所述更新频率小于第二频率阈值，减少所述选择部分端口的数目；

或根据所述兴趣包的级别标识确定所述兴趣包的级别，如所述兴趣包的级别高于第一级别阈值，增加所述选择部分端口的数目，如所述兴趣包的级别小于第二级别阈值，减少所述选择部分端口的数目；

所述第一级别阈值大于第二级别阈值，所述第一频率阈值大于所述第二频率阈值。

9.一种路由器，其特征在于，所述路由器包括：

查询获取单元，用于在转发兴趣包的过程中，查询到本地的转发表FIB中存在所述兴趣包的匹配项时，获取所述匹配项对应的多个端口；

端口选择单元，用于依据所述多个端口的权重值从所述查询获取单元获取的所述多个端口中选择部分端口转发所述兴趣包；

权重更新单元，用于根据已经转发所述兴趣包的端口是否收到返回的与所述兴趣包匹配的内容包更新所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

10.根据权利要求9所述的路由器，其特征在于，所述端口选择单元具体用于，

依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择大于或等于权重阈值的部分端口，依据所述部分端口权重值的大小顺序确定所述部分端口转发所述兴趣包的顺序，按所述转发所述兴趣包的顺序转发所述兴趣包；

或依据所述多个端口的权重值从所述多个端口中选择大于或等于权重阈值的部分端口，按随机选择所述部分端口转发所述兴趣包的顺序转发所述兴趣包；

或在多个端口中选择权重值最高的端口转发所述兴趣包；

或在多个端口中选择权重值高的N个端口转发所述兴趣包；多个端口总数>N；

或在多个端口中选择权重值相近的前N个端口转发所述兴趣包，多个端口总数>N。

11.根据权利要求9所述的路由器，其特征在于，所述路由器还包括：

周期转发单元，用于周期性的在多个端口中全部转发所述兴趣包。

12.根据权利要求9所述的路由器，其特征在于，所述权重更新单元还用于，

如所述多个端口没有权重值，将所述兴趣包从所述多个端口转发，依据所述多个端口是否收到与所述兴趣包匹配的内容包计算所述多个端口的权重值。

13.根据权利要求9所述的路由器，其特征在于，所述权重更新单元还用于，

如所述多个端口没有权重值，从所述多个端口中随机选择一个或多个转发端口，将所述兴趣包从所述随机选择的一个或多个转发端口转发，依据所述随机选择的一个或多个转发端口是否收到与所述兴趣包匹配的内容包计算所述随机选择的一个或多个转发端口的权重值。

14.根据权利要求9所述的路由器，其特征在于，所述权重更新单元具体用于，

如已经转发所述兴趣包的端口接收到返回的所述兴趣包的内容包且所述内容包匹配，则增加所述已经转发所述兴趣包的端口的权重值；

或如已经转发所述兴趣包的端口接收到返回的所述兴趣包的内容包但所述内容包不匹配，则减少所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

或如已经转发所述兴趣包的端口在时间阈值内未接收到返回的内容包，则减少所述已转发所述兴趣包的端口的权重值。

15.根据权利要求9所述的路由器，其特征在于，所述路由器还包括：

权重增加单元，用于每隔一定周期，在权重值取值范围内缓慢增加所述多个端口的权重值。

16.根据权利要求9所述的路由器，其特征在于，所述兴趣包包括：兴趣包括的数据业务类型的标识或兴趣包的级别标识，所述端口选择单元还用于，

根据所述数据业务类型的标识确定所述兴趣包的更新频率，如所述更新频率大于第一频率阈值，增加所述选择部分端口的数目，如所述更新频率小于第二频率阈值，减少所述选择部分端口的数目；

或所述端口选择单元还用于，根据所述兴趣包的级别标识确定所述兴趣包的级别，如所述兴趣包的级别高于第一级别阈值，增加所述选择部分端口的数目，如所述兴趣包的级别小于第二级别阈值，减少所述选择部分端口的数目；

所述第一级别阈值大于第二级别阈值，所述第一频率阈值大于所述第二频率阈值。

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