CN105306571A - 基于路由的ndn中支持有状态任播的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于路由的NDN中支持有状态任播的方法和系统。该方法包括：服务请求端通过通用服务名发送第一个请求，服务请求端接收某个服务器发送的第一个响应，其中至少包括与所述服务器绑定的服务名，服务请求端通过与所述服务器绑定的服务名发送同一会话中的后续请求。本发明的方法和系统能在NDN网络中支持有状态的任播，不破坏NDN内容路由器转发引擎的转发逻辑。

Description

基于路由的NDN中支持有状态任播的方法和系统
技术领域
本发明涉及命名数据网络(NamedDataNetworking,NDN)技术领域，尤其涉及一种基于路由的NDN中支持有状态任播的方法和系统。
背景技术
目前，用户对互联网的访问已经从点对点通信为主转为内容获取为主。而传统的TCP/IP网络仅传输内容，并不感知内容，从而造成了网络上大量的冗余流量传输。为了解决由于内容获取而引发的内容爆炸，研究界提出了以内容为中心的网络NDN，实现了内容和地址以及发送者和接收者的解耦，并提供泛在的内置缓存来满足用户对内容的具有重尾特征的异步访问。
现有互联网存在许多大规模的具有亿万的服务，如Google,Facebook,微信等。这些服务通常都有一组物理上分布但提供相同服务的服务器或服务器集群。对用户而言，这类服务本质上属于任播服务。但是，现有NDN的传输模式将发送者和接收者解耦，难以保证同一会话中的请求路由到同一个服务节点，导致无法直接实现有状态任播服务。因此，有必要提出一种NDN中能支持有状态任播的技术。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，提供一种支持NDN中有状态任播的方法和系统，能不破坏CCN内容路由器转发引擎的转发逻辑。所述技术方案如下：
第一方面，本发明提出一种NDN中支持有状态任播的服务请求端方法，包括下述步骤：
根据通用服务名发送第一个请求；
接收某个服务器返回的第一个响应，其中至少包括与所述服务器绑定的服务名；
根据所述与服务器绑定的服务名发送同一会话中的后续请求。
其中，所述通用服务名标识一组提供相同服务、物理上离散的服务器；并且，所述通用服务名需要在NDN的路由系统中进行通告。
其中，所述第一个请求的请求名字，除了包括通用服务名，还可以选择性地包括请求端相关的信息。
其中，所述某个服务器返回的第一响应，除了包括与所述服务器绑定的服务名，还可以可选地包括由服务器生成的唯一会话标识。
其中，所述同一会话的后续请求的名字，除了包括与服务器绑定的服务名，还可以选择性地包括与请求端相关的信息或由服务器生成的唯一会话标识。
第二方面，本发明提出一种NDN中支持有状态任播的系统，主要包括：
服务请求端：用于构造服务请求，接收服务响应；
服务端：用于接收服务请求，维持服务的会话状态，生成响应消息；
中间路由器：用于通用服务名和与服务器标识前缀的路由通告，转发请求消息，返回响应消息。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
通过本发明，能在NDN中支持有状态的任播，并且该支持不会增加额外的往返时延，能够将请求路由到最近的服务节点。另外，本发明所提出的技术没有破坏NDN内容路由器转发引擎的转发逻辑。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1示出了依据本发明一实施方式的NDN中支持有状态任播的服务请求端方法流程图。
图2示出了依据本发明一实施方式的NDN中支持有状态任播的时序图。
图3示出了依据本发明一实施方式的NDN中支持有状态任播的时序图。
图4示出了依据本发明一实施方式的NDN中支持有状态任播的系统示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
图1示出了依据本发明一实施方式的NDN中支持有状态任播的服务请求端方法流程图，包括：
101，根据通用服务名发送第一个请求；
102，接收某个服务器返回的第一个响应，其中至少包括与所述服务器绑定的服务名；
103，根据所述与服务器绑定的服务名发送同一会话中的后续请求。
其中，所述通用服务名用于标识一组提供相同服务、物理上离散的服务器；而且，所述通用服务名需要在NDN的路由系统中进行通告，并在FIB中建立到达该通用服务名的转发表项。
由于多个物理上离散的服务器通告同一个通用服务名，当一个服务请求端发送以该通用服务名为前缀的请求报文时，路由系统将通过任播路由将请求转发到路由意义上最近的服务节点。
其中，所述第一个请求的请求名字，除了包括通用服务名，还可以选择性地包括请求端相关的信息。在请求名字中包括请求端相关信息的好处是可以在不改变NDN转发逻辑的前提下保证不同请求者发出的对相同内容的请求不会被中间路由节点抑制，也不会被缓存所服务。另一方面，在请求名字中包括请求端相关信息可以让服务端获取请求端的个性化信息，从而提供个性化的服务。
其中，所述某个服务器返回的第一响应至少包括与所述服务器绑定的服务名，每个提供所述服务的物理上离散的服务器都有一个不同的服务名。该服务名同样需要在路由系统中进行通告，从而当服务请求端发送与服务器绑定的服务名为前缀的请求时，所述请求可以被路由到对应的服务器。可选地，所述服务器返回的第一响应还可以包括由服务器生成的唯一会话标识，服务器据此可以建立请求和会话的对应关系。
其中，所述同一会话的后续请求，其请求名字以与服务器绑定的服务名为前缀，因此这些请求将会被路由到对应的与该服务名对应的服务器。所述请求名字还可以选择性地包括与请求端相关的信息，以便服务器端可以据此将请求映射到某个服务请求端。或者，所述请求名字还可以选择性地包含由服务器生成的唯一会话标识，从而，当服务器接收到该请求时，可以根据该唯一会话标识将请求映射到对应的会话。
图2示出了依据本发明一实施方式的NDN中支持有状态任播的时序图。服务请求端Requestor首先以通用服务名作为请求名的前缀，并在后面附加请求端相关的信息，所发送的第一个请求的请求名为：/servicename/client-specific-info。中间路由器将根据通用服务名/servicename将请求路由到其中一个服务器，假设其标识为SN。该服务器获取请求，并提取出请求端相关信息client-specific-info,服务器可以选择性存储client-specific-info，以在后续服务中提供个性化服务。服务器为本次服务会话生成一个唯一的会话标识SID，然后构造第一个响应消息，响应消息包括服务器的标识SN和为该会话分配的唯一会话标识SID。服务请求端接收到该第一个响应消息后，提取出SN和SID。服务请求端构造后续的请求消息，其请求名的前缀由服务器绑定的标识、通用服务标识和会话标识共同组合而成，其形式为：/SN/servicename/SID。该请求将会被中间路由器根据前缀/SN路由到服务器SN，从而保证该会话的后续请求被路由到同一个绑定的服务器。服务器接收到该请求后，首先提取出SID，根据SID将该请求映射到已经存在的会话。服务器可以选择性地根据之前存储的client-specific-info提供个性化的服务，并构造响应。响应的名字直接拷贝对应的请求的名字，即前缀为/SN/servicename/SID。该响应消息将会沿着PIT的轨迹返回给服务请求端。
图3示出了依据本发明一实施方式的NDN中支持有状态任播的时序图。服务请求端Requestor首先以通用服务名作为请求名的前缀，并在后面附加请求端相关的信息，所发送的第一个请求的请求名为：/servicename/client-specific-info。中间路由器将根据通用服务名/servicename将请求路由到其中一个服务器，假设其标识为SN。该服务器获取请求，并提取出请求端相关信息client-specific-info,服务器可以选择性地根据client-specific-info提供个性化服务。服务器记录下client-specific-info,作为该服务会话的映射键。服务器构造第一个响应消息，响应消息包括服务器的标识SN。服务请求端接收到该第一个响应消息后，提取出SN。服务请求端构造后续的请求消息，其请求名的前缀由服务器绑定的标识、通用服务标识和client-specific-info共同组合而成，其形式为：/SN/servicename/client-specific-info。该请求将会被中间路由器根据前缀/SN路由到服务器SN，从而保证该会话的后续请求被路由到同一个绑定的服务器。服务器接收到该请求后，首先根据client-specific-info将请求映射到已经存在的会话。服务器可以选择性地根据client-specific-info提供个性化的服务，并构造响应。响应的名字直接拷贝对应的请求的名字，即前缀为/SN/servicename/client-specific-info。该响应消息将会沿着PIT的轨迹返回给服务请求端。
图4示出了依据本发明一实施方式的NDN中支持有状态任播的系统示意图。其中，服务由k个服务器服务器1、服务器2、...、服务器k组成。n个路由器路由器1、路由器2、...、路由器n构成的路由网络连接不同的服务器和客户端。其中客户端用于构造服务请求，接收服务响应；服务器用于接收服务请求，维持服务的会话状态，生成响应消息，同时服务器需要将通用服务名和与服务器标识向路由系统通告；中间路由器用于通用服务名和与服务器标识前缀的路由通告，建立转发表，转发请求消息，返回响应消息。
通过本发明所提出的技术方案,能够在NDN网络中支持有状态的任播服务,且该能力的提供不改变NDN网络架构的内容命名规则和NDN转发引擎的处理逻辑。
本技术领域技术人员可以理解，本发明可以涉及用于执行本申请中所述操作中的一项或多项操作的设备。所述设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备，所述通用计算机有存储在其内的程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD‐ROM、和磁光盘)、随即存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存、磁性卡片或光线卡片。可读介质包括用于以由设备(例如，计算机)可读的形式存储或传输信息的任何机构。例如，可读介质包括随即存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存装置、以电的、光的、声的或其他的形式传播的信号(例如载波、红外信号、数字信号)等。
本技术领域技术人员可以理解，可以用计算机程序指令来实现这些结构图和/或框图和/或流图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流图中的框的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专业计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来生成机器，从而通过计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来执行的指令创建了用于实现结构图和/或框图和/或流图的框或多个框中指定的方法。
本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于路由的NDN中支持有状态任播的服务请求端方法，包括下述步骤：
根据通用服务名发送第一个请求；
接收某个服务器返回的第一个响应，其中至少包括与所述服务器绑定的服务名；
根据所述与服务器绑定的服务名发送同一会话中的后续请求。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于；
所述通用服务名标识一组提供相同服务、物理上离散的服务器；
所述通用服务名在NDN的路由系统中进行通告。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其特征在于：
所述第一个请求的请求名字，除了包括通用服务名，还可以选择性地包括请求端相关的信息。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述某个服务器返回的第一响应，其特征在于：
除了包括与所述服务器绑定的服务名，还可以可选地包括由服务器生成的唯一会话标识。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述与服务器绑定的服务名发送同一会话的后续请求，其特征在于：
所述同一会话的后续请求名字，除了包括与服务器绑定的服务名，还可以选择性地包括与请求端相关的信息或由服务器生成的唯一会话标识。
6.一种基于路由的NDN中支持有状态任播的系统，主要包括：
客户端：用于构造服务请求，接收服务响应；
服务端：用于接收服务请求，维持服务的会话状态，生成响应消息；同时将通用服务名和服务器标识前缀向路由系统进行通告；
中间路由器：用于通用服务名和服务器标识前缀的路由通告和转发，建立转发表，转发请求消息，返回响应消息。
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