CN112039781A - 一种基于流控制的命名数据网络转发方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于流控制的命名数据网络转发方法，涉及计算机网络数据通信技术领域。该基于流控制的命名数据网络转发方法，包括以下具体步骤：S1.消费者申请流媒体数据或大文件时，采用流兴趣包格式，为兴趣包分配流传输序号(TSN)，然后将其发送出去；S2.到达途中路由节点后，若中间路由节点有相匹配传输序号的缓存内容，则直接由该节点返回所请求的内容；若中间节点无相对应内容，则转发该兴趣包。通过采用数据流控制的方式，为流数据包分配传输序号与序列号，消费者只需发送二个兴趣包：请求流传输建立连接兴趣包和流传输开始兴趣包，生产者就会把所有的流数据按顺序逐包发送给消费者，实现一次拉取回全部的数据。

Description

一种基于流控制的命名数据网络转发方法
技术领域
本发明涉及计算机网络数据通信技术领域，具体为一种基于流控制的命名数据网络转发方法。
背景技术
命名数据网络(NDN)是一种新型的未来网络架构，它通过在消费者与生产者之间传输兴趣包与数据包，并维护各节点内置的三种表来进行基于信息分享的数据传输，具有网内缓存、信息分享和原生安全的特点，已在物联网领域开始应用。
NDN中数据报文分为兴趣包和数据包两类，NDN路由节点均具备缓存功能来缓存经过本节点的数据包，用于响应未来相同的数据内容请求。
NDN架构采用接收者驱动的通信模式，NDN通过内容请求者发送兴趣包驱动内容发布者回复数据包的方式进行数据通信，兴趣包和数据包中都含有一个内容名称来标识内容请求者想要获取的数据内容，用户发送的兴趣包与网络相应的数据包是一一对应的关系。但这种一对一的请求响应机制存在的一个问题是由于用户和路由节点需要逐一发送或处理兴趣包，当用户从某一特定地点获取的内容数据量较大时，用户需要发送大量相似兴趣包将所需内容分步拉回，各个路由节点的兴趣包路由FIB查表操作频繁，而且这种查表示基于内容名称的查FIB表操作，需要对名称字段的嵌套式TLV格式进行解析和按名称查表，这远比IP网的路由查表操作耗时，这带来了NDN网络的转发效率较IP网络低。
除此之外，目前NDN网络中数据包的转发方式是从生产者处按照兴趣包的转发路径反向原路返回消费者处，生产者发出的数据包到达沿途路由节点处后向下游转发还需按照数据包内容名称查找PIT表，PIT表中若有相应的记录，则将数据包从所记录的接口传送出去，同时将该数据包存储在CS中。但是在该路由策略中，需要在每一个路由节点按照名称查找PIT表，找到下游对应接口进行转发。若PIT表中的条目数较多，使得数据包的返回查表时间较长。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于流控制的命名数据网络转发方法，解决了目前NDN数据包路由方案中消费者操作复杂，兴趣包和数据包在路由节点中查表时间较长，数据包路由查询时间较长的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于流控制的命名数据网络转发方法，包括以下具体步骤：
S1.消费者申请流媒体数据或大文件时，采用流兴趣包格式，为兴趣包分配流传输序号(TSN)，然后将其发送出去；
S2.到达途中路由节点后，若中间路由节点有相匹配传输序号的缓存内容，则直接由该节点返回所请求的内容；若中间节点无相对应内容，则转发该兴趣包，兴趣包依据NDN的转发策略和路由机制向被请求的内容源处转发；
S3.最末端的内容生产者节点在收到转发来的请求兴趣包后，提取兴趣包中的传输序号TSN，将其加入到数据包的选择字段中，并在本节点建立该兴趣包请求数据内容的流控制表TSN；
S4.内容生产者将较大的内容数据分为多个数据包，将数据流所包含的数据包总个数写入返回的数据包中，并根据数据包的顺序分配序列号SSN，将序列号SSN加入数据包选择字段后发出响应数据包，沿途各个路由节点收到首个响应数据包后根据数据包携带TSN字段建立各自的流控制表，流控制表包括数据包的传输流序号TSN、上游、下游接口号、内容名称等信息，在途径的每个路由节点都重复此步骤，直至返回到达消费者节点，此时，在整个路途上都建立了一个基于TSN号码的流控制表；
S5.消费者节点在接收到第一个返回数据包后，再次向网络中发送想要拉取数据内容所对应的传输序号的兴趣包，沿途路由节点接收到该兴趣包后，按照传输序号TSN，通过查找流控制表中的条目对应发至上游路由器，最终到达生产者后，生产者按照流号和传输序号，将后续数据包陆续返回数据包；
S6.陆续返回的数据包到达沿途节点后，针对流数据包不再按照名称查找PIT表的方式进行转发，而是利用流TSN号查询下游接口直接向下游进行转发；
S7.消费者在收到所有数据包，将数据包的个数与首个响应数据包中包含的数据包总数进行对照，若确认无误则本次通信结束，若有误则说明传输途中有数据包丢失，则消费者查找丢失数据包序列号，并向网络中请求该序列号的数据包。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于流控制的命名数据网络转发方法。具备以下有益效果：
1、该基于流控制的命名数据网络转发方法，采用数据流控制的方式，为流数据包分配传输序号与序列号，消费者只需发送二个兴趣包：请求流传输建立连接兴趣包和流传输开始兴趣包，生产者就会把所有的流数据按顺序逐包发送给消费者，实现一次拉取回全部的数据。
2、该基于流控制的命名数据网络转发方法，兴趣包第一次建立流传输连接时需要查找FIB表进行转发，但是建立好流连接后就建立了流控制表，兴趣包的第二次拉取流数据到达上游节点后只需基于流控序号TSN就可以查找到上游接口，不再使用基于内容名称来查FIB表进行转发，因TSN字长比较短，也无需TLV编解码，所以兴趣包的转发速度快。
3、该基于流控制的命名数据网络转发方法，为每个路由节点单独又建立了一个流控制表，针对数据流业务，返回的数据包无需查找PIT表而是用TSN码查找流控制表，查找到对应的下一跳下游节点接口后进行数据包的转发。这种方法速度比基于内容名称的PIT表查表要快，包转发速率较高。
附图说明
图1为本发明的兴趣包和数据包格式示意图；
图2为本发明的流转发表格式图；
图3为本发明的兴趣包和数据包的流转发流程图；
图4为本发明的转发流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1-4所示，本发明实施例提供一种基于流控制的命名数据网络转发方法，包括以下具体步骤：
S1.选择字段添加：添加路径字段的兴趣包和数据包格式如图2所示，首先消费者为兴趣包分配一个传输序号，然后在生产者节点将兴趣包的传输序号字段与路由信息字段提取后保存到数据包的选择字段中。
S2.路由节点建立流控制表(SCT)：数据包到达路由节点后根据数据包所携带的选择字段建立流控制表，流控制表的具体内容如图3所示，主要包括数据包的传输序号、序列号、名称。
S3.后续数据包根据传输序号形成数据流：在各个节点根据首个数据包建立流控制表后，后续的各数据包无需查询PIT表，直接根据其传输序号转发至下一跳路由。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种基于流控制的命名数据网络转发方法，其特征在于：包括以下具体步骤：
S1.消费者申请流媒体数据或大文件时，采用流兴趣包格式，为兴趣包分配流传输序号(TSN)，然后将其发送出去；
S2.到达途中路由节点后，若中间路由节点有相匹配传输序号的缓存内容，则直接由该节点返回所请求的内容，若中间节点无相对应内容，则转发该兴趣包，兴趣包依据NDN的转发策略和路由机制向被请求的内容源处转发；
S3.最末端的内容生产者节点在收到转发来的请求兴趣包后，提取兴趣包中的传输序号TSN，将其加入到数据包的选择字段中，并在本节点建立该兴趣包请求数据内容的流控制表TSN；
S4.内容生产者将较大的内容数据分为多个数据包，将数据流所包含的数据包总个数写入返回的数据包中，并根据数据包的顺序分配序列号SSN，将序列号SSN加入数据包选择字段后发出响应数据包，沿途各个路由节点收到首个响应数据包后根据数据包携带TSN字段建立各自的流控制表，流控制表包括数据包的传输流序号TSN、上游、下游接口号、内容名称等信息，在途径的每个路由节点都重复此步骤，直至返回到达消费者节点，此时，在整个路途上都建立了一个基于TSN号码的流控制表；
S5.消费者节点在接收到第一个返回数据包后，再次向网络中发送想要拉取数据内容所对应的传输序号的兴趣包，沿途路由节点接收到该兴趣包后，按照传输序号TSN，通过查找流控制表中的条目对应发至上游路由器，最终到达生产者后，生产者按照流号和传输序号，将后续数据包陆续返回数据包；
S6.陆续返回的数据包到达沿途节点后，针对流数据包不再按照名称查找PIT表的方式进行转发，而是利用流TSN号查询下游接口直接向下游进行转发；
S7.消费者在收到所有数据包，将数据包的个数与首个响应数据包中包含的数据包总数进行对照，若确认无误则本次通信结束，若有误则说明传输途中有数据包丢失，则消费者查找丢失数据包序列号，并向网络中请求该序列号的数据包。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112688880A (zh) * 2020-12-26 2021-04-20 北京工业大学 命名数据网络中一种降低冗余数据包传输方法
CN113162863A (zh) * 2021-04-12 2021-07-23 河南科技大学 基于轮盘算法的公平多路径路由策略
CN114025020A (zh) * 2022-01-06 2022-02-08 中南民族大学 一种基于二分法的命名数据网络缓存方法
CN114866458A (zh) * 2022-05-26 2022-08-05 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 一种命名数据网中生产者移动的管理方法及管理系统
CN114884564A (zh) * 2022-05-20 2022-08-09 成都中科微信息技术研究院有限公司 一种基于dvb-rcs2协议的改进的超帧序列分配方法及通信系统
CN115834574A (zh) * 2023-02-16 2023-03-21 鹏城实验室 数据编码传输方法、装置、设备及存储介质

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103118013A (zh) * 2013-01-16 2013-05-22 西安电子科技大学 内容中心网络中数据包捎带反向兴趣包的方法
CN103379029A (zh) * 2012-04-24 2013-10-30 华为技术有限公司 一种内容网络的路由转发的方法、装置及系统
CN104753797A (zh) * 2015-04-09 2015-07-01 清华大学深圳研究生院 一种基于选择性缓存的内容中心网络动态路由方法
EP2899921A1 (en) * 2014-01-24 2015-07-29 Palo Alto Research Center Incorporated End-to-end route tracing over a named-data network
CN105262833A (zh) * 2015-10-30 2016-01-20 北京邮电大学 一种内容中心网络的跨层缓存方法及其节点
EP3116170A1 (en) * 2014-03-04 2017-01-11 Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences System and method for interworking between ndn and cdn
CN108551485A (zh) * 2018-04-23 2018-09-18 冼钇冰 一种流媒体内容缓存方法、装置及计算机存储介质
CN110493885A (zh) * 2019-08-21 2019-11-22 北京理工大学 一种针对数据分片的命名数据网络连续数据推送方法
CN110753123A (zh) * 2019-10-28 2020-02-04 北京理工大学 一种面向连接的命名数据网络数据传输方法
CN111314223A (zh) * 2020-02-25 2020-06-19 北京工业大学 一种ndn中基于路由接口排名的转发方法
CN111314224A (zh) * 2020-02-13 2020-06-19 中国科学院计算技术研究所 一种命名数据网络缓存方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103379029A (zh) * 2012-04-24 2013-10-30 华为技术有限公司 一种内容网络的路由转发的方法、装置及系统
CN103118013A (zh) * 2013-01-16 2013-05-22 西安电子科技大学 内容中心网络中数据包捎带反向兴趣包的方法
EP2899921A1 (en) * 2014-01-24 2015-07-29 Palo Alto Research Center Incorporated End-to-end route tracing over a named-data network
EP3116170A1 (en) * 2014-03-04 2017-01-11 Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences System and method for interworking between ndn and cdn
CN104753797A (zh) * 2015-04-09 2015-07-01 清华大学深圳研究生院 一种基于选择性缓存的内容中心网络动态路由方法
CN105262833A (zh) * 2015-10-30 2016-01-20 北京邮电大学 一种内容中心网络的跨层缓存方法及其节点
CN108551485A (zh) * 2018-04-23 2018-09-18 冼钇冰 一种流媒体内容缓存方法、装置及计算机存储介质
CN110493885A (zh) * 2019-08-21 2019-11-22 北京理工大学 一种针对数据分片的命名数据网络连续数据推送方法
CN110753123A (zh) * 2019-10-28 2020-02-04 北京理工大学 一种面向连接的命名数据网络数据传输方法
CN111314224A (zh) * 2020-02-13 2020-06-19 中国科学院计算技术研究所 一种命名数据网络缓存方法
CN111314223A (zh) * 2020-02-25 2020-06-19 北京工业大学 一种ndn中基于路由接口排名的转发方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李彤: "基于NDN的战术网优势及可行性分析", 《信息通信》 *
范闯闯: "命名数据网络实时流数据分发机制研究", 《CNKI硕士学位论文》 *
薛耀宏: "面向NDN网络的流媒体数据传输方法研究与实现", 《CNKI硕士学位论文》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112688880A (zh) * 2020-12-26 2021-04-20 北京工业大学 命名数据网络中一种降低冗余数据包传输方法
CN113162863A (zh) * 2021-04-12 2021-07-23 河南科技大学 基于轮盘算法的公平多路径路由策略
CN113162863B (zh) * 2021-04-12 2022-08-02 河南科技大学 基于轮盘算法的公平多路径路由方法
CN114025020A (zh) * 2022-01-06 2022-02-08 中南民族大学 一种基于二分法的命名数据网络缓存方法
CN114884564A (zh) * 2022-05-20 2022-08-09 成都中科微信息技术研究院有限公司 一种基于dvb-rcs2协议的改进的超帧序列分配方法及通信系统
CN114884564B (zh) * 2022-05-20 2023-11-07 成都中科微信息技术研究院有限公司 一种基于dvb-rcs2协议的改进的超帧序列分配方法及通信系统
CN114866458A (zh) * 2022-05-26 2022-08-05 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 一种命名数据网中生产者移动的管理方法及管理系统
CN114866458B (zh) * 2022-05-26 2023-08-01 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 一种命名数据网中生产者移动的管理方法及管理系统
CN115834574A (zh) * 2023-02-16 2023-03-21 鹏城实验室 数据编码传输方法、装置、设备及存储介质
CN115834574B (zh) * 2023-02-16 2023-05-09 鹏城实验室 数据编码传输方法、装置、设备及存储介质

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