CN113796098A - 以内容为中心的动态自组织联网 - Google Patents

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CN113796098A CN201980042861.7A CN201980042861A CN113796098A CN 113796098 A CN113796098 A CN 113796098A CN 201980042861 A CN201980042861 A CN 201980042861A CN 113796098 A CN113796098 A CN 113796098A
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张毅
K·西华尼山
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Abstract

半导体封装设备的实施例可包括一种技术,该技术用于:基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的数据或内容相对应的第一名称信息,用以表示交通工具应用信息;以及基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的功能链相对应的第二名称信息。另一个实施例可包括一种技术,该技术用于:标识自主交通工具集群的集群头;利用集群头来辅助数据和功能的网络内高速缓存;利用集群头来协调对集群头附近的功能、数据高速缓存资源和计算资源的可用性的发现;以及利用集群头来协调生产者移动性和/或消费者移动性。公开了其它的实施例并对其主张权利。

Description

以内容为中心的动态自组织联网
技术领域
实施例总体上涉及联网。更具体地,实施例涉及以内容为中心的动态自组织联网。
背景技术
自主或半自主交通工具(AV)可以包括用于感知的各种技术,诸如相机反馈和传感信息。另外,这些交通工具还可以使用来自其他交通工具和智能交通基础设施的协作通信,以进一步增强其对超出相机和其他机载传感器的直接范围的周围环境的感知能力。电子与电气工程师协会(IEEE)标准802.11p定义了称为专用短程通信(DSRC)的物理层无线电标准,以支持包括交通工具对外界(V2X)通信在内的交通工具通信。第三代合作伙伴计划(3GPP)发布了基于蜂窝的V2X规范(C-V2X)。在IEEE 802.11p标准的基础上,IEEE 1609定义了一系列用于交通工具环境中无线访问(WAVE)的标准,涵盖了从信道管理到安全性服务的交通工具通信堆栈的若干方面。总而言之,WAVE/DSRC技术可在交通工具之间以及交通工具与特定位置(例如,用于诸如电子收费的应用的收费广场)的路边单元(RSU)之间提供通信。欧洲也正在开发类似的技术。例如,定义了协作智能交通系统(C-ITS),以提供交通工具之间(例如,汽车-汽车)、交通工具与固定位置之间(例如,汽车-基础设施)以及交通工具与其他道路参与者之间(例如,汽车-行人)的连通性。
附图说明
通过阅读以下说明书和所附权利要求并通过参考以下附图,实施例的各种优势对本领域技术人员将变得显而易见,其中:
图1是根据实施例的电子处理系统的示例的框图;
图2是根据实施例的半导体封装设备的示例的框图;
图3是根据实施例的计算感知的以内容为中心的交通工具联网的方法的示例的流程图;
图4A至图4C是根据实施例的交通工具联网的方法的示例的流程图;
图5是根据实施例的自主交通工具的示例的框图;
图6是根据实施例的计算感知的以内容为中心的交通工具模块的示例的框图;
图7是根据实施例的道路拓扑的示例的示图;
图8A至图8E是根据实施例的示例消息流的说明性序列图和相关联的转发表/数据库更新;
图9是根据实施例的用于命名内容/数据和对数据执行的功能(function)的信息组织表的示例的示图;
图10是根据实施例的用于在邻域共享功能简档的广播组织的时间线的示例的示图;
图11是根据实施例的道路拓扑的另一示例的示图和示例功能发现过程的消息流的序列图;
图12是根据实施例的用于网络内计算的软件堆栈的示例的框图;
图13至图19是根据实施例的道路拓扑、地理区域(G-A)网格、地理区域感知定时器管理和消息流的各个示例的示图;
图20是根据实施例的另一处理流的说明性序列图;
图21是根据实施例的道路拓扑和地理区域网格的另一示例的示图;
图22是根据实施例的受控的转发机制的示例的示图;
图23A至图23B是根据实施例的报告的各个示例的示图;
图24至图26是根据实施例的广播组织的时间线的各个示例的示图;
图27是根据实施例的处理流的另一示例的说明性序列图;以及
图28是根据实施例的自主移动系统的示例的框图。
具体实施方式
现在转向图1,电子处理系统10的实施例可包括处理器11、通信地耦合至处理器11的存储器12以及通信地耦合至处理器的逻辑13,该逻辑13用于:基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的数据或内容中的一者或多者相对应的第一名称信息,用以表示交通工具应用信息;以及基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的一个或多个功能链相对应的第二名称信息。在一些实施例中,“可选”标签可被附连至功能名称以在交通工具没有足够的计算能力时允许转发未处理的数据。逻辑13可被进一步配置成用于将第一名称信息和第二名称信息合并为数据分组的名称的部分,该数据分组至少在数据分组的名称中包括地理位置内容信息。在一些实施例中,逻辑13还可被配置成用于发现独立于数据请求或响应过程中的一者或多者的可用功能,并从受信任的源下载可用功能。例如,逻辑13可被配置成用于基于第一名称信息和第二名称信息中的一者或多者来发现可用功能。在一些实施例中,逻辑13还可被配置成用于基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来转发数据。例如,逻辑13可被配置成用于基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来放置网络内功能。
可替代地或附加地,在系统10的一些实施例中,逻辑13可被配置成用于:标识自主交通工具集群的集群头;利用集群头来辅助数据和功能中的一者或多者的网络内高速缓存;利用集群头来协调对集群头附近的功能、数据高速缓存资源和计算资源的可用性中的一者或多者的发现;以及利用集群头协调生产者移动性和消费者移动性中的一者或多者。例如,逻辑13可被配置成用于至少部分地基于两个或更多个集群头候选者的计算资源来选择集群头。在一些实施例中,逻辑13可被配置成用于在集群头的地理位置中标识流行信息,并利用集群头来确定将流行信息高速缓存在哪里。逻辑13还可被配置成用于:从每个集群成员向集群头提供服务和资源可用性相关的信息更新中的一个或多个;从集群头向集群成员提供聚合的服务和资源可用性相关的信息;以及从集群头向一个或多个邻居集群头提供附加的服务和资源可用性相关的信息。在一些实施例中,逻辑13可被进一步配置成用于检测是否将生产者从集群中移出,以及利用集群头确定一个或多个集群成员,以高速缓存替换集群内被移动的生产者。逻辑13还可被配置成用于检测是否将消费者从集群中移出,跟踪被移动的消费者的新目标集群;以及将被移动的消费者的兴趣分组相关的信息转发到新目标集群。例如,逻辑13可被配置成用于基于集群相关的信息来转发数据。
上述处理器11、存储器12、逻辑13中每一个的实施例以及其他系统组件可以以硬件、软件或其任何合适组合来实现。例如,硬件实现可包括诸如例如可编程逻辑阵列(PLA)、场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)之类的可配置逻辑,或使用诸如例如专用集成电路(ASIC)、互补金属氧化物半导体(CMOS)或晶体管-晶体管逻辑(TTL)技术之类的电路技术的固定功能逻辑硬件,或者其任何组合。处理器11的实施例可以包括通用处理器、专用处理器、中央处理器单元(CPU)、控制器、微控制器等。在一些实施例中,逻辑13可以位于各种组件中或与各种组件共处一地,包括处理器11(例如,在同一管芯上)。
可替代地或附加地,这些组件的全部或一部分可在一个或多个模块中被实现为存储在机器或计算机可读存储介质(诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、固件、闪存存储器等)中的将由处理器或计算设备执行的逻辑指令集。例如,用于实现组件操作的计算机程序代码能以一种或多种操作系统(OS)适用/适当的编程语言的任何组合来进行编写,包括诸如PYTHON、PERL、JAVA、SMALLTALK、C++、C#之类的面向对象编程语言,以及诸如“C编程语言或类似编程语言之类的常规过程式编程语言。”例如,存储器12、持久存储介质、或其他系统存储器可以存储一组指令,该指令在由处理器11执行时使得系统10实现系统10的一个或多个组件、特征、或方面(例如,逻辑13等)。
现在转到图2,用于与自主交通工具相关的信息的半导体封装设备15的实施例可以包括一个或多个衬底16和耦合到一个或多个衬底16的逻辑17,其中逻辑17至少部分地在可配置逻辑和固定功能硬件逻辑中的一个或多个中实现。逻辑17耦合至一个或多个衬底16,以可被配置成用于:基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的数据或内容中的一者或多者相对应的第一名称信息,用以表示交通工具应用信息;以及基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的一个或多个功能链相对应的第二名称信息。例如,逻辑17可被配置成用于将第一名称信息和第二名称信息合并为数据分组的名称的部分,该数据分组至少在数据分组的名称中包括地理位置内容信息。在一些实施例中,逻辑17还可被配置成用于发现独立于数据请求或响应过程中的一者或多者的可用功能,并从受信任的源下载可用功能。例如,逻辑17可被配置成用于基于第一名称信息和第二名称信息中的一者或多者来发现可用功能。在一些实施例中,逻辑17还可被配置成用于基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来转发数据。例如,逻辑17可被配置成用于基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来放置网络内功能。
可替代地或附加地,在设备15的一些实施例中,逻辑17可被配置成用于:标识自主交通工具集群的集群头;利用集群头来辅助数据和功能中的一者或多者的网络内高速缓存;利用集群头来协调对集群头附近的功能、数据高速缓存资源和计算资源的可用性中的一者或多者的发现;以及利用集群头协调生产者移动性和消费者移动性中的一者或多者。例如,逻辑17可被配置成用于至少部分地基于两个或更多个集群头候选者的计算资源来选择集群头。在一些实施例中,逻辑17可被配置成用于在集群头的地理位置中标识流行信息,并利用集群头来确定将流行信息高速缓存在哪里。逻辑17还可被配置成用于:从每个集群成员向集群头提供服务和资源可用性相关的信息更新中的一个或多个;从集群头向集群成员提供聚合的服务和资源可用性相关的信息;以及从集群头向一个或多个邻居集群头提供附加的服务和资源可用性相关的信息。在一些实施例中,逻辑17可被进一步配置成用于检测是否将生产者从集群中移出,以及利用集群头确定一个或多个集群成员,以高速缓存替换集群内被移动的生产者。逻辑17还可被配置成用于检测是否将消费者从集群中移出,跟踪被移动的消费者的新目标集群;以及将被移动的消费者的兴趣分组相关的信息转发到新目标集群。例如,逻辑17可被配置成用于基于集群相关的信息来转发数据。
逻辑17、以及设备15的其他组件的实施例能可以以硬件、软件或其任何组合(至少包括部分硬件实现)来实现。在一些实施例中,耦合到一个或多个衬底16的逻辑17可以包括位于一个或多个衬底16内的晶体管沟道区。例如,硬件实现可包括诸如例如PLA、FPGA、CPLD之类的可配置逻辑、或使用诸如例如ASIC、CMOS或TTL技术之类的电路技术的固定功能逻辑硬件、或者其任何组合。此外,这些组件的部分可在一个或多个模块中被实现为存储在机器或计算机可读存储介质(诸如RAM、ROM、PROM、固件、闪存存储器等)中的将由处理器或计算设备执行的逻辑指令集。例如,用于实现组件操作的计算机程序代码可以以一种或多种OS适用/适当的编程语言的任何组合来进行编写,包括诸如PYTHON、PERL、JAVA、SMALLTALK、C++、C#之类的面向对象编程语言,以及诸如“C”编程语言或类似编程语言之类的常规过程式编程语言。
设备15可以实现方法20(图3)、方法30(图4A至图4C)或本文讨论的实施例中的任一个的一个或多个方面。在一些实施例中,所示设备15可包括一个或多个衬底16(例如,硅、蓝宝石、砷化镓)以及耦合到衬底16的逻辑17(例如,晶体管阵列和其他集成电路/IC组件)。逻辑17可至少部分地被实现在可配置逻辑或固定功能逻辑硬件中。在一个实例中,逻辑17可包括位于(例如,嵌入)(多个)衬底16内的晶体管沟道区。因此,逻辑17与(多个)衬底16之间的接口可以不是突变结。逻辑17还可被认为包括在(多个)衬底16的初始晶片上生长的外延层。
现在转向图3,计算感知的以内容为中心的交通工具联网的方法20的实施例可包括:在框21处基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的数据或内容中的一者或多者相对应的第一名称信息,用以表示交通工具应用信息;以及在框22处基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的一个或多个功能链相对应的第二名称信息。例如,方法20可包括在框23处将第一名称信息和第二名称信息合并为数据分组的名称的部分,该数据分组至少在数据分组的名称中包括地理位置内容信息。方法20的一些实施例可包括在框24处发现独立于数据请求或响应过程中的一者或多者的可用功能,以及在框25处从受信任的源下载可用功能。例如,方法20可包括在框26处基于第一名称信息和第二名称信息中的一者或多者来发现可用功能。方法20的一些实施例可包括在框27处基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来转发数据。例如,方法20可包括在框28处基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来放置网络内功能。
现在转向图4A至图4C,交通工具联网的方法30的实施例可包括:在框31处标识自主交通工具集群的集群头;在框32处利用集群头来辅助数据和功能中的一者或多者的网络内高速缓存;在框33处利用集群头来协调对集群头附近的功能、数据高速缓存资源和计算资源的可用性中的一者或多者的发现;以及在框34处利用集群头来协调生产者移动性和消费者移动性中的一者或多者例如,方法30可包括在框35处至少部分地基于两个或更多个集群头候选者的计算资源来选择集群头。方法30的一些实施例还可包括在框36处在集群头的地理位置中标识流行信息,以及在框37处利用集群头来确定将流行信息高速缓存在哪里。方法30还可包括:在框38处从每个集群成员向集群头提供服务和资源可用性相关的信息更新中的一个或多个;在框39处从集群头向集群成员提供聚合的服务和资源可用性相关的信息;以及在框40处从集群头向一个或多个邻居集群头提供附加的服务和资源可用性相关的信息。方法30的一些实施例可进一步包括在框41处检测是否将生产者从集群中移出,以及在框42处利用集群头确定一个或多个集群成员,以高速缓存替换集群内被移动的生产者。方法30还可包括在框43处检测是否将消费者从集群中移出,在框44处跟踪被移动的消费者的新目标集群,以及在框45处将被移动的消费者的兴趣分组相关的信息转发到新目标集群。例如,方法30可包括在框46处基于集群相关的信息来转发数据。
方法20和/或方法30的实施例可在系统、装置、计算机、设备等(例如诸如本文所描述的那些)中被实现。更具体地,方法20和/或方法30的硬件实现可包括可配置逻辑(诸如例如,PLA、FPGA、CPLD)、或者使用电路技术(诸如例如,ASIC、CMOS或TTL技术)的固定功能逻辑硬件,或其任何组合。可替代地或附加地,方法20和/或方法30可在一个或多个模块中被实现为存储在机器或计算机可读存储介质(诸如RAM、ROM、PROM、固件、闪存存储器等)中的将由处理器或计算设备执行的逻辑指令集。例如,用于实现组件操作的计算机程序代码可以以一种或多种OS适用/适当的编程语言的任何组合来进行编写,包括诸如PYTHON、PERL、JAVA、SMALLTALK、C++、C#之类的面向对象编程语言,以及诸如“C”编程语言或类似编程语言之类的常规过程式编程语言。
例如,方法20可如结合下文示例20至示例25来描述的在计算机可读介质上实现,同时方法30可如结合下文示例51至示例56来描述的在计算机可读介质上实现。方法20和/或方法30的实施例或部分可以在固件、应用(例如,通过应用编程接口(API))或在操作系统(OS)上运行的驱动程序软件中实现。另外,逻辑指令可包括汇编程序指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、状态设置数据、用于集成电路的配置数据、使对于硬件(例如,主机处理器、中央处理单元/CPU、微控制器等)而言是原生的电子电路和/或其他结构组件个性化的状态信息。
现在转向图5,自主交通工具(AV)50的实施例可包括容纳/支持推进子系统52和功率子系统53的车身51。AV 50可以是完全自主的或半自主的,并且可以可选地容纳一个或多个乘客和/或一个或多个驾驶员/飞行员。推进子系统52可包括地面推进组件、空气推进组件、海上推进组件和空间推进组件或任何其他合适的推进组件(例如,电缆、磁悬浮等)中的一个或多个。例如,AV 50可以是汽车、飞机、直升机、轮船、无人机等。功率子系统53可以包括一个或多个电池或电源。在一些实施例中,功率子系统可以可选地包括一个或多个附加电源,诸如汽油或其他燃料动力引擎。AV 50还可包括一个或多个天线54,其耦合至无线电子系统55、交通工具计算机56、GPS子系统57、传感器子系统58和网络逻辑59。AV 50的组件和子系统可以以任何合适的方式彼此耦合,包括机械地耦合和/或电气地耦合。电气组件可以有线或无线地彼此通信地耦合。例如,来自GPS子系统57的位置信息可用于导航,并且AV50可至少部分地依赖于用于导航的位置信息。尽管主要以自主交通工具的示例进行讨论,但是一些实施例可以适用于非自主交通工具或其他导航应用(例如,其中另一种类型的边缘设备可以代替AV 50)。
网络逻辑59可以如以上结合系统10(图1)和/或设备15(图2)(和/或可包括下面描述的其他实施例和示例的特征)中的任一个所述的进行配置。具体地,网络逻辑59可以包括用于(例如,从GPS子系统57、无线电子系统55等)获取网络相关的信息、(例如,从传感器子系统58、无线电子系统55等)获取局部区域信息,并实现方法20(图3)和/或方法30(图4A至4C)的一个或多个方面的技术。在一些实施例中,网络逻辑59可以被物理地或逻辑地布置为交通工具计算机56外部的模块。替代地,在一些实施例中,网络逻辑59的全部或部分可以在交通工具计算机56中实现或与交通工具计算机56集成。一些实施例可以省略GPS子系统57和推进子系统52中的一者或多者,使得系统用作诸如RSU之类的固定基础设施节点而不是AV 50。
对于海洋环境,可以用浮标、浮动或水下基础设施和/或其他沿海连接的交通工具基础设施代替RSU。对于空中环境,连接的交通工具基础设施可包括RSU或塔(例如,在陆地上空飞行时)、浮标或浮动基础设施(例如,在水上飞行时)和/或卫星。
网络命名示例
一些实施例可以有利地提供用于在交通工具自组织网络中改善或接近最佳的计算和通信权衡的联网范式。自主驾驶技术的发展正朝向道路和高速公路,这些道路和高速公路可以充满具有增强的传感、计算和通信能力的智能和连接的交通工具。增强的信息服务可以涉及使交通工具同时成为信息的源、处理器和消费者的技术。例如,自主汽车可以经由机载传感器(例如,相机)连续捕获其周围环境,该机载传感器可以作为信息源,特别是对于被配置为了解其前方道路状况的汽车。但是,来自各个交通工具的原始数据的传输以及在终端主机(例如,边缘设备、云等)处处理数据可能导致网络上的大量通信开销。开销可能对成功的数据传输的持续时间或速率产生不利影响,尤其是在高度拥挤的道路上,使应用要求难以满足或无法满足。
交通工具自组织网络上的网络内计算(INC)允许在数据正被转发的同时将处理功能(诸如聚合或压缩)应用于数据,而不必等待在终端主机处应用它们。在前述示例的情况下,交通工具可以将其自己所捕获的视图与前一交通工具的视图拼合在一起,并在转发到下一跳之前消除冗余。因此,中间节点的处理可以减少后续跳中要转发的数据量,从而有助于减少多跳交通工具无线网络中的总体通信量。一些实施例可以提供用于在交通工具网络上进行网络内计算的通用衬底,其中网络智能地交换计算能力/资源与通信能力/资源来满足变化的应用需求。
一些实施例可以有利地提供一种技术,以实现在交通工具网络上的网络内计算,其中基于近乎最佳的计算通信权衡来选择数据转发节点。网络衬底的实施例可以对无线通信接口的底层物理层是不可知的,并且可以提供表示应用数据和计算功能的技术,该网络衬底与以信息为中心的联网(ICN)或命名功能联网(NFN)对齐。特别地,一些实施例可以提供技术用于(i)用其需求来表示交通工具应用数据和功能链的命名机制,(ii)用于从受信任的源发现和下载功能的技术(独立于数据请求/响应过程),以及(iii)可以知道数据的地理位置和计算通信权衡的数据转发和网络内功能放置策略。
在高移动性、恶劣的信号传播和稀疏的路边基础设施条件下,交通工具应用需要在差和间歇性的连通性的情况下,在异构参与者之间分配大量数据。传统网际联网的基于以主机为中心的网际协议(IP)的协议可能在设计时考虑了端到端连接性原理,并且可能不适用于此类设置。一些实施例可以提供替代或与IP一起工作的网络范式,该IP可以利用局部化复制技术来利用网络内高速缓存和交通工具计算能力。通过减少拥塞并抵消间歇的无线连接,可以加快定位相关的内容和时间相关的内容的检取。以信息位中心的联网(ICN)可适合动态交通工具网络中的联网层技术。ICN将传统的以IP地址为中心的哲学颠倒为以内容为中心的哲学;这意味着对获取给定内容感兴趣的用户直接使用“名称”来检取它,而无需参考存储该内容的节点的IP地址。每个交通工具都可以充当内容生产者或内容消费者,并且内容在分布式节点之间逐跳递送。内容发现更简单,因为ICN不需要名称到IP地址的解析,并且不需要生产者始终保持连接。尽管传统的ICN在交通工具环境中显示出希望,但它在高效兴趣或数据转发,结合计算通信权衡以及命名或表示与异构交通工具应用和计算功能相关的数据方面提出了挑战。
命名数据联网(NDN)是ICN的一种变体,其中NDN网络使用来自应用的数据/内容名称以进行数据传递。应用遵循预定义的命名准则来命名NDN网络中节点已知的内容。NDN网络在内容交付中具有三个主要角色:数据生产者、消费者和路由器/转发者。消费者(请求内容的节点)向网络发送兴趣分组(携载内容名称或内容属性)以请求特定的数据/内容,然后路由器将兴趣分组转发给数据/内容生产者,并保持跟踪所有未决兴趣。当兴趣分组到达具有匹配兴趣名称的数据的节点时(在生产者处,或从路由器高速缓存中),或者当数据/内容在具有未决匹配兴趣的路由器处变为可用时,数据/内容按照兴趣分组的反向路径被发送回消费者。通常,具有NDN功能的节点维护三个数据结构/表以实现基于名称的内容交付:内容存储(CS)、未决兴趣表(PIT)和转发信息库(FIB)。内容存储在有限的时间内高速缓存接收到的相关数据/内容,以潜在地满足将来的兴趣分组,而PIT则将已转发的未服务的兴趣保持一段时间,并等待匹配的数据返回。每当路由器接收到在PIT中具有匹配条目的数据/内容时,路由器就将内容转发到PIT条目中列出的下游接口、删除该PIT条目并将数据高速缓存在CS中以供将来使用。基于名称的路由协议维护转发信息库,转发策略模块使用该转发信息库来制定兴趣转发决策。
命名功能联网(NFN)是对ICN的扩展,除了在传统有线网络中命名数据和取出/执行功能可执行文件外,它还实现命名功能。NDN或NFN以其一般格式适用于有线网络,并且在本质上不可靠和广播的无线网络中遭受过度的重传。尽管存在NDN的一些扩展可用于交通工具无线网络,但它们没有利用无线网络中机会通信和计算通信权衡。一些实施例可以包括这些方面,以基于在高度动态的分散式自组织交通工具网络中的内容和服务名称来实现内容交付和网络内计算服务。具体地,一些实施例可以包括对以下三种技术中的一种或多种的改进:命名技术;服务/功能发现技术;和数据转发技术。
命名技术:交通工具应用数据的很大一部分来自各种传感器,并且具有很强的地理位置依赖性。这些应用应在数据/内容名称中包括地理位置。对此类内容(诸如交叉路口的交通更新、停车位置的停车可用性、局部区域的协作环境感知)感兴趣的节点/消费者可以向网络发送兴趣分组,该兴趣分组可以转发到内容的相关联地理位置。许多此类应用在等待时间或吞吐量方面也有严格的要求,并且可以受益于网络内计算功能。例如,协作式道路视图构建应用可以允许每个报告交通工具应用一个功能,该功能计算经由LiDAR或3D立体相机捕获的原始点云的体积表示(边界框)。中间数据转发交通工具可以拼合多个附近交通工具的边界框表示,然后转发给感兴趣的交通工具。在诸如视频流送的娱乐应用的情况下,中间交通工具可以基于可用的通信带宽来动态地选择视频编码方案。一些实施例提供了一种综合的命名方案,其将内容的地理位置、应用类型、功能链与应用特定需求相结合。
服务/功能发现技术:一种独立于兴趣/数据转发的机制有助于发现网络中的可用功能。来自先前功能执行和主动功能发现的历史记录可帮助减少端到端等待时间。这对于确保各种品牌交通工具之间的互操作性也很有用。一些实施例可以包括用于功能发现的附加命名机制和消息流,从如RSU的受信任的源下载功能图像,以及用于实现功能预取的关于功能流行性的周期性公告。
数据转发技术:一些实施例可以基于内容的地理位置关联以及无线电传输技术而不是传统的基于路由的节点到节点数据转发来实现内容交付。这有助于应对频繁的通信链路中断和交通工具网络的网络拓扑变化。有线网络的ICN还依赖于路由协议来填充转发信息库(FIB),该路由协议不适用于动态无线网络。相反,一些实施例使用现有的地理网格地图系统(诸如军事网格参考系统(MGRS)或地理散列),其中世界可以被划分为各种粒度的近似正方形/矩形地理区域,并且每个地理区域可以用一串数字和字母表示。配备有GPS传感器的交通工具可以确定其位置并计算其地理区域。一些实施例可以提供(i)用于确定兴趣分组转发路径(地理区域到地理区域)和内容交付反向路径(地理区域到地理区域)的机制;以及(ii)用于在每个地理区域中选择节点以便最小的泛洪(flooding)将兴趣分组(或内容)转发到下一个地理区域的机制。内容转发机制的一些实施例还在内容转发者处集成网络内计算,以处理内容的两个或更多个版本(例如,不同交通工具的交叉路口的视图),以在转发到下一地理区域之前生成更好的内容。
架构的概述示例
现在转向图6,交通工具节点架构70的实施例可以包括适当的技术以实现本文所讨论的命名技术。在架构70中,请求数据的交通工具节点发送兴趣,该兴趣具有数据的表达名称和要应用于命名的数据的功能名称链。交通工具节点的架构70从ICN/NDN扩展而来,其中引入了用于主动高速缓存守护进程71、兴趣处理策略72、服务发现模块73、功能可执行存储74、转发策略75以及功能可执行文件76的抽象等的附加模块。注意,运行默认NDN堆栈的节点仅维护用于高速缓存的内容存储、用于记录传入的兴趣的未决兴趣表,以及由转发策略75用于决定兴趣分组的路由的转发信息库。下面讨论了以下附加模块在实现高效数据转发和智能网络内计算中的作用。
(i)主动高速缓存守护进程71:即使在生成数据时没有应用的显式兴趣,模块也允许交通工具应用注册主动高速缓存。因为许多交通工具应用(例如,合作道路建设等)对等待时间敏感,所以主动高速缓存将通过避免与应用层的交互而允许更快的数据转发。等待时间不敏感的应用(例如,合作视频流或VR游戏)可以通过常规的基于兴趣的高速缓存来充分利用有限的高速缓存存储。一些实施例可以允许某些应用来在即使没有来自网络的显式请求也可以高速缓存其数据。这主要是为了减少对延迟敏感的计算请求的端到端等待时间,因为可以从高速缓存中检索数据并立即对其进行处理。
(ii)兴趣处理策略72:兴趣分组的实施例的名称包含一系列功能名称,并且接收兴趣的节点可以仅支持所请求功能的子集(该列表可从“功能可执行表”中获得,如下所述)。该模块用不支持的功能名称修改或创建新的(多个)兴趣分组。它还在未决兴趣表(PIT)中为经修改的兴趣分组创建PIT条目,使得在接收到相对应的数据分组后将其转发到适当的接口。然后,经修改或新创建的兴趣分组在网络中转发,并且可能在后续跳中经历附加轮次的修改。
(iii)服务/功能发现73和功能可执行存储74:这些模块通常独立于常规兴趣/数据转发链而工作。它允许RSU周期性地广播可用的功能名称,它们的简档(所需的最少资源等)和流行性。内容或功能的流行性可以是地理区域相关的。这些模块还负责从RSU下载特定的功能可执行文件,将其存储在称为“功能可执行存储”的存储中,并与相邻交通工具共享可用功能的列表。如果这些功能基于由RSU广播的流行性信息在该地理区域中非常流行,则该地理区域中的所选择的节点可以主动从RSU下载一些功能可执行文件。
(iv)计算通信和地理区域知晓转发策略75:该转发策略考虑数据的地理区域、无线电技术以及相邻交通工具的计算能力来转发兴趣和数据分组。该策略还考虑了无线通信的机会性质,以实现更快的数据分发。
(v)功能可执行文件的抽象76:一些实施例将功能可执行文件抽象为与应用和无线电面(radioface)类似的转发面(forwarding face)(其抽象ICN/NDN联网层的各种应用和无线电协议)。如果特定的功能面在功能可执行存储中被列为可用并由转发策略选择,则交通工具节点内部的转发逻辑选择该特定的功能面。每个功能的底层实现方式可以使用任何适当的技术,包括例如,单内核或基于JAVA的面向服务的架构(例如,开放服务网关倡议(OSGi))。
图7示出了示例道路拓扑。合作道路感知被例示为用以说明上述模块如何一起工作以实现兴趣/数据转发和网络内计算的示例。图7示出了由4辆交通工具组成的示例道路拓扑。道路环境分为三个地理区域,每个地理区域都有唯一的名称。地理区域内的进一步划分可以表示具有较小粒度的位置(例如,如下面更详细描述的)。
图8A至图8E示出了示例消息流,该示例消息流用于实现在交通工具自组织网络上的网络内计算。在该示例中,假设交通工具D感兴趣了解可利用字符串“geohash3”标识的地理区域3的道路状况。交通工具D对许多环境细节不感兴趣,主要是想知道道路上潜在危险动态物体的形状。它还希望将拼合功能应用于地理区域3内的多辆交通工具捕获的视图,使得可以更广泛地查看环境。如图8A至8E中所示,交通工具D的应用创建了兴趣分组,其名称包含两个功能“信息拼合”和“边界框”,以及代表与兴趣的区域有关的数据请求的部分。一些实施例使用分隔符标识符(←)来区分不同功能和数据部分的名称(例如,如下面更详细地描述的)。在转发该兴趣分组之前,D的“兴趣处理策略”模块在其PIT表中创建条目,该条目指示接收到的与该兴趣相关的数据将经由“应用面”接口传递给应用层。在转发兴趣数据分组时,D的“转发策略”模块咨询其FIB表来确定所请求的功能和数据的可用性。通过功能或服务发现(例如,如下所述),D已经知道“信息拼合”功能在其相邻的地理区域2(再次用单个标识符“geohash2”表示)中可用,并将该信息记录在FIB中。因此,兴趣分组经由基于地理位置的转发机制转发到地理区域2。使用智能分布式定时器选择地理区域2内的下一个转发者,该定时器器对具有更好的计算能力和通向目的地地理区域的通信链路的交通工具进行优先级排序(例如,如下面更详细描述的)。在给定的示例中,选择交通工具C作为下一个转发者,因为这是地理区域2内唯一可用的选项。
接收到兴趣分组后,节点C的“兴趣处理策略”模块检查其“功能可执行表”,以针对“信息拼合”和“边界框”确定功能可执行文件/单内核的可用性。该示例假定C具有足够的计算能力来执行这些功能。因此,节点C创建一系列PIT条目:(i)第一PIT条目,具有原始名称,用以指示应将具有原始名称的数据/响应被转发到传入接口,即,地理区域1,(ii)第二PIT条目,具有包含下一功能(边界框)的名称和数据部分的经修改的名称,用以指示边界框功能的输出数据应被传递到与“信息拼合”可执行文件相关联的接口(面拼合),(iii)第三PIT条目,具有仅包含数据部分的名称,用以指示与感兴趣的区域(地理区域3)相关的数据应被传递到与“边界框”功能相关联的接口(面边界(Facebound))。然后,交通工具C的转发逻辑咨询其转发策略模块,该模块将FIB信息考虑在内,以确定用于转发新创建的兴趣分组的下一(多个)地理区域。通过服务/功能发现,交通工具C知道目的地地理区域3中存在具有应用边界框功能的能力的节点(即,交通工具B)和只提供数据部分而不应用边界框功能的另一节点(即,交通工具A)。由于交通工具C本身具有应用边界框功能的能力,因此它可以发送带有包含“边界框”功能的名称的兴趣分组,并在其旁边使用可选标签(图中未显示)。
由于交通工具A不具有应用边界框功能的能力,因此它将来自C的兴趣分组视为仅对数据部分的请求,而忽略可选功能请求。相反,交通工具B按分组处理兴趣分组。交通工具A创建指示应将数据转发到地理区域2的PIT条目。然后,交通工具A将请求传递到与应用相关联的接口,因为交通工具A从FIB知道请求的数据可从其应用层获得。另一方面,交通工具B创建两个PIT条目(类似于上一段中所述的C),指示应将数据传递到边界框接口,并且边界框功能的输出应转发到地理区域2。类似于A,交通工具B通过B的FIB表知道可以从应用层获得数据。尽管在该示例中未显示与内容高速缓存的交互,但注意,每辆交通工具在接收到兴趣分组后,还查看交通工具的内容存储以确定是否有可用的预计算功能输出或与兴趣分组有关的数据。如果在高速缓存中可用,则交通工具无需转到应用层来取出数据。因此,交通工具A和B的主动高速缓存模块可以帮助减轻与应用层的额外级别的交互。
来自交通工具A和B的输出数据基于基于地理位置的转发方法的实施例转发到地理区域2(例如,如下面更详细描述的)。接收到原始数据后,交通工具C应用边界框功能,并且然后将数据传播到“信息拼合”功能。注意,取决于应用需求,允许每辆交通工具在功能实例化后将功能保持在等待状态。这对于聚合类型的功能(诸如信息拼合)特别有用,该功能可以在功能处于等待状态的同时从多辆交通工具收集信息,并在指定的等待定时器到期后应用实际功能逻辑。因此,C处的信息拼合功能等待从交通工具A和B两者收集信息。最后,拼合功能的输出被转发到存在请求交通工具D的地理区域1。
命名方案示例
由于每个内容都是通过ICN/NDN中内容的名称而不是主机地址(如IP地址)来访问的,因此ICN/NDN很自然地变得适合于动态交通工具网络的联网层解决方案。在命名方案中还考虑了作为ICN/NDN的扩展的NFN,以标识用于实现基于ICN/NDN的交通工具自组织网络上的网络内计算的挑战。
当组织和命名由交通工具生成的信息时,信息可以基于ICN的范式被高效地分发并在交通工具之间共享。一些实施例可以有利地提供系统命名协议,以反映交通工具网络以及数据处理功能的需求。分层命名方案可以被一些实施例利用,因为它是高度表达的并且可以容易地在公共前缀下聚集以促进路由选择操作并限制FIB条目的数量。
交通工具网络中通常可能存在三种类型的信息:1.与事件相关的信息,诸如电子制动警告。通常,该信息需要被及时通知给其他周围的交通工具,以便实现安全驾驶,诸如周期性广播的基本安全消息(BSM)消息。该类型的信息通常是短暂的;2.与通知有关的信息,诸如事故通知,某些路段的道路状况的警告(例如,冰冷或油腻的道路)等。在交通工具之间共享的此类信息可以实现路线优化或驾驶行为的适应。通常,该类型的信息需要定期通知其他交通工具,并且具有中等寿命期间;以及3.娱乐相关数据(例如,音乐、视频片段)或驾驶辅助数据(例如,传感器的图像、某一区域的停车场可用性或交通密度、某一区域的HD地图等)。该类型的信息并不是每个人都感兴趣的,并且因此不需要在所有交通工具之间共享。
类型1和类型2的信息应在分配的时间内或者周期性地传送给某一交通工具群。不需要任何请求或取出过程。这些类型的信息是基于推送的。相反,类型3的信息是基于拉取的。交通工具仅在需要信息时才从其他交通工具中取出此类型的信息。请求/回复过程是用于在交通工具之间交换此类型的信息的高效方法。因此,在名称中包括信息类型和相对应的应用信息很重要。
代替请求合成或处理的数据(例如,HD地图、停车场可用性),一些实施例还向交通工具提供请求原始数据的机会以及用于处理原始数据并生成所需的数据的相对应的计算功能。在交通工具应用中,原始数据通常来自具有不同的分辨率(例如,全点云、边界框等)的各种传感器(例如,LiDAR、深度相机、惯性测量单元等)。原始数据可用于生成更大范围、转角视图或直通对象视图或预测性见解。对于具有不同要求的特定应用,可能需要功能链。在一个示例中,消费者请求首先通过视频组合功能然后通过视频压缩功能来处理若干大视频剪辑。在另一个示例中,合作道路视图构建应用可能需要应用边界框检测功能和来自多个视图的边界框聚合。这些功能可以分配给不同的交通工具或路边单元。因此,除了上述三种类型的信息之外,在一些实施例中还可以提供交通工具网络的类型4信息:4.原始数据和功能相关的信息。这包括:a)来自分辨率为Y的传感器/相机类型X的原始数据,和其他信息;以及b)可用于处理原始数据的功能。
类型4的信息也是基于拉取的。交通工具仅在需要数据时才从其他交通工具取出原始数据,并且作出请求的交通工具还标识将对原始数据和相对应的功能数量级应用哪种处理步骤。可以在命名语义中使用“←”符号来分隔功能链接请求的名称中的不同功能或数据。例如,名称为/C←/B←/A的兴趣首先请求原始数据A由功能B处理,然后将经处理的数据发送到功能C以供进一步处理。因此,包括将在延迟方面应用于数据及其需求的功能名称也很有用。在一些实施例中,该符号也以名称使用,但具有合理的扩展名以支持更复杂的用例。
交通工具除了请求原始数据外,还可以请求其所需的功能。例如,交通工具请求功能:边界框,以便处理由其自己的传感器/相机生成的或从其他交通工具获取的原始数据。
而且,无论交通工具应用的目标、道路安全或信息娱乐或原始数据,数据都与给定位置(例如,交叉路口、停车场、道路的部分)和/或给定时间间隔(例如,交通拥堵警告将在数小时内到期;停车场的可用性将持续数分钟)相关。因此,命名应考虑位置和时间间隔。另外,在一些应用中,所生成的数据旨在给数组接收者(例如,给驶近的交通工具的停车场广告)。
图9示出了信息组织的示例表。以上提及的四个类型的信息给出了对交通工具网络的信息的最高分类。每个类型的信息都可以按层次结构划分为不同的类别和子类别。例如,驾驶辅助信息可以进一步分类为停车信息、交通信息、HD地图信息等。在名称中包括图9中给定的一些信息作为公共参数,诸如位置和时间间隔,而其他信息(诸如传感器类型、传感器分辨率、延迟需求等)也可以作为特定参数附加在名称中。
通常,命名方案的内容部分如下:
/类型/类别级别1_id/类别级别2_id/.../公共参数/特定参数(排除功能部件)
示例1:如果交通工具想要知道从现在起半小时内X区域的停车信息(假设发送兴趣分组的时间为16:00),则名称可以是:/3A3/地理区域(X)/20180816/16:00-16:30/
如果考虑到功能,则整个名称结构可以表示为以下形式:
/类型/类别级别1_id/类别级别2_id/...
/公共参数/特定参数(排除功能部件)→/功能1→/功能2,或者
/功能2←/功能1←/类型/类别级别1_id/类别级别2_id/...
公共参数/特定参数(排除功能部件)
如果功能是可互换的,换句话说,功能的顺序是可变的,则整个名称结构可以表示为以下形式:
/类型/类别级别1_id/类别级别2_id/...
公共参数/特定参数(排除功能部件)→/功能1+功能2
示例2:合作道路视图构建应用可能需要对来自深度相机的原始数据应用边界框检测功能,然后针对预定义区域X和日期/时间间隔将多个视图的边界框聚合在一起,名称可能是:
/4A1/地理散列(区域X)/20180816/16:00-17:00
/深度相机/延迟需求()→/边界框→/信息拼合,或者
/信息拼合←/边界框←/4A1/地理区域(X)/20180816/16:00-17:00
/深度相机/延迟要求()
如果边界框和聚合这两个功能可以互换,则名称可以是:
/4A1/地理区域(X)/20180816/16:00-17:00
/深度相机/延迟需求()→/边界框+信息拼合,或者
/信息拼合+边界框←/4A1/地理区域(X)/20180816/16:00-17:00
/深度相机/延迟需求()
示例3:交通工具要求安装功能(例如,边界框)来处理传感器生成的数据。名称可以是:
/4B/边界框/版本_xx/
如果交通工具要求一个以上的功能,例如,版本1的边界框和版本3的边界框,则名称可以是:
/4B/边界框+信息拼合/版本_2+版本_3/
服务/功能发现和执行示例
交通工具节点只有在其“功能可执行存储”中具有功能可执行文件并且拥有足够的计算资源来执行该功能的情况下,才能将该功能应用于数据。如果无法在本地执行该功能,则交通工具决定将请求转发给具有足够计算资源的相邻交通工具。为了促进该决策,一种机制有助于发现功能可执行的可用性并计算邻域中的资源。NFN中的现有功能发现方法依赖于基于路由广告的技术,该基于路由广告的技术由于其大开销而不适合动态交通工具无线网络。确保从受信任的机构而不是从网络中的任何交通工具下载功能可执行文件也很重要。
一些实施例可以仅在交通工具具有足够的计算资源来执行该功能并且该可执行文件来自如RSU的受信任的源的情况下才允许该交通工具下载可执行文件。假定每个交通工具都有预安装的RSU位置列表,并且每个RSU都有足够的存储来维护功能可执行文件。在这些假设下,功能下载过程的实施例按照紧接的以下各段中所述的A、B和C进行工作。
A)如果兴趣分组的名称包含功能名称(可经由分隔符“→”标识),则每个RSU和交通工具的服务/功能发现模块记录功能已被请求过多少次。该记录允许RSU和交通工具计算功能的流行性分数。
B)RSU经由基于推送的ICN周期性地共享可用功能简档,但具有跳数限制(例如,最大可允许跳数=2)转发。功能的简档包含数个字段:功能可执行文件的大小、可执行文件的类型(基于单内核或Java的服务)、RSU感知到的功能的流行性、功能的类型(聚合或独立类型)、所需的计算/存储资源和最小延迟需求。“RSU感知的功能的流行性”可能随着各种地理区域的不同流行性分数而具有进一步的粒度。因为聚集的简档大小可能随着可用功能的数量增加而显著地增长,所以一些实施例允许两个选项:(i)仅推送流行的功能简档和(ii)递增地推送功能简档。图10示出了RSU如何向交通工具共享和更新功能简档信息的示例,其中FR=完整报告,IR=增量报告,而TR=增量报告的时间参考,其中时间信息指示上次完整报告的时间。图10还示出了从RSU增量推送功能简档的示例。为了进一步减少传输开销,还根据RSU处新功能添加的频率来适应地控制推送的周期。
C)接收到来自RSU的功能简档后,交通工具确定较为流行的功能列表,并且可以在交通工具的可用计算资源上执行这些功能。如果具有针对各种地理区域的不同流行性分数的“RSU感知的功能的流行性”可用,则该地理区域中的交通工具选择该地理区域中最受欢迎的(可以在其可用的计算资源上执行的)功能。然后,对于每个所选择的功能,交通工具创建兴趣分组,其中名称包含已知前缀“/下载”(以便与常规兴趣分组区别)、要下载的功能的名称以及指示具有可执行文件的RSU的位置的地理区域标识符。使用以下讨论的基于地理位置的转发方法转发这些兴趣分组。一旦接收到感兴趣的分组,RSU就发送作为签名数据分组的功能可执行文件。图11示出了用于下载用于示例道路拓扑的功能“信息拼合”的上述消息流。交通工具验证功能可执行文件的签名,并将其存储在“功能可执行存储”中。
一旦交通工具下载了(多个)功能可执行文件,相邻交通工具就可以学习功能的可用性,以便作出计算通信感知的转发决策。一些实施例可以使用以下选项之一来发现邻域中的功能的可用性:i)以估计的完成时间来主动周期性地通告可用功能名称(如图11所示):该选项需要创建具有包含已知前缀“/发现”的名称的新的兴趣分组。功能的名称和完成功能的估计时间可以添加到名称本身或兴趣分组的数据部分。这是仅被允许传播单个跳的一种特殊的兴趣分组。类似于推送功能简档的过程(如上所述),可以基于功能的流行性分数使功能可用性通告的周期自适应。一旦接收到该类型的兴趣分组,交通工具就在FIB表中创建条目,该条目的前缀设置为功能名称而成本设置为该功能的预计完成时间;以及ii)反应性功能发现:最初,使用此选项,交通工具不具有关于邻域中功能可用性的任何信息。因此,包含功能名称的兴趣分组被泛洪,直到到达具有可用的期望功能可执行文件的交通工具为止。当作出请求的交通工具接收到经处理的数据时,交通工具将功能名称、具有该功能的交通工具的地理区域以及完成请求的时间记录到FIB中。对于后续兴趣分组,转发策略模块使用来自FIB的信息将分组转发到更远的地方。
图12示出了网络内计算软件堆栈架构的实施例。用于网络内计算的软件堆栈的一些实施例使用代理架构样式来在注册的功能过程与远程客户端之间进行协调和通信,如图12所示。
一旦ICN协议层接收到远程请求,ICN协议层即刻响应或将请求转发到称为代理或软件总线的上层。代理负责协调与请求的功能过程的通信。此外,代理还跟踪当前正在运行和已安装的功能,并在可能时执行系统负载的平衡。代理使用远程过程调用(RPC)样式协议与功能进行通信。该方法有助于在支持的功能环境中实现更高级别的灵活性。例如,功能可以是由汽车销售商或其他受信任的机构提供的经过数字签名的二进制文件,或者同时某些功能可以在受控环境(诸如虚拟机、容器或JAVA运行时环境)中执行。功能与代理之间的此类松散集成允许将解决方案扩展到安装在交通工具或移动边缘上的若干计算单元。在该情况下,可以根据计算能力、连接的传感器或外围设备在不同的计算单元之间分配功能。
基于地理区域的转发示例
一些实施例可以提供用于应用数据的内容交付的技术,其中应用数据是地理相关的。此类数据的示例可以是交叉路口处的交通更新、停车位置处的停车可用性、局部区域的合作环境感知。对内容感兴趣的节点/消费者(由包括内容的地理位置关联的属性标识)可以向网络发送兴趣分组(指定内容属性),该兴趣分组可以转发到内容的相关联地理位置。兴趣分组穿过的路径可以被称为兴趣分组转发路径。任何节点((多个)原始内容生产者,或在其高速缓存中具有内容的节点)都可以使用内容对消费者作出响应。路径内容穿过可以称为内容转发反向路径。
实现交通工具自组织网络上的高效数据转发的挑战可包括:1)如何有效地转发来自内容消费者的兴趣分组,以到达具有所请求内容的节点(即,(多个)原始内容生产者或在其高速缓存中具有该内容的节点)具有挑战性,因为这可能导致兴趣分组泛洪。分散的交通工具网络中无线无线电资源稀缺,并且没有中央协调实体来避免无线资源访问期间的争用。具有最小泛洪且不降低空中接口通信性能的兴趣分组转发对于在此类网络中实现基于内容名称的内容交付至关重要;2)在命名的数据网络(NDN)或以信息为中心的网络(ICN)中,一旦兴趣分组到达(具有内容的)节点,该内容就通过相同的节点到节点路径在与兴趣分组的节点到节点路径相反的方向上转发给消费者。考虑到分散式交通工具网络中的高度动态网络拓扑场景(由于移动性、移动节点感知的动态无线环境、右转、左转、掉头、高速公路出口、交通信号灯等),假设与兴趣分组的节点到节点路径相同的用于内容转发的节点到节点的路径可能不是高效的。用于确定高效内容转发路径以及兴趣分组转发路径的机制是必要的,这些机制可针对分散式交通工具网络而被适当地定制;以及3)在一些情况下(诸如交叉路口处/交叉路口的地图/交通更新、停车位置的停车可用性、局部区域的合作环境感知),不同版本的内容可能存在于不同的生产者处。在转发到下一跳之前,内容转发者进行的网络内计算(INC)可能有助于生成更好的内容(从不同生产者接收的内容的两个或更多个版本)。内容转发逻辑应在将INC考虑为积分因子(integrated factor)的情况下来开发。
在以下段落中,示出了具有用例的实施例,其中消费者对在交通交叉路口处获得交通/地图更新感兴趣。然而,用例仅用于说明性目的。一些实施例可以适用于其中内容具有位置依赖性的内容交付用例(诸如在停车位置处的停车更新、在指定街道/交叉路口处的交通/地图更新、在局部区域的合作环境感知等)。
地理区域假设:在一些实施例中,可以利用现有的地理网格地图系统(诸如军事网格参考系统(MGRS)、地理散列等),其中世界可以被划分为各种粒度的近似正方形/矩形地理区域,并且每个地理区域可以用一串数字和字母表示。配备有GPS传感器的交通工具可以确定其位置并计算其地理区域。由于一些实施例中涉及的交通工具或RSU在大多数情况下位于局部区域(例如,1km×1km或10km×10km的区域)内,因此仅几个最低有效字节/字符的地理区域字符串会好至足以标识局部区域内较小的粒度/大小的地理区域。也就是说,仅需要通过空中接口传输几个最低有效字节/字符的地理区域字符串,以使开销最小化。
在一些实施例中,兴趣分组和内容的转发可以有利地基于地理位置和其他参数,并且兴趣分组和内容转发的路线可以不同。注意,在传统的ICN/NDN中,内容转发反向路径(节点到节点)与兴趣分组转发路径完全相同。有利地,一些实施例可以分别确定这些路径。在一些实施例中,内容转发反向路径(节点到节点)可以与兴趣分组转发路径不同。例如,兴趣/内容分组转发可以经由基于地理网格的分布式确定性定时器计算来协调。
现在讨论兴趣分组转发和内容交付的一些实施例。参考图13至图19,术语源或源交通工具(在路线选择的上下文中)用于表示内容消费者(例如,对获取内容感兴趣的交通工具)。类似地,术语目的地或目的地交通工具(在路线选择的上下文中)用于表示内容生产者或在其高速缓存中具有内容的交通工具(即,将内容发送回源/消费者的交通工具)。兴趣分组转发包括两个步骤:1)为“兴趣分组转发地理区域到地理区域路径”选择下一跳地理区域;以及2)在地理区域中选择一个或多个节点,以将兴趣分组转发到下一个地理区域(在图中标记为“G-A”)。消费者在兴趣分组中包括内容的地理位置关联(例如,图13中的地理区域-5-3)以及消费者自己的地理位置(例如,图13中的地理区域-2-3)。
图13示出了用于以内容为中心的分散式交通工具网络的基于地理区域的兴趣分组转发机制的示例。兴趣分组携载指示内容的地理区域的内容名称。基于内容的地理位置关联,消费者节点处的转发策略模块确定下一跳地理区域(例如,图13中的地理区域-3-3)。基于名称的路由协议维护地理区域转发信息库(GFIB),该信息库可能已经具有与兴趣分组中指定的内容的地理区域相关联的下一地理区域的条目。例如,可以频繁地预先计算各种潜在内容的地理区域的下一跳地理区域,并且可以在GFIB中维护相对应的条目。如果条目存在,则转发策略模块咨询GFIB并获取用于转发兴趣分组的下一跳地理区域。否则,转发策略模块为兴趣分组中指定的内容的地理区域确定下一跳地理区域,并在GFIB中添加条目。
假设每个节点配备有GPS传感器,并且能够计算其相关联的地理区域。还假设要在转发中使用的地理区域的粒度(100m x 100m、200m x 200m或1km x 1km)已经通过一些定期的问候(hello)消息交换在交通工具之间达成共识,或者已预配置。地理区域的粒度还可以由消费者选择,并在兴趣分组中指示。例如,在交通工具网络中,交通工具之间周期性地传输消息(BSM/DENM/CAM——携载位置、id等),这使消费者能够获取邻居列表并确定大约1跳的可达性/覆盖范围。地理区域粒度应基于1跳可达性。例如,如果一个方向上的邻居可达性为X,则地理区域应为Y×Y,其中Y<=X。在兴趣分组中指示了所选择的下一跳地理区域(例如,图13中的地理区域-3-3)。可以将其添加为仅对下一跳传输有效的附加临时字段。下一跳地理区域中的接收者在进一步转发前将删除它并添加新的下一跳地理区域,例如(图13中的地理区域-4-3)。
在接收到兴趣分组之后的下一跳中的节点(例如,图13中的地理区域-3-3),在未决兴趣表(PIT)中添加条目。然后,每个节点处的转发逻辑启动IPF-等待-定时器(兴趣分组转发等待定时器),该IPF-等待-定时器的值是基于其在地理区域内的位置和消费者的位置确定的,如图14所示。图14示出了基于等待定时器的机制的示例,该机制用于在地理区域中选择候选交通工具以将兴趣分组转发到下一跳地理区域。在该示例中,距离内容请求交通工具更远的交通工具获得将兴趣分组转发到下一跳地理区域的机会更高。例如,将每个地理区域划分为N个区域(图14中N=4),并且距离消费者最远的区域中的交通工具具有最短的IPF等待定时器(例如,在T0与T1之间随机选择的值)。
接收到兴趣分组且其IPF等待定时器首先到期的交通工具将把兴趣分组转发到下一个地理区域。例如,如果最远区域中的交通工具已成功接收到兴趣分组,并且其“等待定时器”首先到期,它将把兴趣分组转发到下一个地理区域。一旦兴趣分组(具有更新的下一跳地理区域)被转发到下一个地理区域,当前地理区域中的所有其他节点将停止其IPF等待定时器,并跳过兴趣分组的转发。这些节点保留PIT条目。在一些特定用例中,出于冗余目的,可以允许一个以上的节点(例如,来自地理区域的两个区域)传输兴趣分组,从而在查找内容方面取得更大的成功。
继续转发到下一个地理区域,直到分组兴趣达到其中至少一个节点具有匹配的数据/内容的地理区域(图14和15中的地理区域5-3)。具有匹配的数据/内容的节点启动CF-等待-定时器(内容转发等待定时器)。在地理区域的不同区域中,CF-等待-定时器的值不同(更靠近消费者的区域可能具有较短的等待时间),如图16中所示。图15示出了以内容为中心的分散式交通工具网络中基于地理区域的内容转发机制的示例。内容(响应)转发地理区域到地理区域的反向路径可以与兴趣分组转发地理区域到地理区域的路径相同。然而,每个地理位置中用于内容转发的交通工具(节点)可能与用于分组转发的交通工具(节点)不同。图16示出了基于等待定时器的机制的示例,该机制用于在地理区域中选择候选交通工具以进行到下一跳地理区域的内容转发。在该示例中,距离内容请求交通工具更近的交通工具获得将内容转发到下一跳地理区域的机会更高。
在一些情况下,诸如RSU之类的特定节点可能比其他节点具有更好、更可靠的内容。例如,对于如交叉路口处的交通/地图更新的内容,RSU可以聚集来自各种相机和/或多个交通工具的视图,以获得更好的内容。一些实施例通过定义最短等待时间(CF-等待-时间<T0)而不管它们在地理区域内的区域,来向此类节点提供更高的优先级以将内容发送给消费者。已经接收到兴趣分组、具有匹配的内容,并且其CF-等待-定时器首先到期的交通工具将该内容转发到朝向消费者下一个地理区域(图15中的地理区域-4-3)。一旦匹配的数据/内容朝向消费者被转发到下一个地理区域:当前地理区域中的所有其他节点将停止其CF-等待-定时器(如果正在运行)并跳过内容的转发。在一些特定用例中,出于冗余目的,可以允许一个以上的节点(例如,来自地理区域的两个区域的2个节点)传输内容,以实现更多的成功交付内容。在存在匹配的内容的地理区域中,基于兴趣数据中内容的地理区域,(不具有匹配的数据的)节点不需要进一步转发兴趣分组。这些节点可能不在未决兴趣表(PIT)中添加条目。一旦听到内容转发,这些节点就删除相关联的PIT条目(如果有的话)。
一些实施例可以具有与用于兴趣分组转发的相同的用于内容转发的地理区域到地理区域返回路径。然而,地理区域中转发内容的节点可能与转发兴趣分组的节点不同,如图13和图15中所示。现在,在图15中的地理区域-4-3中的节点在接收到内容后,启动CF-等待-定时器,该CF-等待-定时器的值是基于其在地理区域内的位置和消费者的位置来确定的,如图16所示。接收到内容且其CF等待定时器首先到期的交通工具将把内容转发到下一个地理区域。一旦匹配的数据/内容朝向消费者被转发到下一个地理区域(图16中地理区域-4-3):当前地理区域中的所有其他节点将停止其CF-等待-定时器、跳过内容的转发并移除相关联的(多个)PIT条目。节点可能将内容存储在内容存储中一段时间以供将来使用。在一些特定用例中,出于冗余目的,可以允许一个以上的节点(例如,来自地理区域的两个区域的2个节点)传输内容,以实现更多的成功交付内容。除非内容到达消费者的地理区域(即,消费者),否则下一跳地理区域内容转发继续进行。
图17示出了以内容为中心的分散式交通工具网络中基于地理区域的内容转发机制的示例。内容(响应)转发地理区域到地理区域的反向路径可以与兴趣分组转发地理区域到地理区域的路径相同。然而,每个地理位置中用于内容转发的交通工具(节点)可能不同于用于分组转发的交通工具(节点)。目的地地理区域中的两辆交通工具发送不同版本的请求的内容,下一跳地理区域中的交通工具对内容进行处理,以在转发前获取组合的内容。
用于提高内容交付成功率的冗余内容用例示例
图18示出了以内容为中心的分散式交通工具网络中基于地理区域的内容转发机制的示例。内容(响应)转发地理区域到地理区域的反向路径可以与兴趣分组转发地理区域到地理区域的路径相同。然而,每个地理位置中用于内容转发的交通工具(节点)可能不同于用于分组转发的交通工具(节点)。来自两个内容源的内容的两个副本通过不同的路径发送到作出请求的交通工具。
图19示出了以内容为中心的分散式交通工具网络中基于地理区域的内容转发机制的示例。内容(响应)转发地理区域到地理区域的反向路径可以与兴趣分组转发地理区域到地理区域的路径相同。然而,每个地理位置中用于内容转发的交通工具(节点)可能不同于用于分组转发的交通工具(节点)。内容的两个副本通过不同的路径发送到作出请求的交通工具。
基于集群的网络示例
一些实施例可以有利地提供端到端技术,该技术用于在高度动态的基于集群的交通工具自组织网络中实现以信息为中心的网络架构。最近,已经考虑了因特网架构的更改以应对不断增长的数据需求和新应用,从而吸引了将网络架构从以主机为中心的网络转变为以信息为中心的网络。以信息为中心的联网模型对于未来的交通工具网络也是一种有希望的范式,因为交通工具网络由智能节点和连接的节点组成(具有增强的传感、计算和通信能力)。这将为增强的信息服务开辟机会,在这些服务中,交通工具同时成为信息的源、处理器和消费者。一些实施例可以提供用于多跳自组织交通工具网络的技术,其中节点形成具有集群头的1-跳集群,该集群头用于在集群中的节点之间进行协调。集群头可能还具有集群间协调。
以信息为中心的网络(ICN)的一个固有特征是对数据/信息的网络内高速缓存。高效的网络内高速缓存可通过避免归因于流行内容的重复交付的网络带宽浪费,以及通过经由将内容置于更接近消费者来减少内容交付的响应时间,从而在提高ICN中的系统性能方面发挥重要作用。然而,高效的网络内高速缓存对于在高速缓存命中与高速缓存冗余之间实现合理的权衡非常有益,因为高速缓存使用节点的存储资源以及网络的无线电资源来进行从生产者到高速缓存节点的数据传输。例如,命名数据网络(NDN)可能是适用于ICN的架构。仅作为说明性示例,一些实施例可以集中于作为ICN架构的NDN。NDN中无处不在的高速缓存实现消费者附近的数据可用性,从而减少了数据交付延迟以及网络通信量。在一些实施例中,可以通过利用集群头作为集群内协调器以及集群间协调器的作用来改进基于集群的交通工具自组织网络中的网络内高速缓存。
一些实施例的另一个有益方面是提供一种技术,该技术用于通过网络中通信和计算的联合性能优化(从而也利用节点的可用计算能力)来增强交通工具网络中的用户体验。例如,自主汽车可以经由机载传感器(例如,相机)连续捕获其周围环境,该机载传感器可以作为信息源,特别是对于那些愿意知道前方道路状况的汽车。在该情况下,消费者可以要求用于发送道路视图的多个源,以感知更好的道路环境质量。但是,来自各个交通工具的原始数据的传输以及在终端主机(例如,边缘/云)处处理数据可能导致网络上的大量通信开销。这将对成功的数据传输的持续时间或速率产生不利影响,尤其是在高度拥挤的道路上,从而使应用要求无法满足。交通工具自组织网络上的网络内计算(INC)允许数据正被转发的同时将处理功能(诸如聚合或压缩)应用于数据,而不必等待在终端主机应用它们。在前述示例的情况下,交通工具可以将其自己所捕获的视图与其前一交通工具的视图缝合在一起,并在转发到下一跳之前消除冗余。因此,中间节点处的处理可以减少后续跳中要转发的数据量,从而有助于减少多跳交通工具无线网络中的总体通信量。命名功能网络(NFN)概念有助于在交通工具网络中实现高效的INC(网络内计算)。NFN(命名功能网络)是对ICN的扩展,除了在网络中命名“数据”和取出/执行功能可执行文件外,它还实现命名“功能”。交通工具节点在其“功能可执行存储”中具有功能可执行文件可用并且拥有足够的计算资源来执行该功能的情况下,将该功能应用于数据。如果功能的本地执行不可能或不实际,则交通工具需要将请求转发给邻居交通工具。因此,“功能可执行文件”的高效网络内高速缓存以及数据的网络内高速缓存有利于充分利用机会性通信和计算通信权衡的优势。在一些实施例中,可以有利地利用集群头的存在来优化“功能可执行文件”的网络内高速缓存以及基于集群的交通工具自组织网络中的数据的网络内高速缓存。
一些实施例的另一个有益方面是提供一种具有低信令开销的集群头辅助的发现机制,用以发现邻域中的功能可执行文件、数据高速缓存和计算资源的可用性。例如,用于查找内容或功能可执行文件的转发算法在很大程度上取决于此类发现机制。
一些实施例的另一个有益的方面是提供用于在交通工具网络的高度移动环境中处理生产者和/或消费者移动性的技术。例如,当生产者移出集群时,一些实施例可以确定集群头应如何将生产者处的数据(在一些情况下为功能可执行文件)传输到集群的其他成员,以最小化生产者移动的影响。可替代地或附加地,一些实施例可以确定如何以合理的消息交换开销来尽可能快地向邻域通知生产者的移动性。NDN中关于生产者移动性的问题在于,在收敛/更新期间,不使用生产者的新位置或集群关联来更新网络。兴趣分组被引导到旧位置(或集群关联),除非它在消费者与生产者之间先前建立的路径上找到新的高速缓存,否则有可能失败。集群头辅助的移动性处理的实施例可能有益于优化网络内高速缓存放置/替换、INC相关“功能可执行文件”的网络内放置/替换以及对邻域中功能可执行文件可用性、数据高速缓存和计算资源的发现。
一些实施例可以有利地提供端到端解决方案框架,用以通过开发用于命名的数据网络和命名的功能网络的集群头辅助的高效机制,基于以高度动态的集群为基础的自组织交通工具网络中的内容和服务名称来实现内容交付和网络内计算服务。具体地,一些实施例可以包括用于提供以下各项的技术:(i)“数据”和“功能可执行文件”的集群头辅助的网络内高速缓存,(ii)集群头协调发现机制,用于发现功能可执行文件可用性、数据高速缓存和计算资源,(iii)用于在集群头的协调下处理生产者和/或消费者移动性的机制,(iv)基于集群的数据转发。
网络架构示例
交通工具网络环境可能遇到若干挑战,诸如隐藏的终端问题、争用有限无线电资源的节点以及由于固定障碍物和干扰物以及移动障碍物和干扰物而导致的高度可变的信道。诸如接入点之类的协调器的存在可能具有胜于自组织网络的显著优势,因为该协调器/接入点使得能以更简单和更有效的方式实现信道访问和无线资源分配的改进调度或最优调度。然而,在较大区域的预期覆盖范围内部署基础结构/接入点带来成本问题。基于集群的架构的实施例可以有利地带来基于基础架构的网络的合理数量的好处,而无需物理基础架构。集群以分布式方式形成分层的网络结构。
本文所描述的一些实施例可以假设基于集群的交通工具自组织网络,其中一组邻近交通工具形成集群以实现用于通信和网络内计算的更好的协调。每个集群有作为协调器的集群头(CH)。集群的所有成员称为集群成员(CM)。集群机制内的集群间通信和/或网络内计算资源/高速缓存/功能可以由CH协调。邻近CH进行通信以进行集群间协调。在其中两个相邻集群的CH可能无法通过1跳通信彼此到达的一些情况下,这些CH可以将一个或多个集群成员指定为这些集群之间的网关成员(GM),以协作进行集群间协调。可以利用任何合适的基于集群的交通工具通信技术。合适的基于集群的交通工具通信技术的一个示例可以包括具有自包含框架结构和集群间/集群内资源协调策略的框架,以满足自主交通工具的等待时间、可靠性和覆盖范围需求。在该示例中,框架结构将基于集群的通信集成为设计选择。在其他实现方式中,框架结构可以考虑仅分布式通信,然后可以在更高的协议层(诸如L3)上实现集群化。
一些实施例可以包括节点的计算能力作为附加因素以及其他因素(诸如通信、地理位置等),以在集群过程中选择集群头。例如,具有较高计算能力/资源的节点获得较高的优先级,以被选作CH。所有移动性模型下的其他有益的性能指标,诸如较短的集群形成时间、较长的集群头寿命和较长的CM停留时间(即,较低的节点重新隶属率),也可以视为获得稳定的集群化。作为示例,一些实施例可以利用如下所述的两步骤集群化技术,其中初始集群化(步骤1)专注于更快的集群形成,而步骤2专注于针对多个性能指标(诸如CH寿命、CH的计算能力等)优化集群头选择。
图20示出了用于集群化和集群头选择的处理流程的实施例,其中在选择CH时考虑节点的计算能力以及其他因素。步骤1-初始集群化可包括:(a)交通工具(首先到达或需要发起/加入集群)将在最短指定时间(大于发现信号的周期)内侦听/监测附近任何现有的同步/发现信号/信标);(b)如果发现信号存在,它可能加入现有集群(同步、初始访问、获得ID等)。在一些情况下,它可能仍考虑启动新的集群;以及(c)如果不存在发现信号,则其承担CH的角色并开始发送发现信号。
步骤2-最佳集群头选择可包括:(a)一旦创建初始集群,初始集群头就收集并协调信息以评估最佳CH候选者;以及(b)初始CH然后将其CH角色移交给所选择的最佳CH候选者,如图20所示。这里可以应用具有复杂决策过程的若干因素(例如,如下文进一步详细描述的)。
在图20的注释A处,在到达时或在决定加入集群时,交通工具至少在预定义时间(Tmin_CH>信标/发现传输周期)中监测来自现有CH的信标/发现消息。在注释B处,在预定义时间(Tmin_CH)中没有来自任何现有CH的信标/发现消息,因此交通工具声明自己为初始-CH并开始广播周期性的信标/发现消息。在注释C处,在到达或决定加入集群时,新交通工具至少在预定义时间(Tmin_CH)内监测来自现有CH的信标/发现消息。在注释D处,新交通工具从初始CH接收信标/发现消息,并决定加入集群。
在图20中的注释E处,CH进行协调以交换/收集CM的CH选择信息来选择最终CH。CH选择信息的示例:节点的计算资源/能力、地理图形位置(例如,中间巷道节点更好)、移动性(速度、方向)、最小(到达目的地的时间、在相同道路/高速公路上继续行驶而没有现况(existing)/右转/左转的时间)、转弯方向、ID、信任级别、交通工具形状/尺寸、驾驶员的兴趣/意愿、队伍的前方、连通性(具有良好信道条件的邻居的数量)、与邻居的平均距离等。在注释F处,CH基于节点的计算资源/能力以及为此目的从CM收集的一个或多个其他信息,运行预定义的最终CH选择算法。在注释G处,最终CH频繁运行预定义的最终CH更新算法。如果该CH被选择为更好的最终CH候选者,则它将CH角色移交给新的CM。
图21示出了示例场景,其示出了基于集群的交通工具自组织网络。由于来自CH的消息对于集群成员进行协调很重要,因此可以实现来自CH的消息的受控中继,以确保所有集群成员都以高可靠性从CH接收消息。图22示出了通过预指定的中继从集群头控制消息的中继,以确保所有集群成员的可靠接收的示例。
NDN和NFN示例
命名数据网络(NDN)是ICN的一种变体,其中NDN网络使用来自应用的数据/内容名称以进行数据传递。应用遵循预定义的命名准则来命名NDN网络中节点已知的内容。NDN网络在内容交付中具有三个主要角色:数据生产者、消费者和路由器/转发者。消费者(请求内容的节点)向网络发送兴趣分组(携载内容名称或内容属性)以请求特定的数据/内容,然后路由器将兴趣分组转发给数据/内容生产者,并保持跟踪所有未决兴趣分组。当兴趣分组到达具有匹配兴趣名称的数据的节点时(在生产者处,或从路由器高速缓存中),或者当数据/内容在具有未决匹配兴趣的路由器处变为可用时,数据/内容按照兴趣分组的反向路径被发送回消费者。通常,具有NDN功能的节点维护三个数据结构/表以实现基于名称的内容交付,即:内容存储(CS)、未决兴趣表(PIT)和转发信息库(FIB)。CS在有限的时间内高速缓存接收到的相关数据/内容,以潜在地满足将来的兴趣分组,而PIT则将已转发的未服务的兴趣保持一段时间,并等待匹配的数据返回。每当路由器接收到在PIT中具有匹配条目的数据/内容时,路由器就将内容转发到PIT条目中列出的下游接口、移除该PIT条目并将数据高速缓存在CS中以供将来使用。基于名称的路由协议维护FIB,转发策略模块使用该FIB来制定兴趣转发决策。
NFN(命名功能网络)是对ICN的扩展,除了在网络中命名数据和取出/执行功能可执行文件外,它还实现命名功能。在NFN中,兴趣分组中的命名指示在由(多个)路由器执行网络内计算时可以应用于内容/数据的功能的内容和名称。
地理区域可以指将世界划分为各种粒度的近似正方形/矩形地理区域的地理网格地图系统(诸如军事网格参考系统(MGRS)、地理散列等)。每个地理区域可以由一串数字和字母表示。配备有GPS传感器的交通工具可以确定其位置并计算其相对应的地理区域。
基于端到端集群的技术示例
高速缓存请求分组和内容是NDN(或以内容为中心的网络(CCN))网络的固有特征。当兴趣分组从消费者传播到生产者(或内容高速缓存)时,路线/路径上的节点至少将兴趣存储一段时间。类似地,当内容从生产者转发到消费者时,内容可以高速缓存在路径/路线上。此类基础高速缓存方案可能不是高效的,因为它可能导致在有限的路线上进行过多的高速缓存,从而减少高速缓存命中并浪费有限路径上节点处的高速缓存资源。包括一些主动高速缓存的离线智能高速缓存在交通工具网络中是有益的。此外,在基于集群的交通工具网络中,集群头可以进行协调,以避免在邻域中进行过多的高速缓存并以高效的方式发现可用的高速缓存。
类似地,对于网络内计算,如果交通工具节点在其“功能可执行存储”中具有功能可执行文件可用并且拥有足够的计算资源来执行该功能的情况下,则将该功能应用于数据。如果功能的本地执行不可能或者不实际,则交通工具必须将请求转发给具有足够计算资源的相邻交通工具。为了促进该决策,一种机制有助于发现功能可执行的可用性并计算邻域中的资源。集群头有助于主动从可靠的源(诸如RSU)下载最流行的“功能可执行文件”,并将它们存储在附近有限数量的计算能力节点上。这样,CH还可避免附近对“功能可执行文件”的过多高速缓存。CH还可以进行协调以将相关联数据(在其上执行功能)高速缓存在与用于相关“功能可执行文件”高速缓存的节点相同的节点处或附近节点上,以优化通信和计算权衡。
一旦在所选择的节点上完成了内容/数据和功能可执行文件的高速缓存,就期望相邻节点知道有关这些高速缓存的可用性以及相邻节点处的计算能力/资源,以高效利用这些资源。例如,用于查找内容或功能可执行文件的转发算法在很大程度上取决于此类发现机制。CH被配置成有效地提供发现机制,该发现机制用于在通信侧以最小的信令开销共享邻域中数据高速缓存、功能可执行文件和计算资源的可用性。类似地,考虑到通信和计算权衡,CH还可以帮助找到更好的转发路线/路径。
在高度移动的交通工具网络环境中,生产者(或在高速缓存中具有内容或功能可执行文件的节点)和消费者移动性通常很频繁。例如,在生产者在NDN中移动的情况下,一段时间(称为收敛/更新时间)内不使用生产者的新位置或集群关联来更新网络。兴趣分组被引导到旧位置(或集群关联),除非它在消费者与生产者之间先前建立的路径上找到新的高速缓存,否则有可能失败。在此类情况下,集群头辅助的移动性处理有助于优化高速缓存替换,以及尽可能快地向邻居通知生产者和/或消费者的移动性,从而以最小的信令泛洪减少收敛时间。
一些实施例可以包括用于提供“数据”和“功能可执行文件”的集群头辅助的网络内高速缓存的技术。在一些实施例中,CH协调集群中的节点处的数据/内容和功能可执行文件的高速缓存。CH进一步与相邻的CH进行协调,以最小化附近的数据/内容以及功能可执行文件的冗余高速缓存。为了促进协调器的角色,CH经常从集群成员获取有关集群中节点处的数据/内容高速缓存、功能可执行文件高速缓存、剩余高速缓存容量以及可用计算资源的更新的报告。CH还可以在附近彼此共享整个集群的资源/服务/高速缓存可用性报告。下面提供了该报告共享或发现机制的示例的更多详细信息。
用于数据/内容以及功能可执行文件的CH辅助的高速缓存设计的一些实施例的主要目标如下:(a)集群中的可用高速缓存之间以及邻近集群之间的数据/内容的平衡分配。CH可以更广泛地查看可用的高速缓存;(b)在集群中具有可用高速缓存和计算资源的节点之间以及邻近集群之间平衡分配功能可执行文件;(c)在相同或附近的节点上高速缓存功能可执行文件和潜在的相关联的内容;(d)最小化集群中以及附近(相邻集群之间)不必要的高速缓存冗余(用于数据/内容和功能可执行高速缓存);(e)通过开发高效的发现机制和转发策略,以降低的通信成本的方式提高高速缓存命中(即,兴趣分组以减少的泛洪和更少的跳数到达匹配的数据);以及(f)CH在决定高速缓存数据/内容和功能可执行文件时,还考虑了基于地理位置的流行性分数。NDN架构的好处之一来自对消费者的局部区域中的流行数据的高速缓存。在交通工具网络中,许多应用数据来自传感器并且与地理位置相关联。因此,数据/内容以及功能可执行文件的流行性可以是地理位置相关的。例如,与离开交叉路口的集群相比,到达交叉路口的所有集群对更新的交叉路口视图数据更感兴趣。
高速缓存数据内容示例
在一些实施例中,CH决定CH的地理位置中最流行的内容/数据的数据/内容高速缓存。CH确保在同一集群中没有冗余的数据/内容的高速缓存。相邻CH在它们之间进行协调,以避免附近不必要的高速缓存。CH可决定在相邻集群中具有地理区域中非常受欢迎的内容的冗余高速缓存。CH可以基于消费者在滑动的时间窗口中接收到的兴趣来维持内容的流行性分数。例如,CH可能要求CM(集群成员)对内容的请求速率进行计数并将其频繁发送到CH。然后,CH可以计算并维护内容的流行性分数。当内容(例如,响应于来自消费者的兴趣)遍历集群时并且CH发现该内容的流行性分数很高,则CH选择用于高速缓存的内容。CH可以与相邻的CH检查它是否已经被高速缓存。如果内容已经被高速缓存在相邻集群中,则CH可以跳过高速缓存内容。CH选择集群中的节点(兴趣/内容的路径/路线上或路线外)并要求所选择的集群成员高速缓存内容。可以按如下方式选择高速缓存的节点:(a)CH具有关于其集群成员处的可用高速缓存的更新信息。注意,下面讨论的发现机制使CH能够了解其集群成员的资源/服务/高速缓存可用性;(b)CH估计数据/内容的大小并选择具有足够可用高速缓存的CM;以及(c)内容可以与在CM处高速缓存的功能相关联。在该情况下,如果CM具有足够的可用高速缓存,则CH将向具有功能可执行文件的CM赋予高优先级来高速缓存数据/内容。否则,附近的CM将具有优先权来高速缓存数据/内容。
高速缓存功能可执行文件示例
在一些实施例中,假设仅在交通工具具有足够的计算资源来执行该功能并且可执行文件来自如路边单元(RSU)的受信任的源的情况下才应该下载可执行文件。还可以假设每个交通工具都有预安装的RSU位置列表,并且每个RSU都有足够的存储来维护功能可执行文件。在一些实施例中,CH代表它们的集群处理与RSU的通信。RSU周期性地广播功能简档的列表。来自RSU的功能简档的广播可能经过多跳。从RSU接收到功能简档后,CH确定在CH的地理位置中更流行且尚未在集群中下载的功能列表。确定的列表可以称为候选清单潜在功能列表1(SPFL1)。可以按以下方式确定功能的流行性:(a)CH可以基于消费者最近在滑动的时间窗口中接收到的对功能的兴趣来维持功能的流行性分数。例如,CH可以要求CM(集群成员)计算功能的请求速率并将其发送到CH。然后,CH可以计算并且维护功能的流行性分数;(b)可替代地或附加地,RSU可包括“RSU感知的功能的流行性”信息。“RSU感知的功能的流行性”信息可指示功能在各种地理区域中的不同流行性分数。然后,地理区域中的CH选择该地理区域中最受流行的功能。
在一些实施例中,CH可以检查SPFL1中的某些所选择的流行功能是否已经被高速缓存在相邻集群中,并且可以将它们排除在外以最小化附近冗余。注意,下面讨论的发现机制使CH能够了解相邻集群中的资源/服务/高速缓存可用性。如果功能在CH的地理区域中非常流行,则即使该功能已被高速缓存在相邻集群中,该CH也可能将其保留在候选清单中以供下载。然后,CH准备候选清单潜在功能列表2(SPFL2)。然后,CH检查SPFL2中的每个功能是否可以使用其可用的计算资源在至少一个CM(集群成员)上执行。如果不是,则将其从列表中排除。剩余功能列表是SPFL3。注意,来自RSU的功能简档报告提供下载和执行功能所需资源的详细信息。相邻CH可以进行协调以在集群中总体地分布功能下载,以避免冗余。在那种情况下,通过CH之间的协商来集中确定每个集群的SPFL3。
在一些实施例中,CH选择CM来下载功能,其中CM具有足够的资源以从SPFL3中最流行的功能开始执行该功能。如果节点/CM具有与功能相关联的数据/内容高速缓存并且具有足够的计算资源来执行该功能,则CM被赋予更高的优先级以下载功能可执行文件。CH可以从RSU接收功能可执行文件并且然后通过单播将其发送到所选择的CM。CH可以通过使用指示功能可执行文件下载的基于地理的转发将兴趣分组发送到RSU。如果CH基于消费者接收的对功能的兴趣而在其地理区域中保持功能的流行性分数,则CH可以要求RSU按需发送最流行的功能的功能可执行文件。为此,CH可以向RSU发送兴趣分组。CH与其集群成员和相邻CH共享有关功能可执行文件的更新高速缓存的信息,如下面结合发现机制所讨论的。
发现机制示例
在一些实施例中,集群头可以利用协调的发现机制来发现邻域中功能可执行文件(服务)、数据高速缓存和计算资源的可用性。此类机制的实施例可以包括用于向集群头(CH)共享关于集群成员(CM)处的服务和资源可用性的更新信息的技术,以及用于向邻近集群共享集群中的整体服务和资源可用性的技术。
图23A示出了来自节点的示例NDN-NFN-服务-资源-报告-节点。图23B示出了集群的整个报告NDN-NFN-服务-资源-报告-集群。图24示出了一个示例,该示例示出集群成员如何共享资源/服务/高速缓存可用性以及对集群头的高速缓存更新,其中FR=完整报告,IR=增量报告,而ETR=事件触发的报告。
发现过程的实施例可以包括其中每个节点(集群成员)向集群头发送服务/资源可用性更新的机制。每个节点频繁向集群头发送名为“NDN-NFN-服务-资源-报告-节点”的报告,以指示该节点处更新的服务和资源可用性。NDN-NFN-服务-资源-报告-节点可以由称为报告子组的若干类别的内容组成,如图23A中所示。例如,(在节点处高速缓存的或生成的)节点处可用的数据/内容列表;高速缓存的功能可执行文件列表;以及其他列表(诸如可用的剩余高速缓存容量、计算能力)等。由于数据/内容和功能可执行文件的高速缓存由CH协调,因此节点不需要频繁在“NDN-NFN-服务-资源-报告-节点”中共享这部分信息。周期性地进行有关该信息的周期性更新是足够好的。
但是,某些信息(诸如节点处的计算资源的可用性)可能基于节点自身对这些资源的利用率而随时间动态变化。需要将有关这些资源的频繁更新发送给CH,使得CH可以在以后关于高速缓存放置/替换和转发决策做出更好的决策。因此,一些实施例以更长的周期提供从每个节点到CH的完整的“NDN-NFN-服务-资源-报告-节点”报告传输,如图24中所示。在两次完整报告(FR)传输之间,节点将增量/差异报告(IR)传输到CH,其中IR仅包含FR中已更改的部分(或超过预定义的阈值更改的部分)。FR传输的周期是IR传输周期的整数倍。此外,在特定情况下,事件触发的报告(ETR)可以从节点传输到CH,诸如:(i)节点处的计算报告发生剧烈变化,(ii)由于其他计算资源中的更改因此无法执行高速缓存的功能可执行文件。一些实施例可以将单播用于从节点到CH的“NDN-NFN-服务-资源-报告-节点”传输,使得CM不需要跟踪来自其他CM的传输。如果节点是半双工的,则特别有利。如果与上次更新相比服务/资源可用性没有更改,则节点可能不需要发送任何更新(IR或FR)。
时间参考还可以与IR传输一起传输,其中时间参考信息指示相对于IR已经准备的时间(例如,隐式参考时间可以是最后的FR传输)。例如,一些实施例可以在每个FR中包括完整报告的时间标签(Time-Tag-of-Full-Report)(具有X位,假设它需要比指定绝对系统/框架时间更少的位)。每个节点将完整报告的时间标签值设置为第一完整报告的全0。如果FR与上一个FR相比有任何更改,则完整报告的时间标签递增。对于每个节点,CH在接收到FR后,将FR及其完整报告的时间标签一起存储。对于接收到FR的每个节点,CH仅在新FR具有基于模块化操作的更高的完整报告的时间标签时才更新FR(因为完整报告的时间标签在达到2X-1后回滚到0)。在该情况下,来自每个节点的IR指示参考完整报告的时间标签,其中参考完整报告的时间标签指示已针对其准备此增量报告的FR传输。
发现过程接下来可以包括其中集群头将集群中的聚合的服务/资源可用性发送给集群成员的机制。如上所述,CH经常从集群成员中获取资源/服务/高速缓存可用性报告。基于这些报告以及CH本身的资源/服务/高速缓存可用性,CH频繁为集群准备称为完整-NDN-NFN-服务-资源-报告-集群的聚合报告。然后,CH频繁向CM(以及如下所述的相邻CH)广播NDN-NFN-服务-资源-报告-集群-报告。
图25和图26示出了示例,该示例示出了集群头如何在集群中广播聚合的资源/服务/高速缓存可用性,其中CFR=集群完整报告,CIR=集群增量报告。完整NDN-NFN-服务-资源-报告-集群大小可能更大,因此完整报告(称为CFR——集群完整报告)以更长的周期发送,如图25中所示。如上所述,报告的某些部分将不频繁更改。例如,节点处的高速缓存数据/内容和功能可执行文件的列表可能不会非常频繁地更改,因此针对此类信息进行较长时间的周期性更新就足够了。在两个连续的CFR之间,可以传输集群的集群增量/差异报告(CIR)。另外,对于加入集群的新成员,CH可以发送专用的CFR作为单播传输。与完整NDN-NFN-服务-资源-报告-节点类似,可以将时间参考(X位的完整报告的时间标签)添加到集群完整NDN-NFN-服务-资源-报告-集群报告(CFR)。
图27示出了示例,该示例示出了集群头如何收集集群中的资源/服务/高速缓存可用性,以及如何将聚合报告共享给集群成员和相邻的集群头。发现过程接下来可以包括其中集群头将集群中的服务/资源可用性发送给相邻的集群头的机制。CH在决定数据/内容和功能可执行文件的高速缓存放置/替换以及转发决策中起着至关重要的作用。因此,邻近的CH应该知道彼此的服务/资源/高速缓存信息以优化系统性能是有益的。例如,如果高速缓存被限制,则CH可以决定不高速缓存在相邻集群中高速缓存的数据/内容。类似地,如果功能可执行文件在集群中可用,则相邻集群在通信计算权衡方面可能发现下载和高速缓存同一功能可执行文件不是非常有益。一些实施例提供用于在邻近CH之间共享NDN-NFN-服务-资源-报告-集群间的机制,如图27中所示。一些实施例首先集中于CH将NDN-NFN-服务-资源-报告-集群共享给其紧邻集群。CH基于NDN-NFN-服务-资源-报告-集群间准备NDN-NFN-服务-资源-报告-集群间。NDN-NFN-服务-资源-报告-集群间可以仅包含从NDN-NFN-服务-资源-报告-集群间中选择的信息,诸如仅数据/内容和功能可执行文件的高速缓存信息。例如,其他集群可能对该集群中剩余的高速缓存能力不感兴趣。然后,CH通过使用集群间通信资源发送NDN-NFN-服务-资源-报告-集群间消息,其中大多数CH或设计的网关成员(GM)侦听通信。如果GM接收到NDN-NFN-服务-资源-报告-集群间,它将转发消息到相对应的CH。网关成员(GM)是两个集群的边界处的常规集群成员,该集群成员由其CH预指定为该特定相邻CH的中继。集群之间的GM中继/转发集群间发现报告、兴趣分组和数组分组。与上面讨论的类似,完整NDN-NFN-服务-资源-报告-集群间(ICFR=集群间完整报告)可以以长周期定期传输,而增量报告(集群间增量报告(ICIR))可以在两个连续的ICFR之间传输。也可以按需将专用单播ICFR发送到相邻的CH。在一些情况下,两个CH可能无法可靠地通信。但是,它们可以通过GM可靠地进行通信。
生产者和/或消费者移动性示例
在高度移动的交通工具网络环境中,生产者(或在高速缓存中具有内容或功能可执行文件的节点)和消费者移动性通常很频繁。一些实施例可以提供用于集群头辅助的移动性处理的技术,以在此类情况下改善或优化高速缓存的替换,并快速或尽可能快地向邻居通知生产者和/或消费者的移动性,以最小的信令泛洪减少收敛时间。
生产者移动性示例
如果生产者在NDN中移动,则一段时间(称为收敛/更新时间)不使用生产者的新位置或集群关联来更新网络。兴趣分组被引导到旧位置(或集群关联),除非它在消费者与生产者之间先前建立的路径上找到新的高速缓存,否则有可能失败。由于内容和功能可执行文件的高速缓存是按照CH协调的每个集群完成的,因此,每当生产者被移动并且CH检测到移动性时,CH在集群内找到一个或多个CM来进行高速缓存替换。CH还立即或此后不久更新相邻的CH。对于检测生产者移动性:(a)如果生产者(或具有内容和功能可执行文件高速缓存的CM)由于诸如高速公路出口、左/右转、路线更改等可预测的原因而即将离开集群,生产者通过集群内通信提前通知CH;以及(b)如结合以上发现机制所提及的,每个节点周期性地向CH更新资源/服务/高速缓存的可用性。如果CH在N个缺失的时间段内未从CM接收到此类报告,则CH可以探测CM并确定移动性。
关于高速缓存替换:(a)一旦CH检测到预期的移动性(即,在生产者移出集群之前标识的移动性情况),CH就从生产者中发起高速缓存替换;(b)CH运行与上述类似的算法,以找到另一(多个)CM来移动内容和功能可执行高速缓存;以及(c)如果生产者移至相邻集群,则CH可以跳过高速缓存替换。相反,CH仅仅立即或随后不久向集群成员发送经更新的集群资源/服务/高速缓存可用性报告,并向相邻集群发送集群间资源/服务/高速缓存可用性报告(事件触发的报告)。
如果生产者在通知CH之前移出集群:(a)在一些情况下(诸如由于动态无线电条件或由于不可预测的原因(诸如交叉路口处红绿灯变红)),生产者在没有通知CH的情况下移出集群。在这些情况下,生产者可以向CH发送NDN-移动性-管理分组(类似于兴趣分组的分组,其中命名指示向CH的高速缓存替换请求)。它可能帮助CH和相邻CH立即了解或者比他们原本知道的更早地了解生产者的移动性;(b)然后,CH尝试接收高速缓存在移出成员上的内容和功能可执行文件;(c)例如,CH可以通过集群间通信从相邻集群之一(如果相邻集群具有它们)中实现内容和功能可执行文件。注意,发现机制使相邻CH能够知道彼此的资源/服务/高速缓存可用性;(d)可替代地或附加地,CH可以发送兴趣分组以将内容获取到生产者或备用高速缓存。类似地,CH可以向RSU发送请求以获取功能可执行文件;以及(e)CH运行如上所述的类似算法,以找到另一(多个)CM来高速缓存内容和/或功能可执行文件。如果CH无法替换高速缓存,则CH将分别通过发送更新的集群间和集群资源/服务/高速缓存可用性报告来更新相邻集群及其自身集群的成员。
消费者移动性示例
如果消费者(发送兴趣分组后的集群成员)移出集群,则CH应跟踪该消费者所移入的目标集群。当所请求的内容到达时,CH应将内容转发给目标集群(例如,如果目标集群是相邻集群,则通过集群间通信)。如果消费者在未通知CH的情况下移动,则CH可能不知道消费者的目标集群。在该情况下,消费者应在移动性重传等待定时器到期后重传兴趣分组。使用者一旦知道已经移出当前集群,便启动该定时器。
集群头辅助的兴趣分组和数据分组转发示例
在一些实施例中,就邻近的资源/服务/高速缓存可用性而言,集群头(CH)具有邻近的全局视图。因此,CH在转发决策中起着至关重要的作用。在一些实施例中,当兴趣分组到达集群时,CH检查所请求的内容和/或功能在集群成员(CM)处是否可用。如果是,则CH要求(多个)CM对兴趣分组作出响应。否则,CH维护未决兴趣表并将兴趣分组转发到下一个集群。网关成员可以帮助将兴趣分组转发到下一个集群。下一个集群是朝向生产者(或内容和/或功能高速缓存)的下一跳地理区域中的相邻集群。下一跳地理区域由基于地理区域的路由决定(可以使用任何合适的基于地理区域的路由技术)。
现在转向图28,示出了性能增强的自主移动系统142。移动系统142可以是机器人、自主交通工具(例如,汽车、货车、飞机、航天器)等。在所图示的示例中,系统142包括具有集成存储器控制器(IMC)146的主机处理器144(例如,中央处理单元/CPU),该IMC 146耦合至系统存储器148。
所图示的系统142还包括输入输出(IO)模块150,该IO模块150与处理器144一起在半导体管芯152上被实现为芯片上系统(SoC)。IO模块150可以用作与例如LIDAR 156和大容量存储154(例如,硬盘驱动器/HDD、光盘、固态驱动器/SSD、闪存存储器)通信的主机设备。管芯152也可以耦合至使系统142能够从一个位置移动到另一位置的机械子系统158(例如,车轮、传动系统、内燃机、燃料喷射器、泵等)。
处理器144可包括实现已讨论的方法20(图3)和/或方法30(图4至图4C)的一个或多个方面的逻辑160(例如,逻辑指令、可配置逻辑、固定功能硬件逻辑等、或其任何组合)。尽管在处理器144中示出了逻辑160,但是逻辑160可以分布在整个移动系统142中或位于移动系统142中的其他位置。一些实施例可以省略LIDAR 156和机械子系统158中的一者或多者,使得系统142用作诸如RSU之类的固定基础设施节点。
附加说明和示例:
示例1包括一种电子处理系统,该电子处理系统包括处理器、通信地耦合至处理器的存储器以及通信地耦合至处理器的逻辑,该逻辑用于:基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的数据或内容中的一者或多者相对应的第一名称信息,用以表示交通工具应用信息;以及基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的一个或多个功能链相对应的第二名称信息。
示例2包括示例1的系统,其中,逻辑进一步用于将第一名称信息和第二名称信息合并为数据分组的名称的部分,该数据分组至少在数据分组的名称中包括地理位置内容信息。
示例3包括示例1至示例2中的任一项的系统,其中,该逻辑进一步用于发现独立于数据请求或响应过程中的一者或多者的可用功能,并从受信任的源下载可用功能。
示例4包括示例3的系统,其中,该逻辑进一步用于基于第一名称信息和第二名称信息中的一者或多者来发现可用功能。
示例5包括示例1至示例4中的任一项的系统,其中,该逻辑进一步基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来转发数据。
示例6包括示例5的系统,其中,该逻辑进一步基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来放置网络内功能。
示例7包括一种用于自主交通工具相关的信息的半导体封装设备,包括一个或多个衬底以及耦合至一个或多个衬底的逻辑,其中,该逻辑至少部分地在可配置逻辑和固定功能硬件逻辑中的一者或多者中实现,耦合至该一个或多个衬底的逻辑用于:基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的数据或内容中的一者或多者相对应的第一名称信息,用以表示交通工具应用信息;以及基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的一个或多个功能链相对应的第二名称信息。
示例8包括示例7的设备,其中,逻辑进一步用于将第一名称信息和第二名称信息合并为数据分组的名称的部分,该数据分组至少在数据分组的名称中包括地理位置内容信息。
示例9包括示例7至示例8中的任一项的设备,其中,该逻辑进一步用于发现独立于数据请求或响应过程中的一者或多者的可用功能,并从受信任的源下载可用功能。
示例10包括示例9的设备,其中,该逻辑进一步用于基于第一名称信息和第二名称信息中的一者或多者来发现可用功能。
示例11包括示例7至示例10中的任一项的设备,其中,该逻辑进一步用于基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来转发数据。
示例12包括示例11的设备,其中,该逻辑进一步用于基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来放置网络内功能。
示例13包括如示例7至示例12中任一项的设备,其中耦合至该一个或多个衬底的逻辑包括位于该一个或多个衬底内的晶体管沟道区。
示例14包括一种计算感知的以内容为中心的交通工具联网的方法,该方法包括:基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的数据或内容中的一者或多者相对应的第一名称信息,用以表示交通工具应用信息;以及基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的一个或多个功能链相对应的第二名称信息。
示例15包括示例14的方法,进一步包括将第一名称信息和第二名称信息合并为数据分组的名称的部分,该数据分组至少在数据分组的名称中包括地理位置内容信息。
示例16包括示例14至示例15中的任一项的方法,进一步包括发现独立于数据请求或响应过程中的一者或多者的可用功能,并从受信任的源下载可用功能。
示例17包括示例16的方法,进一步包括基于第一名称信息和第二名称信息中的一者或多者来发现可用功能。
示例18包括示例14至示例17中的任一项的方法,进一步包括基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来转发数据。
示例19包括示例18的方法,进一步包括基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来放置网络内功能。
示例20包括至少一种计算机可读存储介质,包括指令集,该指令在由计算设备执行时,使得计算设备:基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的数据或内容中的一者或多者相对应的第一名称信息,用以表示交通工具应用信息;以及基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的一个或多个功能链相对应的第二名称信息。
示例21包括示例20的至少一种计算机可读存储介质,包括进一步指令集,该指令在由计算设备执行时使计算设备用于将第一名称信息和第二名称信息合并为数据分组的名称的部分,该数据分组至少在数据分组的名称中包括地理内容位置信息。
示例22包括示例20至示例21中的任一项的至少一种计算机可读存储介质,包括进一步指令集,该指令在由计算设备执行时使计算设备用于发现独立于数据请求或响应过程中的一者或多者的可用功能,并从受信任的源下载可用功能。
示例23包括示例22的至少一种计算机可读存储介质,包括进一步指令集,该指令在由计算设备执行时使计算设备用于基于第一名称信息和第二名称信息中的一者或多者来发现可用功能。
示例24包括示例20至23中的任一项的至少一种计算机可读存储介质,包括进一步指令集,该指令在由计算设备执行时使计算设备用于:基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来转发数据。
示例25包括示例24的至少一种计算机可读存储介质,包括进一步指令集,该指令在由计算设备执行时使计算设备用于:基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来放置网络内功能。
示例26包括一种交通工具联网设备,该设备包括:用于基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的数据或内容中的一者或多者相对应的第一名称信息,用以表示交通工具应用信息的装置;以及用于基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的一个或多个功能链相对应的第二名称信息的装置。
示例27包括示例26的设备,进一步包括将用于第一名称信息和第二名称信息合并为数据分组的名称的部分的装置,该数据分组至少在数据分组的名称中包括地理位置内容信息。
示例28包括示例26至示例27中的任一项的设备,进一步包括用于发现独立于数据请求或响应过程中的一者或多者的可用功能的装置,以及用于从受信任的源下载可用功能的装置。
示例29包括示例28的设备,进一步包括用于基于第一名称信息和第二名称信息中的一者或多者来发现可用功能的装置。
示例30包括示例26至示例29中的任一项的设备,进一步包括用于基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来转发数据的装置。
示例31包括示例30的设备,进一步包括用于基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来放置网络内功能的装置。
示例32包括一种电子处理系统,该电子处理系统包括处理器、通信地耦合至处理器的存储器,以及通信地耦合至处理器的逻辑,该逻辑用于:标识自主交通工具集群的集群头;利用集群头来辅助数据和功能中的一者或多者的网络内高速缓存;利用集群头来协调对集群头附近的功能、数据高速缓存资源和计算资源的可用性中的一者或多者的发现;以及利用集群头来协调生产者移动性和消费者移动性中的一者或多者。
示例33包括示例32的系统,其中,该逻辑进一步用于至少部分地基于两个或更多个集群头候选者的计算资源来选择集群头。
示例34包括示例32至示例33中的任一项的系统,其中,该逻辑进一步用于标识集群头的地理位置中的流行信息,并利用集群头来确定将流行信息高速缓存在哪里。
示例35包括示例32至示例34中的任一项的系统,其中,该逻辑进一步用于:从每个集群成员向集群头提供服务和资源可用性相关的信息更新中的一个或多个;从集群头向集群成员提供聚合的服务和资源可用性相关的信息;以及从集群头向一个或多个邻居集群头提供附加的服务和资源可用性相关的信息。
示例36包括示例32到示例35中任一项的系统,其中,逻辑进一步用于:检测生产者是否被从集群中移出;利用集群头确定一个或多个集群成员,来用于集群内被移动的生产者的高速缓存替换;检测消费者是否被从集群中移出;跟踪被移动的消费者的新目标集群;以及将被移动的消费者的兴趣分组相关的信息转发到新目标集群。
示例37可以包括示例32至示例36中的任一项的系统,其中,该逻辑进一步用于基于集群相关的信息来转发数据。
示例38包括一种用于自主交通工具相关的信息的半导体封装设备,包括一个或多个衬底以及耦合至一个或多个衬底的逻辑,其中,该逻辑至少部分地在能配置逻辑和固定功能硬件逻辑中的一者或多者中实现,耦合至该一个或多个衬底的逻辑用于:标识自主交通工具集群的集群头;利用集群头来辅助数据和功能中的一者或多者的网络内高速缓存;利用集群头来协调对集群头附近的功能、数据高速缓存资源和计算资源的可用性中的一者或多者的发现;以及利用集群头来协调生产者移动性和消费者移动性中的一者或多者。
示例39包括示例38的设备,其中,该逻辑进一步用于至少部分地基于两个或更多个集群头候选者的计算资源来选择集群头。
示例40包括示例38至39中的任一项的设备,其中,该逻辑进一步用于标识集群头的地理位置中的流行信息,并利用集群头来确定将流行信息高速缓存在哪里。
示例41包括示例38至示例40中的任一项的设备,其中,该逻辑进一步用于:从每个集群成员向集群头提供服务和资源可用性相关的信息更新中的一个或多个;从集群头向集群成员提供聚合的服务和资源可用性相关的信息;以及从集群头向一个或多个邻居集群头提供附加的服务和资源可用性相关的信息。
示例42包括示例38到41中任一项的设备,其中,逻辑进一步用于:检测生产者是否被从集群中移出,利用集群头确定一个或多个集群成员,来用于集群内被移动生产者的高速缓存替换;检测消费者是否被从集群中移出;跟踪被移动的消费者的新目标集群;以及将被移动的消费者的兴趣分组相关的信息转发到新目标集群。
示例43可以包括示例38至示例42中的任一项的设备,其中,该逻辑进一步用于基于集群相关的信息来转发数据。
示例44包括如示例38至示例43中任一项的设备,其中耦合至该一个或多个衬底的逻辑包括位于该一个或多个衬底内的晶体管沟道区。
示例45包括一种交通工具联网的方法,该方法包括:标识自主交通工具集群的集群头;利用集群头来辅助数据和功能中的一者或多者的网络内高速缓存;利用集群头来协调对集群头附近的功能、数据高速缓存资源和计算资源的可用性中的一者或多者的发现;以及利用集群头来协调生产者移动性和消费者移动性中的一者或多者。
示例46包括示例45的方法,进一步包括至少部分地基于两个或更多个集群头候选者的计算资源来选择集群头。
示例47包括示例45至示例46中的任一项的方法,进一步包括标识集群头的地理位置中的流行信息,并利用集群头来确定将流行信息高速缓存在哪里。
示例48包括示例45至示例47中的任一项的方法,进一步包括:从每个集群成员向集群头提供服务和资源可用性相关的信息更新中的一个或多个;从集群头向集群成员提供聚合的服务和资源可用性相关的信息;以及从集群头向一个或多个邻居集群头提供附加的服务和资源可用性相关的信息。
示例49包括示例45到示例48中任一项的系统,进一步包括:检测生产者是否被从集群中移出,利用集群头确定一个或多个集群成员,来用于集群内以移动的生产者的高速缓存替换;检测消费者是否被从集群中移出;跟踪被移动的消费者的新目标集群;以及将被移动的消费者的兴趣分组相关的信息转发到新目标集群。
示例50包括示例45至示例49中任一项的方法,进一步包括基于集群相关的信息来转发数据。
示例51包括至少一种计算机可读存储介质,包括指令集,该指令在由计算设备执行时,使得计算设备:标识自主交通工具集群的集群头;利用集群头来辅助数据和功能中的一者或多者的网络内高速缓存;利用集群头来协调对集群头附近的功能、数据高速缓存资源和计算资源的可用性中的一者或多者的发现;以及利用集群头来协调生产者移动性和消费者移动性中的一者或多者。
示例52包括示例51的至少一种计算机可读存储介质,包括进一步指令集,该指令在由计算设备执行时使计算设备用于:至少部分地基于两个或更多个集群头候选者的计算资源来选择集群头。
示例53包括示例51至示例52中任一项的至少一种计算机可读存储介质,包括进一步指令集,该指令在由计算设备执行时使计算设备用于:标识集群头的地理位置中的流行信息,并利用集群头来确定将流行信息高速缓存在哪里。
示例54包括示例51至示例53中任一项的至少一种计算机可读存储介质,包括进一步指令集,该指令在由计算设备执行时使计算设备用于:从每个集群成员向集群头提供服务和资源可用性相关的信息更新中的一个或多个;从集群头向集群成员提供聚合的服务和资源可用性相关的信息;以及从集群头向一个或多个邻居集群头提供附加的服务和资源可用性相关的信息。
示例55包括示例51到54中任一项的至少一种计算机可读存储介质,包括进一步指令集,该指令在由计算设备执行时使计算设备用于:检测生产者是否被从集群中移出,利用集群头确定一个或多个集群成员,来用于集群内被移动的生产者的高速缓存替换;检测消费者是否被从集群中移出;跟踪被移动的消费者的新目标集群;以及将被移动的消费者的兴趣分组相关的信息转发到新目标集群。
示例55包括示例51到54中任一项的至少一种计算机可读存储介质,包括进一步指令集,该指令在由计算设备执行时使计算设备用于基于集群相关的信息来转发数据。
示例57包括一种交通工具联网设备,该设备包括:用于标识自主交通工具集群的集群头的装置;用于利用集群头来辅助数据和功能中的一者或多者的网络内高速缓存的装置;用于利用集群头来协调对集群头附近的功能、数据高速缓存资源和计算资源的可用性中的一者或多者的发现的装置;以及用于利用集群头来协调生产者移动性和消费者移动性中的一者或多者的装置。
示例58包括示例57的设备,进一步包括用于至少部分地基于两个或更多个集群头候选者的计算资源来选择集群头的装置。
示例59包括示例57至示例58中的任一项的设备,进一步包括用于标识集群头的地理位置中的流行信息的装置,以及用于利用集群头来确定将流行信息高速缓存在哪里的装置。
示例60包括示例57至示例59中的任一项的设备,进一步包括:用于从每个集群成员向集群头提供服务和资源可用性相关的信息更新中的一个或多个的装置;用于从集群头向集群成员提供聚合的服务和资源可用性相关的信息的装置;以及用于从集群头向一个或多个邻居集群头提供附加的服务和资源可用性相关的信息的装置。
示例61包括示例57到示例60中任一项的设备,进一步包括:用于检测生产者是否被从集群中移出的装置;用于利用集群头确定一个或多个集群成员,来用于集群内被移动的生产者的高速缓存替换的装置;用于检测消费者是否被从集群中移出的装置;用于跟踪被移动的消费者的新目标集群的装置;以及用于将被移动的消费者的兴趣分组相关的信息转发到新目标集群的装置。
示例62包括示例57至示例61中任一项的设备,进一步包括用于基于集群相关的信息来转发数据的装置。
实施例适用于与所有类型的半导体集成电路(“IC”)芯片一起使用。这些IC芯片的示例包括但不限于处理器、控制器、芯片组组件、可编程逻辑阵列(PLA)、存储器芯片、网络芯片、芯片上系统(SoC)、SSD/NAND控制器ASIC等等。另外,在一些附图中,信号导线用线表示。一些线可以是不同的以指示更具构成性的信号路径,可具有数字标号以指示构成性信号路径的数目,和/或可在一端或多端具有箭头以指示主要信息流向。然而,这不应以限制性方式来解释。相反,此类增加的细节可与一个或多个示例性实施例结合使用以促进更容易地理解电路。任何所表示的信号线,不管是否具有附加信息,实际上都可包括一个或多个信号,这一个或多个信号可在多个方向上行进,并且可用任何适合类型的信号方案来实现,例如利用差分对来实现的数字或模拟线路、光纤线路、和/或单端线路。
示例尺寸/模型/值/范围可能已经被给出,但是实施例不限于此。随着制造技术(例如,光刻法)随时间变得成熟,预料到能制造出更小尺寸的设备。另外,为了说明和讨论的简单并且为了不使实施例的某些方面模糊,到IC芯片和其他组件的公知的功率/接地连接可在附图内示出也可不示出。此外,各种配置可以方框图形式示出以避免使各实施例变得晦涩,并鉴于相对于这些方框图配置的实现的具体细节很大程度地依赖于所述实施例实现的平台这一事实,即这些具体细节应当落在本领域内技术人员的眼界内。在阐述具体细节(例如电路)以描述示例性实施例的情形下,显然本领域内技术人员能不经过这些具体细节或对这些具体细节作出变化地实现各实施例。描述因此被视为是说明性的而不是限制性的。
术语“耦合的”在本文中可被用于表示所讨论的组件之间的任何类型的直接或间接关系,且可应用于电气的、机械的、流体的、光学的、电磁的、机电的或其他连接。另外,术语“第一”、“第二”等在本文中可仅用于便于讨论,并且不带有特定时间的或按时间顺序的意义,除非另有陈述。
如在本申请和权利要求书中所使用的,由术语“中的一个或多个”联接的项列表可意指所列项的任何组合。例如,短语“A、B和C中的一个或多个”以及短语“A、B或C中的一个或多个”两者可意指A;B;C;A和B;A和C;B和C;或A、B和C。
本领域技术人员从前面的描述将领会,实施例的广泛技术能以各种形式来实现。因此,尽管已结合其特定示例描述了实施例,但实施例的真实范围不应当限于此,因为在研究附图、说明书和所附权利要求书之后,其他修改对于本领域技术人员将变得显而易见。

Claims (25)

1.一种用于自主交通工具相关信息的半导体封装设备,包括:
一个或多个衬底;以及
逻辑,耦合至所述一个或多个衬底,其中所述逻辑至少部分地在可配置逻辑和固定功能硬件逻辑中的一者或多者中实现,耦合至所述一个或多个衬底的所述逻辑用于:
基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的数据或内容中的一者或多者相对应的第一名称信息,用以表示所述交通工具应用信息;以及
基于所述交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的一个或多个功能链相对应的第二名称信息。
2.如权利要求1所述的设备,其中,所述逻辑进一步用于:
将所述第一名称信息和所述第二名称信息合并为数据分组的名称的部分,所述数据分组至少在所述数据分组的名称中包括地理位置内容信息。
3.如权利要求1所述的设备,其中,所述逻辑进一步用于:
发现独立于数据请求或响应过程中的一者或多者的可用功能;以及
从受信任的源下载所述可用功能。
4.如权利要求3所述的设备,其中,所述逻辑进一步用于:
基于所述第一名称信息和所述第二名称信息中的一者或多者来发现所述可用功能。
5.如权利要求1-4中任一项所述的设备,其中,所述逻辑进一步用于:
基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来转发数据。
6.如权利要求5所述的设备,其中,所述逻辑进一步用于:
基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来放置网络内功能。
7.如权利要求1所述的设备,其特征在于,耦合至所述一个或多个衬底的所述逻辑包括定位在所述一个或多个衬底内的晶体管沟道区域。
8.一种计算感知的以内容为中心的交通工具联网的方法,所述方法包括:
基于交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的数据或内容中的一者或多者相对应的第一名称信息,用以表示所述交通工具应用信息;以及
基于所述交通工具应用信息的一个或多个需求来生成与自主交通工具的一个或多个功能链相对应的第二名称信息。
9.如权利要求8所述的方法,进一步包括:
将所述第一名称信息和所述第二名称信息合并为数据分组的名称的部分,所述数据分组至少在所述数据分组的名称中包括地理位置内容信息。
10.如权利要求8所述的方法,进一步包括:
发现独立于数据请求或响应过程中的一者或多者的可用功能;以及
从受信任的源下载所述可用功能。
11.如权利要求10所述的方法,进一步包括:
基于所述第一名称信息和所述第二名称信息中的一者或多者来发现所述可用功能。
12.如权利要求8-11中的任一项所述的方法,进一步包括:
基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来转发数据。
13.如权利要求12所述的方法,进一步包括:
基于数据的地理位置、计算能力和通信能力中的一者或多者来放置网络内功能。
14.一种用于自主交通工具相关信息的半导体封装设备,包括:
一个或多个衬底;以及
逻辑,耦合至所述一个或多个衬底,其中所述逻辑至少部分地在可配置逻辑和固定功能硬件逻辑中的一者或多者中实现,耦合至所述一个或多个衬底的所述逻辑用于:
标识自主交通工具集群的集群头,
利用所述集群头来辅助对数据和功能中的一者或多者的网络内高速缓存,
利用所述集群头来协调对所述集群头附近的功能、数据高速缓存资源和计算资源的可用性中的一者或多者的发现,以及
利用所述集群头来协调生产者移动性和消费者移动性中的一者或多者。
15.如权利要求14所述的设备,其中,所述逻辑进一步用于:
至少部分地基于两个或更多个集群头候选者的计算资源来选择所述集群头。
16.如权利要求14所述的设备,其中,所述逻辑进一步用于:
标识所述集群头的地理位置中的流行信息;以及
利用所述集群头来确定将所述流行信息高速缓存在哪里。
17.如权利要求14所述的设备,其中,所述逻辑进一步用于:
从每个集群成员向所述集群头提供服务和资源可用性相关的信息更新中的一个或多个;
从所述集群头向集群成员提供聚合的服务和资源可用性相关的信息;以及
从所述集群头向一个或多个邻居集群头提供附加的服务和资源可用性相关的信息。
18.如权利要求14-17中任一项所述的设备,其中,所述逻辑进一步用于:
检测生产者是否被从集群中移出;
利用所述集群头确定一个或多个集群成员,来用于所述集群内被移动的生产者的高速缓存替换;
检测消费者是否被从集群中移出;
跟踪被移动的消费者的新目标集群;以及
将被移动的消费者的兴趣分组相关的信息转发到所述新目标集群。
19.如权利要求14所述的设备,其中,所述逻辑进一步用于:
基于集群相关的信息来转发数据。
20.如权利要求14所述的设备,其特征在于,耦合至所述一个或多个衬底的所述逻辑包括定位在所述一个或多个衬底内的晶体管沟道区域。
21.一种交通工具联网的方法,所述方法包括:
标识自主交通工具集群的集群头;
利用所述集群头来辅助数据和功能中的一者或多者的网络内高速缓存;
利用所述集群头来协调对所述集群头附近的功能、数据高速缓存资源和计算资源的可用性中的一者或多者的发现;以及
利用所述集群头来协调生产者移动性和消费者移动性中的一者或多者。
22.如权利要求21所述的方法,进一步包括:
至少部分地基于两个或更多个集群头候选者的计算资源来选择所述集群头。
23.如权利要求21所述的方法,进一步包括:
标识所述集群头的地理位置中的流行信息;以及
利用所述集群头来确定将所述流行信息高速缓存在哪里。
24.如权利要求21所述的方法,进一步包括:
从每个集群成员向所述集群头提供服务和资源可用性相关的信息更新中的一个或多个;
从所述集群头向集群成员提供聚合的服务和资源可用性相关的信息;以及
从所述集群头向一个或多个邻居集群头提供附加的服务和资源可用性相关的信息。
25.如权利要求21-24中的任一项所述的方法,进一步包括:
检测生产者是否被从集群中移出;
利用所述集群头确定一个或多个集群成员,来用于所述集群内被移动的生产者的高速缓存替换;
检测消费者是否被从集群中移出;
跟踪被移动的消费者的新目标集群;以及
将被移动的消费者的兴趣分组相关的信息转发到所述新目标集群。
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