CN113992585A - 一种用于ndn中的名称分裂查找方法 - Google Patents

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周炳晟
杨俊杰
高宇杭
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Abstract

本发明提供了一种用于NDN中的名称分裂查找方法，首先将名称分为首部与尾部，其中首部使用DLBF双负载布隆过滤器进行查找，在尾部使用数位图进行查找；原始FIB根据P位置的拆分模型拆分为FIB1和FIB2，分别在FIB1和FIB2中查找，最后将上述的查找结果进行合并。本发明有益效果：种用于NDN中的名称分裂查找方法的名称拆分后，可以有效减少名称聚合。并且同时使用DLBF与数位图具有很高的灵活性，两者取其所长补其缩短，从而实现高速查找。

Description

一种用于NDN中的名称分裂查找方法
技术领域
本发明属于信息技术领域，尤其是涉及一种用于NDN中的名称分裂查找方法。
背景技术
命名数据网络(NDN)是一种新型的网络体系结构，它使用可变长度的名称检索内容。基于名称的转发一个典型特征。由于兴趣包是通过查找内容名称的最长前缀匹配(LPM)来转发的，因此高效且是NDN的可扩展的查找是这些挑战中的一个重要问题。
在NDN中，实现基于名称的查找方案面临重大挑战。查找时间与名称的长度直接相关，这对线路速度名称查找提出了挑战。这比IP地址匹配更复杂。此外，FIB可能比IP转发表更庞大，因此名称查找算法需要花费更多的时间。并且NDN中名称前缀表的更新比传统网络的路由表更新更频繁，会对传输网络造成跟大的压力。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种用于NDN中的名称分裂查找方法，以解决上述问题中的不足之处。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于NDN中的名称分裂查找方法，首先将名称分为首部与尾部，其中首部使用DLBF双负载布隆过滤器进行查找，在尾部使用数位图进行查找；
原始FIB根据P位置的拆分模型拆分为FIB1和FIB2，分别在FIB1和FIB2中查找，最后将上述的查找结果进行合并。
进一步的，FIB1中存在首部的查找结果，采用基于FIB1的DLBF来执行基址查找。
进一步的，DTNL方法包括双负载布隆过滤器、数位图以及哈希表。
进一步的，DTNL方法中主要部分是首部的双负载布隆过滤器，名称的首部根据不同的长度分别放入不同的DLBF中，DLBF根据算法的优先级等将得到的结果进行排序，通过把关键码值映射到哈希表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。
进一步的，数位图用来查找尾部名称并找到对应的接口进行定位。
进一步的，不同长度的名称前缀存储在不同的布隆过滤器中，如果需要插入或者删除名称，将在DLBF中删除相应的首部,DLBF的索引位置增加或减少1，相应的数位图也会进行更新。
进一步的，组件与DLBF关联，DLBF可以与其他DLBF并行查找，哈希表存储验证值以验证相关性，查找转发接口并确定尾部的位置，从而实现了对混合结构的查找。
第二方面本方案公开了一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，所述处理器用于执行一种用于NDN中的名称分裂查找方法。
第三方面本方案公开了一种服务器，包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行一种用于NDN中的名称分裂查找方法。
第四方面本方案公开了一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种用于NDN中的名称分裂查找方法。
相对于现有技术，本发明所述的一种用于NDN中的名称分裂查找方法具有以下有益效果：
(1)本发明所述的一种用于NDN中的名称分裂查找方法的名称拆分后，可以有效减少名称聚合。并且同时使用DLBF与数位图具有很高的灵活性，两者取其所长补其缩短，从而实现高速查找。
(2)本发明所述的一种用于NDN中的名称分裂查找方法由于布隆过滤器与计数布隆过滤器的方法会产生误报问题，从而导致转发错误。DLBF可以有效减少这方面的缺点，同时数位图具有较高灵活性，并且可以增强转发的真确性。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种用于NDN中的名称分裂查找方法的硬件结构图示意图；
图2为本发明实施例所述的一种用于NDN中的名称分裂查找方法具体实施例第一示意图；
图3为本发明实施例所述的一种用于NDN中的名称分裂查找方法具体实施例第二示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
命名数据网络(NDN)是一种新型的网络体系结构，它使用可变长度的名称检索内容。基于名称的转发一个典型特征。由于兴趣包是通过查找内容名称的最长前缀匹配(LPM)来转发的，因此高效且是NDN的可扩展的查找是这些挑战中的一个重要问题。
在NDN中，实现基于名称的查找方案面临重大挑战。查找时间与名称的长度直接相关，这对线路速度名称查找提出了挑战。这比IP地址匹配更复杂。此外，FIB可能比IP转发表更庞大，因此名称查找算法需要花费更多的时间。并且NDN中名称前缀表的更新比传统网络的路由表更新更频繁，会对传输网络造成跟大的压力。面对这些挑战，一个高效且可扩展的数据结构对于实现FIB至关重要。所以需要一种方案具备快速查找、更快的更新以及高质量转发。在NDN现有的名称都具有两个特征：(1)名称包含多个组件的概率非常低。名称长度相对一致；(2)名称前缀在不同的名称中也是相同的，因此会存储冗余信息。该项目可以为NDN网络提供更快的传输以及跟高的稳定性更低的延迟。
该方法DTNL将名称分为首部与尾部。其中首部使用DLBF双负载布隆过滤器进行查找，在尾部使用数位图进行查找。原始FIB根据P位置的拆分模型拆分为FIB1和FIB2。它们分别在FIB1和FIB2中查找。最后，应该合并它们的查找结果。FIB1中存在首部的查找结果，可以采用基于FIB1的DLBF来执行基址查找。此外，基于FIB2构建的树位图对于灵活的查找特性非常有用。首部和尾部由哈希表连接。除了上述函数外，哈希表还显示转发接口，并减少误报概率的范围。
DTNL方法共有三个部件，分别为双负载布隆过滤器、数位图以及哈希表。该查找方法在FIB中进行，首先根据适当的比例将名称分为首部与尾部。其中其主要部分的是首部的双负载布隆过滤器，名称的首部根据不同的长度分别放入不同的DLBF中，DLBF根据算法的优先级等将得到的结果进行排序，通过把关键码值映射到哈希表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。数位图用来查找尾部名称并找到对应的接口进行定位。
不同长度的名称前缀存储在不同的布隆过滤器中，如果需要插入或者删除名称，将在DLBF中删除相应的首部,DLBF的索引位置增加或减少1，相应的数位图也会进行更新。组件与DLBF关联，DLBF可以与其他DLBF并行查找。哈希表存储验证值以验证相关性，查找转发接口并确定尾部的位置。从而实现了对混合结构的查找。
本方案中的尾部的Tree-Bitmap数位图方法可以改为P-tire或帕特丽夏前缀树的方法。
由于命名数据网络(NDN)在现实中尚未投入使用，所以具体实施例尚不存在。如图为本方法DTNL与其他三种较为接近的查找方法在查找时间方面的比较。可以看出名称数量在10M内，DTNL的名称查找速度是最快的。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。上述单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于NDN中的名称分裂查找方法，其特征在于：首先将名称分为首部与尾部，其中首部使用DLBF双负载布隆过滤器进行查找，在尾部使用数位图进行查找；
原始FIB根据P位置的拆分模型拆分为FIB1和FIB2，分别在FIB1和FIB2中查找，最后将上述的查找结果进行合并。
2.根据权利要求1所述的一种用于NDN中的名称分裂查找方法，其特征在于：FIB1中存在首部的查找结果，采用基于FIB1的DLBF来执行基址查找。
3.根据权利要求1所述的一种用于NDN中的名称分裂查找方法，其特征在于：DTNL方法包括双负载布隆过滤器、数位图以及哈希表。
4.根据权利要求3所述的一种用于NDN中的名称分裂查找方法，其特征在于：DTNL方法中主要部分是首部的双负载布隆过滤器，名称的首部根据不同的长度分别放入不同的DLBF中，DLBF根据算法的优先级等将得到的结果进行排序，通过把关键码值映射到哈希表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。
5.根据权利要求4所述的一种用于NDN中的名称分裂查找方法，其特征在于：数位图用来查找尾部名称并找到对应的接口进行定位。
6.根据权利要求5所述的一种用于NDN中的名称分裂查找方法，其特征在于：不同长度的名称前缀存储在不同的布隆过滤器中，如果需要插入或者删除名称，将在DLBF中删除相应的首部,DLBF的索引位置增加或减少1，相应的数位图也会进行更新。
7.根据权利要求6所述的一种用于NDN中的名称分裂查找方法，其特征在于：组件与DLBF关联，DLBF可以与其他DLBF并行查找，哈希表存储验证值以验证相关性，查找转发接口并确定尾部的位置，从而实现了对混合结构的查找。
8.一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，其特征在于：所述处理器用于执行上述权利要求1-7任一所述的一种用于NDN中的名称分裂查找方法。
9.一种服务器，其特征在于：包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-7任一所述的一种用于NDN中的名称分裂查找方法。
10.一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的一种用于NDN中的名称分裂查找方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7865608B1 (en) * 2005-01-21 2011-01-04 Oracle America, Inc. Method and apparatus for fast and scalable matching of structured data streams
CN103873371A (zh) * 2014-02-21 2014-06-18 北京邮电大学 一种名字路由快速匹配查找方法与装置
CN104579974A (zh) * 2014-12-22 2015-04-29 湖南大学 面向ndn中名字查找的哈希布鲁姆过滤器及数据转发方法
WO2021051431A1 (zh) * 2019-09-18 2021-03-25 北京大学深圳研究生院 一种用于命名数据网络中网络节点的转发方法、装置、系统及存储介质

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7865608B1 (en) * 2005-01-21 2011-01-04 Oracle America, Inc. Method and apparatus for fast and scalable matching of structured data streams
CN103873371A (zh) * 2014-02-21 2014-06-18 北京邮电大学 一种名字路由快速匹配查找方法与装置
CN104579974A (zh) * 2014-12-22 2015-04-29 湖南大学 面向ndn中名字查找的哈希布鲁姆过滤器及数据转发方法
WO2021051431A1 (zh) * 2019-09-18 2021-03-25 北京大学深圳研究生院 一种用于命名数据网络中网络节点的转发方法、装置、系统及存储介质

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴婷婷: "命名数据网络中名称查找问题研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *
张进等: "基于流行度和CDT 的NDN 名称查找方案", 《通信技术》 *
牛翠翠等: "NDN中内容名称查找策略研究综述", 《广东通信技术》 *
龙卫平: "NDN中基于树比特位图的高效路由查找技术", 《万方数据库学位论文》 *

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