CN117376136B - 一种支持服务质量的光命名数据网络数据冲突解决方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种支持服务质量的光命名数据网络数据冲突解决方法。路由节点将到达的Interest包从光信号转化为电信号并处理;路由节点将达到的Response包从光信号转换为电信号,处理电信号并向相应接口预留波长资源,Data包将晚于Response包偏置时间进入光命名数据网络,路由节点收到Data包,不进行光电信号转换,从预留波长资源的接口发送。本方法对Interest包、Response包和Data包进行分级,采用包聚合机制,可以提高资源利用率,当路由节点发生冲突时,减少被抛弃Data包的数量;保证网络中高优先级包Qos,解决网络中基于消息聚合的优先级包转发处理问题。
Description
技术领域
本发明涉及计算机网络数据冲突解决领域,具体是一种支持服务质量的光命名数据网络(ONDN,Optical Named Data Networking)数据冲突解决方法。
背景技术
随着用户对互联网时效性要求的不断提升,一种“以信息为中心”的信息传输模式被提出。信息中心网络(Information-Centric Networking,ICN)以数据内容名称为中心,将内容与存储地址解耦,实现了以信息为中心的通信模式。命名数据网络(Named DataNetworking,NDN)将内容本身看作网络中的主导实体,采取基于内容的架构颠覆了当前基于主机的网络架构,因而成为未来未来研究中一个具有代表性的网络架构。在NDN中,数据信息实体被赋予唯一名称,数据请求者(Subscriber)将所需数据内容名称封装在Interest包中发送到NDN中,而所需数据内容的拥有者(Publisher)则将Subscriber所需信息封装成Data包,沿Interest包原路返回至Subscriber,完成一次信息交互。
光命名数据网络(Optical Named Dated Networking)将NDN架构在WDM上,I/R/D(Interest/Response/Data)通信模式被提出初步实现了在WDM上NDN通信协议。ONDN[6]中I/R/D协议主要包含三种包,兴趣包(Interest Packet)、响应包(Response Packet)和数据包(Data Packet)。
目前针对NDN架构在光传输层上的研究尚存不足,ONDN中I/R/D协议,没有包聚合过程以及网络节点对聚合包处理转发过程。同时,网络中不同内容请求者对不同内容优先级包服务质量的要求不同,目前ONDN中I/R/D协议不具备处理优先级包的能力,鉴于以上问题本文提出一种支持服务质量的光命名数据网络数据冲突解决方法。对该方法构建仿真平台对Data包丢包率性能进行分析,所得结果对未来基于光传输结构的NDN通信协议设计具有一定参考意义。
I/R/D协议中主要使用Interest包、Response包和Data包三种类型数据包。Subscriber封装所需数据内容对应的唯一名称在Interest包中并发送到ONDN中。Publisher对Interest包进行响应时,将数据内容名称等信息封装进Response包,Response包进入ONDN网络后,在Interest包途径的每一个节点进行波长资源预留,等待一定偏置时间(Offset time)后,Publisher将内容信息封装进Data包沿路返回至Subscriber。Interest包和Response包经过ONDN节点时,经过光电转化(O/E)为电信号进行处理,Data包在全程保持全光信号进行传输。
讨论聚合包冲突之前,还需要关注ONDN网络包聚合所需要注意的问题。ONDN的包聚合不同于NDN包聚合以及WDM包聚合。由于Data包的完整光传输以及ONDN中间路由节点中没有内容存储表与NDN网络中节点不同,NDN中包聚合方式以及WDM包聚合方式不能直接应用到ONDN中。面对此问题需要考虑两者网络包聚合特点,即聚合侧重点以及包聚合时机。
侧重点不同,Interest包处理转发过程侧重转化为电信号在NDN层中处理,Response包处理转发过程即考虑NDN层中处理但又同时考虑其为Data包预留资源的WDM特性,Data包聚合过程侧重其在波分复用网络。
聚合时机不同,Interest包在每个节点都会进入聚合周期,Response包在每个节点都不会进入聚合周期,Data包只在一开始进入聚合周期,随后以保持全光信号传输不再进入聚合周期。在Interest包、Data包聚合时,主要聚合手段侧重点不同,但都以优先级为辅助判断条件。Response包预留资源冲突、Data包使用资源冲突,处理冲突技术手段以优先级为主,Data包冲突部分手段以分片为辅。
Data包在网络中以全光形式传输不转换为电信号,同一时间内可能存在两个Data包需要同时从一个接口转发出去,此时发生冲突,冲突示意图如图1,在S1订阅者的Data包尚未完成传输的时候,S2订阅者Data包到达。需要说明的是,不管是否采用包聚合策略,发生冲突的情况相同。
我们注意到网络使用者可能针对请求内容划分优先级保证Qos,或者使用包聚合技术节省网络资源,目前ONDN网络中没有具体处理聚合包或者优先级包的能力。以上的问题可以划分为三种情景:
情景一:网络中仅对包划分优先级但没有使用包聚合策略。
情景二:网络中仅使用包聚合策略但不对包划分优先级。
情景三:网络中对包划分优先级又使用包聚合策略。
鉴于此,本文在ONDN的I/R/D协议基础上,给出ONDN网络节点处理聚合包的转发处理过程并给出IRD协议下聚合包冲突方法,在此基础上给出采用聚合策略的优先级包处理转发过程,最后给出采用不同策略下网络的丢包率进行分析。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术上存在的上述问题,提出一种支持服务质量的光命名数据网络数据冲突解决方法,给出了该方法下I/R/D协议包处理转发过程以及包聚合过程,并给出路由节点优先级包冲突解决方法。
本发明的上述目的通过以下的技术方案实现:
一种支持服务质量的光命名数据网络数据冲突解决方法,包括以下步骤:
步骤1、路由节点将到达的Interest包从光信号转化为电信号,在一个等待周期内将请求相同请求内容名称的Interest包聚合,根据聚合后的Interest包生成Data包,在一个发送周期内将同一个内容请求者的Data包进行包聚合,根据聚合后Data包生成Response包,聚合的Data包将晚于Response包之后偏置时间转换为光信号发送进入光命名数据网络;
步骤2、路由节点将达到的Response包从光信号转换为电信号,处理Response包对应的电信号并向相应接口预留波长资源;
步骤3、路由节点收到Data包,不进行光电信号转换,若Response包未为该Data包预留波长资源,则Data被抛弃,若Response包为该Data包预留波长资源且不与另一个Data包在接口发生冲突,Data包以光信号通过预留的波长资源的接口,若Response包为该Data包预留波长资源且与另一个Data包在接口发生冲突,若优先级不同,则路由节点抛弃优先级低的Data包的冲突部分,若优先级相同,则抛弃后到Data包的冲突部分。路由节点根据冲突部分生成冲突重发Interest包,路由节点向Data包到达接口发送冲突重发Interest包。
如上所述步骤1包括以下步骤:
步骤1.1、路由节点收到Interest包转换为电信号,
若等待周期结束,则进入步骤1.2;
若等待周期未结束,则查看当前等待周期内是否存在优先级相同且请求内容名称相同的Interest包,若存在,则将当前接收的Interest包的内容请求者信息加入已经存在Interest包,聚合为一个Interest包,丢弃当前接收Interest包;若不存在,则接受Interest包;
步骤1.2、根据Interest包的请求内容名称查询内容存储表,
若内容存储表中包含Interest包对应的请求内容数据,根据Interest包中内容请求者信息生成Data包,每个内容请求者信息结合请求内容数据生成一个Data包,Response包和Data包中优先级字段同Interest包优先级字段,
若一个发送周期结束,为Data包生成相应的Response包,Response包转换为光信号送入光命名数据网络,Data包转换为光信号并在Response包发送之后的偏置时间后进入光命名数据网络,进入步骤2;
若一个发送周期未结束,查看当前发送周期内是否有同一内容请求者的优先级相同的Data包,若有同一内容请求者的优先级相同的Data包,则将当前Data包的请求内容数据加入到已经存在Data包,聚合为一个Data包,若没有同一内容请求者的优先级相同的Data包,则接受Data包;
若内容存储表中不包含Interest包对应的请求内容数据,则进入步骤1.3;
步骤1.3、查询待定兴趣表,
若待定兴趣表中已经包含该Interest包请求的请求内容名称的相关待定兴趣表条目,进一步的,若待定兴趣表条目中没有当前Interest包到达的接口信息,则将Interest包到达的接口信息添加至已经存在的待定兴趣表条目中;若待定兴趣表条目中没有当前Interest包中内容请求者信息则将内容请求者信息加入待定兴趣表条目中;
若待定兴趣表中不包含该Interest包的请求内容名称的相关的待定兴趣表条目,则根据请求内容名称、Interest包到达的接口信息以及Interest包中内容请求者信息生成新的待定兴趣表条目;
步骤1.4、查询待定兴趣表之后,根据转发信息库中请求内容名称所对应的接口信息,将Interest包转换为光信号从相应接口转发出去,当有Response包到达路由节点时,转发信息库将Response包到达的接口信息添加至Response包的请求内容名称对应的转发信息库条目中,若该转发信息库条目已包含Response包到达的接口信息则不用添加。
如上所述步骤2包括以下步骤:
步骤2.1、路由节点将到达的Response包转化为电信号;
步骤2.2、查询转发信息库,
若转发信息库中不含有Response包所对应的请求内容名称的转发信息库条目,则将请求内容名称以及Response包到达接口信息生成转发信息库条目加入转发信息库中;
步骤2.3、查询待定兴趣表,
若待定兴趣表不包含Response包所对应的请求内容名称的待定兴趣表条目,则会抛弃该Response包,
若待定兴趣表含有所对应的待定兴趣表条目,则根据待定兴趣表条目中Interest包到达的接口信息,向相应的各个接口预留波长资源,
若相应Interest包到达接口有可用波长资源,则将未被使用的波长资源作为预留波长资源,波长资源预留成功,路由节点将Response包转换为光信号,从查询的待定兴趣表条目的Interest包到达的接口中转发,并删除对应的待定兴趣表条目中Response包中内容请求者信息;
若相应Interest包到达的接口没有可用波长资源,判断是否存在比当前Response包优先级低的Response包所预留的波长资源,若存在,则将优先级低的Response包所预留的波长资源作为当前的Response包的预留波长资源,当前的Response包的波长资源预留成功,优先级低的Response包的波长资源预留失败;若不存在,则当前的Response包的波长资源预留失败,向波长资源预留失败Response包到达的接口返回相应的状态包,不删除待定兴趣表中波长资源预留失败对应的接口信息以及内容请求者信息。
如上所述步骤3包括以下步骤:
步骤3.1、查看是否存在Response包为Data包预留的资源,
若无Response包为Data包预留的波长资源则Data包被抛弃,
若有Response包为Data包预留的波长资源,则Data包前往Response包为其预留波长资源的接口;
步骤3.2、Data包到达Response包为其预留波长资源的接口时,若无其他Data包正在使用该预留接口的波长资源,则当前Data包通过接口发出,若有其他Data包正在使用该预留接口的波长资源,则比较两个Data包的优先级,优先级低的Data包的冲突部分丢弃,
若优先级相等,则抛弃后到达Data包的冲突部分。路由节点根据冲突部分生成冲突重发Interest包,冲突重发Interest包的源地址为Data包的目的地址,冲突重发Interest包的目的地址为Data包的源地址,冲突重发Interest包转换为电信号从Data包到达接口发送出去。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果:
本发明的光命名数据网络中对包(Interest包、Response包和Data包)进行分级,当路由节点收到I/R/D协议中带有优先级字段的Interest包、Response包和Data包时,使用本方法可以实现对包的处理转发;采用包聚合机制,可以提高资源利用率,当路由节点发生冲突时,相比较抛弃整个Data包,仅抛弃一个Data包的冲突部分减少被抛弃包的数量;对网络中包分级保证网络中高优先级包Qos,使用本方法可以解决网络中基于消息聚合的优先级包转发处理问题。
附图说明
图1为仿真实验网络拓扑结构。
图2为本发明方法的Interest包聚合示意图,其中,I1和I2为分别为2个待聚合的Interest包,S1和S2为内容请求者的信息,google.cn/ondn为请求内容名称,I12为聚合后的Interest包。
图3为本发明方法的Data包聚合示意图以及Response包生成示意图,其中,D1和D2分别为两个待聚合的Data包,S1为内容请求者的信息,google.cn/ondn1和google.cn/ondn2分别为请求内容名称,Data1和Data2分别为请求内容数据,D12为聚合后的Data包,R12为对应的Response包。
图4为本发明方法的Data聚合包冲突示意图,其中,S1和S2为内容请求者的信息,t1到t2之间为冲突时间。
图5为本发明方法不同兴趣包发送速率下Data包丢包率。
图6为本发明方法不同策略Data包在不同Interest包申请速率下平均丢包率。
图7为本发明方法不同策略高优先级的Data包在不同Interest包申请速率下的丢包率。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明,下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述,应当理解,此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
一种支持服务质量的光命名数据网络数据冲突解决方法,包括以下步骤:
步骤1、路由节点将到达的Interest包从光信号转化为电信号,不立即转发出去,在一个等待周期内将相同请求内容名称的Interest包聚合,聚合后Interest包请求的请求内容名称不变,将内容请求者的信息加入到聚合后的Interest包,聚合Interest包在等待周期结束查询查询内容存储表、待定兴趣表、转发信息库后转换为光信号送入光命名数据网络。根据聚合后的Interest包查询内容存储表,若内容存储表中含有该Interest包的请求内容数据,根据Interest包的内容请求者信息以及请求内容名称对应的请求内容数据生成Data包,在一个发送周期内将同一个内容请求者的Data包进行包聚合,根据聚合后Data包信息生成Response包,聚合的Data包将晚于Response包之后偏置时间转换为光信号发送进入光命名数据网络。若内容存储表中不含有该Interest包对应的请求内容数据,则查询待定兴趣表并根据转发信息库发送Interest包;
步骤1具体包括以下步骤:
步骤1.1、路由节点收到Interest包转换为电信号,
若等待周期结束,则进入步骤1.2,本实施例中以1ms为一个等待周期,等待周期可以根据实际情况设定,过长会增加包聚合的几率但同时导致包延迟上升,等待周期时间过短包延迟上升不明显但包聚合的几率不高;
若等待周期未结束,则查看当前等待周期内是否存在优先级相同且请求内容名称相同的Interest包,若存在,则将当前接收的Interest包的内容请求者信息加入已经存在Interest包,聚合为一个Interest包,丢弃当前接收Interest包;若不存在,则接受Interest包。
步骤1.2、根据Interest包的请求内容查询内容存储表,
若内容存储表中包含Interest包对应的请求内容数据,根据Interest包中内容请求者信息生成Data包,每个内容请求者信息结合请求内容数据生成一个Data包。Response包和Data包中优先级字段同Interest包优先级字段,因为处理生成Data包以及传输需要时间,生成的Data包可能在当前发送周期无法发送,则自动进入下个发送周期,
若一个发送周期结束(本实施例中发送周期为1ms),为Data包生成相应的Response包,Response包转换为光信号送入光命名数据网络,Data包转换为光信号并在Response包发送之后的偏置时间后进入光命名数据网络,进入步骤2;
若一个发送周期未结束,查看当前发送周期内是否有同一内容请求者的优先级相同的Data包,
若有,则将当前Data包的请求内容数据加入到已经存在Data包,聚合为一个Data包,
若没有,则接受Data包。
待发送周期结束生成相应的Response包,Response包转换为光信号送入光命名数据网络,Data包转换为光信号并在Response包发送之后的偏置时间后进入光命名数据网络;
若内容存储表中不包含Interest包所请求的请求内容数据,则进入步骤1.3;
步骤1.3、查询待定兴趣表,
若待定兴趣表中已经包含该Interest包请求的请求内容名称的相关待定兴趣表条目,
若待定兴趣表条目中没有当前Interest包到达的接口信息,则将Interest包到达的接口信息添加至已经存在的待定兴趣表条目中,
若待定兴趣表条目中没有当前Interest包中内容请求者信息则将内容请求者信息加入待定兴趣表条目中;
若待定兴趣表中不包含该Interest包的请求内容名称的相关的待定兴趣表条目,则根据请求内容名称、Interest包到达的接口信息以及Interest包中内容请求者信息生成新的待定兴趣表条目;
步骤1.4、查询待定兴趣表之后,根据转发信息库中请求的请求内容名称所对应的接口信息,将Interest包转换为光信号从相应接口转发出去。当有Response包到达路由节点时,转发信息库将Response包到达的接口信息添加至Response包的请求内容名称对应的转发信息库条目中,若该转发信息库条目已包含Response包到达的接口信息则不用添加。
步骤2、路由节点将达到的Response包从光信号转换为电信号,处理Response包对应的电信号并向相应接口预留波长资源,
若接口中存在未被使用的波长资源,则将未被使用的波长资源作为预留波长资源,波长资源预留成功,
若波长资源被全部占用时,判断是否存在比当前Response包优先级低的Response包所预留的波长资源,若存在,则将优先级低的Response包所预留的波长资源作为当前的Response包的预留波长资源,当前的Response包的波长资源预留成功,优先级低的Response包的波长资源预留失败;若不存在,则当前的Response包的波长资源预留失败。
波长资源预留成功,则路由节点将Response包转换为光信号并从待定兴趣表条目中Interest包到达的接口转发,并删除相关待定兴趣表条目中对应的接口信息并转发;
步骤2具体包括以下步骤:
步骤2.1、路由节点将到达的Response包转化为电信号;
步骤2.2、查询转发信息库,
若转发信息库中不含有Response包所对应的请求内容名称的转发信息库条目,则将请求内容名称以及Response包到达接口信息生成转发信息库条目加入转发信息库中;
步骤2.3、查询待定兴趣表,
若待定兴趣表不包含Response包所对应的请求内容名称的待定兴趣表条目,则会抛弃该Response包,
若待定兴趣表含有所对应的待定兴趣表条目,则根据待定兴趣表条目中Interest包到达的接口信息,向相应的各个接口预留波长资源,
若相应Interest包到达接口有可用波长资源,则将未被使用的波长资源作为预留波长资源,波长资源预留成功,路由节点将Response包转换为光信号,从查询的待定兴趣表条目的Interest包到达的接口中转发,并删除对应的待定兴趣表条目中Response包中内容请求者信息,若删除的请求者信息是最后一个,则删除该待定兴趣表条目;
若相应Interest包到达的接口没有可用波长资源,判断是否存在比当前Response包优先级低的Response包所预留的波长资源,若存在,则将优先级低的Response包所预留的波长资源作为当前的Response包的预留波长资源,当前的Response包的波长资源预留成功,优先级低的Response包的波长资源预留失败;若不存在,则当前的Response包的波长资源预留失败。向波长资源预留失败Response包到达的接口返回相应的状态包,不删除待定兴趣表中波长资源预留失败对应的接口信息以及内容请求者信息。
步骤3、路由节点收到Data包,不进行光电信号转换,若Response包未为该Data包预留波长资源,则Data被抛弃,若Response包为该Data包预留波长资源且不与另一个Data包在接口发生冲突,Data包以光信号通过预留的波长资源的接口,若Response包为该Data包预留波长资源且与另一个Data包在接口发生冲突,若优先级不同,则路由节点抛弃优先级低的Data包的冲突部分,若优先级相同,则抛弃后到Data包的冲突部分。路由节点根据冲突部分生成冲突重发Interest包,冲突重发Interest包的源地址为Data包的目的地址,冲突重发Interest包的目的地址为Data包的源地址,冲突重发Interest包转换为电信号从Data包到达接口发送出去。
如上所述路由节点对Data包进行聚合,路由节点中Data包发生冲突时不是抛弃整个Data包,而是根据优先级抛弃冲突部分。Interest包、Response包、Data包中加入优先级字段,Response包和Data包的优先级同Interest包。Data包聚合是将同一个用户的不同请求内容数据聚合为一个Data包,每一个请求的请求内容数据看做为一片。当两个Data包发生冲突时,在时间上重叠的请求内容数据为冲突部分。
步骤3具体包括以下步骤:
步骤3.1、查看是否存在Response包为Data包预留的资源,
若无Response包为Data包预留的波长资源则Data包被抛弃,
若有Response包为Data包预留的波长资源,则Data包前往Response包为其预留波长资源的接口;
步骤3.2、Data包到达Response包为其预留波长资源的接口时,若无其他Data包正在使用该预留接口的波长资源,则当前Data包顺利通过接口发出,若有其他Data包正在使用该预留接口的波长资源,则比较两个Data包的优先级,优先级低的Data包的冲突部分丢弃,
若优先级相等,则抛弃后到达Data包的冲突部分。路由节点根据冲突部分生成冲突重发Interest包,冲突重发Interest包的源地址为Data包的目的地址,冲突重发Interest包的目的地址为Data包的源地址,冲突重发Interest包转换为电信号从Data包到达接口发送出去。
最后,对本发明方法进行可行性性能仿真分析。采用的仿真基于OMNeT++搭建ONDN仿真平台,网络中设置内容请求者Subscriber、内容发布者Publisher以及路由节点。其中Subscriber以每秒λ个的速率发送Interest包至ONDN网络中,Interest包至少有一个Publisher能够满足,Interest包发送服从泊松分布。单个波长信道带宽为2.5GB/s,一根光纤可以复用多个波长信道。
I/R/D协议中Interest包、Response包和Data包在网络中传输过程以及仿真实验拓扑图见图1。Subscriber1发送Interest包经过路由节点至Publisher1,Interest包在路由节点传输经过光电转换。Publisher1对Interest包响应发送Response包沿原路返回至Subscriber1,Response包在路由节点中同样进行光电转换。Data包沿路返回至Subscriber1,在网络中保持全光信号传输。使用丢包率来评估本发明的性能,其定义如下:
丢包率:测试中所丢失包数量占所发包的比率。
本发明方法通过仿真后证明过程是可行的,内容请求者发送Interest包至ONDN网络中,通过本方法网络节点可以处理三种情景下的协议包。在仿真中对比了不同Interest包发送速率下网络丢包率。
在仿真实验中,对比分析了在不同Interest包申请速率下三种策略下网络丢包率。三种策略如下所示。策略0:不采用包聚合策略以及包不划分优先级。策略1(本发明):采用包聚合策略同时划分优先级。策略2:采用包聚合策略但不划分优先级,在冲突时将后到达部分冲突部分丢弃。通过仿真实验证明,本文所提出的方法是可行的。
本方法光命名网络中不同Interest包发送速率的丢包率情况如图5所示。网络整体丢包率随着进入网络的Interest包速率的增加而增加。光命名网络所有包平均丢包率、高优先级包丢包率、低优先级包丢包率因网络中请求Data包速率增加呈上升趋势。路由节点聚合周期为1ms,Data包大小为5MB,高优先级包占总包的20%。使用本发明方法可以降低高优先级包的丢包率,高优先级包丢包率低于包整体丢包率,保证高优先级包服务质量。
光命名网络中不同策略Data包在不同Interest包申请速率下平均丢包率情况如图6所示。可见由于策略1和策略2均采用包聚合策略,所有包平均丢包率均低于策略0。策略1与策略2丢包率相近,策略1在冲突时将冲突部分低优先级包部分丢弃,策略2在冲突时将后到达部分冲突部分丢弃,因此两个在整体相近,因为仿真采用Possion分布,会有一定的波动,造成Interest包较为集中的发送,因此丢包率会有一定的波动。
光命名网络中不同策略高优先级的Data包在不同Interest包申请速率下的丢包率情况如图7所示,由图可见丢包率随着申请速率提高呈线性增长趋势。策略0因为没有采用任何有效的策略,其丢包率最高。策略2在策略0的基础上采用包聚合策略,能够更高效利用网络带宽,因此其丢包率稍低于策略0。策略1在策略2的基础上实现了冲突时高优先级包替代低优先级包,能够进一步降低高优先级包丢包率。
如上所述,当路由节点接收到I/R/D协议中带有优先级字段的Interest包、Response包和Data包时,使用本方法可以实现对包的处理及转发;采用包聚合机制,可以提高资源利用率,当路由节点发生冲突时,相比较抛弃整个包,仅抛弃一个包冲突部分减少被抛弃包的数量;对网络中包分级保证网络中高优先级包Qos,使用本方法可以解决网络中基于消息聚合的优先级包转发处理问题。
需要指出的是,本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (3)
1.一种支持服务质量的光命名数据网络数据冲突解决方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、路由节点将到达的Interest包从光信号转化为电信号,在一个等待周期内将请求相同请求内容名称的Interest包聚合,根据聚合后的Interest包生成Data包,在一个发送周期内将同一个内容请求者的Data包进行包聚合,根据聚合后Data包生成Response包,聚合的Data包将晚于Response包之后偏置时间转换为光信号发送进入光命名数据网络;
步骤2、路由节点将达到的Response包从光信号转换为电信号,处理Response包对应的电信号并向相应接口预留波长资源;
步骤3、路由节点收到Data包,不进行光电信号转换,若Response包未为该Data包预留波长资源,则Data被抛弃,若Response包为该Data包预留波长资源且不与另一个Data包在接口发生冲突,Data包以光信号通过预留的波长资源的接口,若Response包为该Data包预留波长资源且与另一个Data包在接口发生冲突,若优先级不同,则路由节点抛弃优先级低的Data包的冲突部分,若优先级相同,则抛弃后到Data包的冲突部分,路由节点根据冲突部分生成冲突重发Interest包,路由节点向Data包到达接口发送冲突重发Interest包,
所述步骤1包括以下步骤:
步骤1.1、路由节点收到Interest包转换为电信号,
若等待周期结束,则进入步骤1.2;
若等待周期未结束,则查看当前等待周期内是否存在优先级相同且请求内容名称相同的Interest包,若存在,则将当前接收的Interest包的内容请求者信息加入已经存在Interest包,聚合为一个Interest包,丢弃当前接收Interest包;若不存在,则接受Interest包;
步骤1.2、根据Interest包的请求内容名称查询内容存储表,
若内容存储表中包含Interest包对应的请求内容数据,根据Interest包中内容请求者信息生成Data包,每个内容请求者信息结合请求内容数据生成一个Data包,Response包和Data包中优先级字段同Interest包优先级字段,
若一个发送周期结束,为Data包生成相应的Response包,Response包转换为光信号送入光命名数据网络,Data包转换为光信号并在Response包发送之后的偏置时间后进入光命名数据网络,进入步骤2;
若一个发送周期未结束,查看当前发送周期内是否有同一内容请求者的优先级相同的Data包,若有同一内容请求者的优先级相同的Data包,则将当前Data包的请求内容数据加入到已经存在Data包,聚合为一个Data包,若没有同一内容请求者的优先级相同的Data包,则接受Data包;
若内容存储表中不包含Interest包对应的请求内容数据,则进入步骤1.3;
步骤1.3、查询待定兴趣表,
若待定兴趣表中已经包含该Interest包请求的请求内容名称的相关待定兴趣表条目,进一步的,若待定兴趣表条目中没有当前Interest包到达的接口信息,则将Interest包到达的接口信息添加至已经存在的待定兴趣表条目中;若待定兴趣表条目中没有当前Interest包中内容请求者信息则将内容请求者信息加入待定兴趣表条目中;
若待定兴趣表中不包含该Interest包的请求内容名称的相关的待定兴趣表条目,则根据请求内容名称、Interest包到达的接口信息以及Interest包中内容请求者信息生成新的待定兴趣表条目;
步骤1.4、查询待定兴趣表之后,根据转发信息库中请求内容名称所对应的接口信息,将Interest包转换为光信号从相应接口转发出去,当有Response包到达路由节点时,转发信息库将Response包到达的接口信息添加至Response包的请求内容名称对应的转发信息库条目中,若该转发信息库条目已包含Response包到达的接口信息则不用添加。
2.根据权利要求1所述一种支持服务质量的光命名数据网络数据冲突解决方法,其特征在于,所述步骤2包括以下步骤:
步骤2.1、路由节点将到达的Response包转化为电信号;
步骤2.2、查询转发信息库,
若转发信息库中不含有Response包所对应的请求内容名称的转发信息库条目,则将请求内容名称以及Response包到达接口信息生成转发信息库条目加入转发信息库中;
步骤2.3、查询待定兴趣表,
若待定兴趣表不包含Response包所对应的请求内容名称的待定兴趣表条目,则会抛弃该Response包,
若待定兴趣表含有所对应的待定兴趣表条目,则根据待定兴趣表条目中Interest包到达的接口信息,向相应的各个接口预留波长资源,
若相应Interest包到达接口有可用波长资源,则将未被使用的波长资源作为预留波长资源,波长资源预留成功,路由节点将Response包转换为光信号,从查询的待定兴趣表条目的Interest包到达的接口中转发,并删除对应的待定兴趣表条目中Response包中内容请求者信息;
若相应Interest包到达的接口没有可用波长资源,判断是否存在比当前Response包优先级低的Response包所预留的波长资源,若存在,则将优先级低的Response包所预留的波长资源作为当前的Response包的预留波长资源,当前的Response包的波长资源预留成功,优先级低的Response包的波长资源预留失败;若不存在,则当前的Response包的波长资源预留失败,向波长资源预留失败Response包到达的接口返回相应的状态包,不删除待定兴趣表中波长资源预留失败对应的接口信息以及内容请求者信息。
3.根据权利要求1所述一种支持服务质量的光命名数据网络数据冲突解决方法,其特征在于,所述步骤3包括以下步骤:
步骤3.1、查看是否存在Response包为Data包预留的资源,
若无Response包为Data包预留的波长资源则Data包被抛弃,
若有Response包为Data包预留的波长资源,则Data包前往Response包为其预留波长资源的接口;
步骤3.2、Data包到达Response包为其预留波长资源的接口时,若无其他Data包正在使用该预留接口的波长资源,则当前Data包通过接口发出,若有其他Data包正在使用该预留接口的波长资源,则比较两个Data包的优先级,优先级低的Data包的冲突部分丢弃,
若优先级相等,则抛弃后到达Data包的冲突部分,
路由节点根据冲突部分生成冲突重发Interest包,冲突重发Interest包的源地址为Data包的目的地址,冲突重发Interest包的目的地址为Data包的源地址,冲突重发Interest包转换为电信号从Data包到达接口发送出去。
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