KR101431390B1 - Method to Management FIB using Periodic Announcement in CCN - Google Patents

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KR101431390B1
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이승진
김병서
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홍익대학교세종캠퍼스산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a method to operate a forward information base (FIB) using a periodic announcement which makes management of content information which actually exists on a network possible at FIB by periodically updating the FIB through an announcement packet of content publisher. According to the present invention, a method to operate an FIB using an announcement to operate the FIB in content-centric network (CCN) communication includes: step whereby a content publisher among the CCN nodes periodically generates and transmits announcement packets which includes content information stored in its own content store (CS); and a step whereby the CCN node receives the announcement packets which are generated by the content publisher and periodically transmits and updates content information registered to its own FIB through the content information included in the announcement packets. Therefore, content information which actually exists in a network environment can be registered to the FIB and operated.

Description

CCN에서 주기적 ANNOUNCE를 이용한 FIB 운영 방법 {Method to Management FIB using Periodic Announcement in CCN}[0001] The present invention relates to a method for managing an FIB using a periodic ANNOUNCE in a CCN,

본 발명은 CCN(Content-Centric Network)에 관한 것으로, 특히 콘텐츠 생성자의 Announce Packet을 통하여 FIB를 주기적으로 업데이트하여 FIB에서 네트워크에 실제 존재하는 콘텐츠 정보를 관리할 수 있도록 하는 ANNOUNCE를 사용한 FIB 운영 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a Content-Centric Network (CCN), and more particularly, to an FIB operation method using ANNOUNCE that periodically updates an FIB through an Announce Packet of a content creator so that FIB can manage content information actually existing on the network .

근래 들어 스마트폰을 포함한 이동성을 가진 통신 기기들이 급속도로 확산됨에 따라, 인터넷상의 다양한 콘텐츠 기반의 트래픽이 급증하고 있다. 사용자가 많아질수록 동일한 콘텐츠를 반복적으로 전송하는 횟수가 증가할 것이고, 이러한 비효율적인 전송은 네트워크의 성능 저하를 초래할 수 있다. 그런데, 현재의 인터넷은 주로 기술에 대한 근본적인 문제들을 제기하고 그것에 초점에 맞추어져 있기 때문에, 기존의 구조를 확장시키는 것보다 새로운 인터넷 구조가 설계되어야 한다는 주장이 펼쳐지고 있다.Recently, traffic devices with mobility including smart phones have been rapidly spreading, and traffic of various contents based on the Internet is increasing rapidly. As the number of users increases, the number of times of repetitive transmission of the same content will increase, and this inefficient transmission may cause degradation of the network performance. However, since the current Internet is mainly focused on and addressing the fundamental problems of technology, it is argued that a new Internet structure should be designed rather than expanding the existing structure.

미국의 경우, Future Internet Architecture(FIA)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 그 중 Content-Centric Network(CCN)은 가장 성공적으로 평가되는 미래 인터넷 구조 중 하나이다. In the United States, research on the Future Internet Architecture (FIA) is actively being conducted, and the Content-Centric Network (CCN) is one of the most successful future Internet structures.

상기 CCN은 2009년 Van Jacobson에 의해 제안되었으며, 콘텐츠 자체를 효율적으로 요청하고 배포할 수 있도록 하는데 초점이 맞추어져 있다. 종단간 통신(host-to-host communication)을 효율적으로 제공하기 위해 만들어진 현재의 인터넷의 특성으로는 이동성 지원과 불특정 다수로 배포되는 최근의 콘텐츠 특성을 만족시키기는 어렵기 때문에, IP 프로토콜 대신 콘텐츠 이름을 사용하여 요청 및 배포를 하는 CCN 기술이 제안되고 있는 것이다. 즉, 현재의 인터넷은 IP 주소를 사용하여 "어느 곳(where)"에서 가져와야 하는지 초점을 두었다면, CCN은 콘텐츠 이름을 사용하여 "무엇을(what)" 요청하고 배포할지 중점을 두고 있다.
The CCN was proposed by Van Jacobson in 2009 and is focused on efficiently requesting and distributing content itself. Because it is difficult to satisfy mobility support and recent content characteristics that are distributed in an unspecified number, it is difficult to satisfy the content name The CCN technology is proposed for requesting and distributing using the CCN technique. In other words, if the current Internet focuses on where to "get" from using IP addresses, the CCN will focus on what "what" to request and distribute using the content name.

이러한 CCN의 기본적인 망의 구조는 콘텐츠를 제공하는 노드와, 콘텐츠를 제공받는 노드 및 콘텐츠를 포워딩(Forwarding)하는 중간 노드들로 이루어져 있는데, 일반적으로 콘텐츠를 제공하는 노드를 콘텐츠 생성자(Publisher 또는 Provider, 이하 Publisher로 총칭함), 콘텐츠를 제공받는 노드를 콘텐츠 소비자(Consumer)라고 명칭하고 있다. The basic network structure of the CCN is composed of a node providing contents, a node receiving contents, and intermediate nodes for forwarding contents. Generally, a node providing content is called a content creator (Publisher or Provider, Hereinafter collectively referred to as Publisher), and the node receiving the content is called a content consumer.

상기 CCN의 구조(Architecture)에서 제안된 프로토콜에서는 2가지 종류의 패킷 타입(Packet Type)을 정의하고 있는데, 하나는 콘텐츠를 요청할 때 사용되는 Interest Packet이며, 다른 하나는 요청에 대한 응답으로 콘텐츠를 전송하기 위해 사용되는 Data Packet이다. 도 1은 이러한 CCN에서 이용되는 Interest Packet 구조를 나타낸 것으로, Interest Packet은 요청하는 콘텐츠 이름이 등록된 Content Name과, 상기 Content Name에 기술되지 않은 네임 항목이 자세히 기술된 Selector와, routing loop 문제를 방지하기 위한 랜덤 임시 변수가 등록되는 Nonce 항목을 포함하여 이루어진다. 또한, 도 2는 Data Packet 구조를 나타낸 것으로, Data Packet은 Interest Packet의 Content Name 항목을 그대로 사용하는 Content Name과, 데이터 자체의 인증과 보안을 위해 사용되는 Signature 및 Signed Info와, 전달 콘텐츠인 Data 항목을 포함하여 이루어진다.
In the protocol proposed in the CCN architecture, two types of packet types are defined. One is an interest packet used when requesting content, and the other is a content packet transmitted in response to a request. The data packet is used to do this. FIG. 1 shows an Interest Packet structure used in the CCN. The Interest Packet includes a Content Name in which a requested content name is registered, a Selector in which a name item not described in the Content Name is described in detail, And a nonce item in which a random temporary variable is registered. 2 shows a data packet structure. The data packet includes a Content Name that directly uses the Content Name field of the Interest Packet, Signature and Signed Info that is used for authentication and security of the data itself, .

도 3은 CCN 노드의 포워딩 엔진 모델을 나타낸 것으로, CCN 노드에는 Content Store(이하, 'CS'로 약칭한다)와 Pending Interest Table(이하, 'PIT'로 약칭한다) 및 Forwarding Information Base(이하, 'FIB'로 약칭한다)가 구비되어 있다. 상기 CS는 버퍼와 같이 콘텐츠를 저장하는 공간으로, 저장 공간 관리를 위해 Least Recently Used(LRU) 정책을 사용한다. 상기 PIT는 콘텐츠를 요청하는 Interest Packet을 전송한 후, PIT에 일정시간 저장하여 역방향으로 Data Packet을 전송할 때 사용하게 된다. 또한, 상기 FIB는 Data를 가지고 있는 임의의 노드 쪽으로 Interest Packet을 포워딩하는데 사용한다.
3 illustrates a forwarding engine model of a CCN node. The CCN node includes a content store (hereinafter abbreviated as 'CS'), a Pending Interest Table (hereinafter abbreviated as 'PIT') and a Forwarding Information Base Quot; FIB "). The CS is a space for storing contents such as a buffer, and uses Least Recently Used (LRU) policy for storage management. The PIT is used to transmit a data packet in a reverse direction after storing an Interest Packet requesting a content and storing it in the PIT for a predetermined time. In addition, the FIB is used to forward an Interest Packet to an arbitrary node having data.

도 4는 CCN 노드에서 Interest Packet을 수신했을 때 동작 과정을 나타낸 것이다.FIG. 4 shows an operation procedure when receiving an Interest Packet from a CCN node.

단계 S10, S20, S21 : 먼저, Interest Packet을 수신한 CCN 노드는 interest Packet의 Content Name과 일치하는 콘텐츠가 있는지 CS, PIT, FIB 순으로 검색하게 된다(S10). 만약, CS에서 일치하는 Content Name이 있다면(S20), 노드는 곧 바로 interest Packet이 온 경로로 콘텐츠를 전송하고 interest Packet을 폐기(discard) 한다(S21). Steps S10, S20, and S21: First, the CCN node that received the Interest Packet searches for CS, PIT, and FIB in order of contents matching the Content Name of the interest packet (S10). If there is a corresponding Content Name in the CS (S20), the node immediately transmits the content to the interest packet on path and discards the interest packet (S21).

단계 S30, S40, S41, S42 : 만약, CS에서 일치하는 Content Name이 없다면 PIT에서 검색하게 되는데(S30), PIT에 일치하는 Content Name이 있다면 이는 이전에 동일한 콘텐츠에 대한 interest Packet을 수신했던 것이므로 Nonce field를 확인하게 된다(S40). Nonce가 이전의 interest Packet과 같다면 동일한 interest Packet을 받은 것이므로 폐기하며(S41), Nonce가 다르다면 다른 소비자(consumer)가 요청한 interest Packet이기 때문에 더 이상 interest Packet을 포워딩 하지 않고 Data Packet이 올 때까지 기다리게 된다(S42). Step S30, S40, S41, and S42: If there is no matching Content Name in the CS, it is searched in the PIT (S30). If there is a Content Name matching the PIT, since it received the interest Packet for the same content previously, field (S40). If the nonce is the same as the previous interest packet, it is discarded because it received the same interest packet (S41). If the nonce is different, the interest packet is not forwarded any more because the interest packet is requested by another consumer. (S42).

단계 S50, S51, S52 : 만약, PIT에 일치하는 Content Name이 없다면 FIB에서 검색하게 되는데(S50), FIB에서 일치하는 Content Name이 있다면 해당하는 콘텐츠의 생성자(Publisher) 쪽으로 interest Packet을 포워딩하고, 포워딩한 경로를 PIT에 업데이트(update) 한 후, FIB에서는 검색된 Content Name을 삭제하게 된다(S51). 만약, FIB에 일치하는 Content Name이 없다면 interest Packet을 폐기하게 된다(S52).
Steps S50, S51, S52: If there is no Content Name matching the PIT, the FIB searches for it (S50). If there is a matching Content Name in the FIB, the interest packet is forwarded to the corresponding content producer, After updating one path to the PIT, the FIB deletes the searched content name (S51). If there is no Content Name matching the FIB, the interest packet is discarded (S52).

도 5는 CCN 노드에서 Data Packet을 수신했을 때 동작 과정을 나타낸 것이다. FIG. 5 shows an operation procedure when a data packet is received from a CCN node.

단계 S60 : 먼저, Data Packet을 수신한 CCN 노드는 interest Packet과 마찬가지로, Data Packet의 Content Name과 일치하는 콘텐츠가 있는지 CS, PIT, FIB 순으로 검색하게 된다.Step S60: First, the CCN node receiving the data packet searches CS, PIT, and FIB in order of contents matching the content name of the data packet, like the interest packet.

단계 S70, S71 : 만약, CS에서 일치하는 Content Name이 있다면(S70), 해당 콘텐츠가 이미 존재하는 것이므로 Data Packet을 폐기(discard)하게 된다(71). Steps S70 and S71: If there is a corresponding Content Name in the CS (S70), the corresponding content already exists and discard the data packet (71).

단계 S90, S91, S92 : 만약, CS에서 일치하는 Content Name이 없다면 PIT에서 검색하게 되는데(S90), PIT에 일치하는 Content Name이 있다면 이는 요청한 콘텐츠가 도착한 것이므로 CS에 콘텐츠를 저장하고 PIT에서는 폐기하게 된다(S91).Steps S90, S91 and S92: If there is no matching Content Name in the CS, the content is searched in the PIT (S90). If there is a Content Name matching the PIT, the content is stored in the CS. (S91).

단계 S92 : 한편, FIB에서 검색되었다면 이는 PIT에서 일치하는 콘텐츠가 없는 것이며, 이는 요청하지 않은 콘텐츠이므로 이를 폐기하게 된다.
Step S92: On the other hand, if it is found in the FIB, it means that there is no matching content in the PIT.

이러한, CCN에서의 Packet 수신 과정 중 Interest Packet을 수신했을 경우에 고려해야 할 문제점이 있다. 즉, 도 4의 단계 S50 및 S51에서, Interest Packet의 Content Name이 FIB에서 검색되었을 경우, Interest Packet을 포워딩 한 후, FIB 리스트에서 Interest Packet을 삭제하게 되면 다음과 같은 상황에서 문제가 발생할 수 있다. 만약, 도 5의 단계 S90 및 S91에서 콘텐츠를 요청한 노드가 Data Packet을 수신한다면, 자신의 CS에 콘텐츠를 저장하고, PIT에서는 해당하는 Interest Packet의 경로를 삭제하게 된다. 따라서, 결과적으로 CS에서만 콘텐츠가 저장되게 되는데, CS의 저장 공간 관리를 위해 사용되는 LRU 정책에 의해 해당 콘텐츠가 삭제될 경우, 이 콘텐츠에 관한 정보가 어느 곳에도 남아있지 않아 더 이상 요청과 배포가 불가능한 상태에 도달하게 된다. 이와 같이, CCN 노드에서 콘텐츠 전송으로 인한 FIB에서의 항목 삭제와 임의의 시간 이후에 CS에서의 콘텐츠 삭제로 인해 해당 콘텐츠를 더 이상 이용하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.
There is a problem to be considered when receiving an Interest Packet during the process of receiving a packet in the CCN. That is, if the Content Name of the Interest Packet is searched in the FIB in steps S50 and S51 of FIG. 4, if the Interest Packet is deleted from the FIB list after forwarding the Interest Packet, a problem may occur in the following situation. If the node requesting the content in steps S90 and S91 of FIG. 5 receives the data packet, it stores the content in its own CS and deletes the corresponding interesting packet path in the PIT. As a result, content is stored only in the CS. If the content is deleted by the LRU policy used to manage the storage space of the CS, information about the content is not left anywhere, An impossible state is reached. As described above, the content may not be used any more due to deletion of the item in the FIB due to the content transmission at the CCN node and deletion of the content at the CS after a certain time.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0048032호 (2013.05.09)Korean Patent Publication No. 10-2013-0048032 (2013.05.09)

본 발명은 이러한 종래 CCN 노드에서의 FIB 운영 방식에 따른 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 콘텐츠 생성자의 Announce Packet을 통하여 FIB를 주기적으로 업데이트 함으로써 보다 명확하게 FIB를 운영할 수 있도록 하는 ANNOUNCE를 이용한 FIB 운영 방법을 제공하는 데 있다.
The present invention has been proposed in order to solve the problem according to the FIB operation method in the conventional CCN node. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for periodically updating an FIB through an Announce packet of a content creator And a method of operating an FIB using ANNOUNCE.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 CCN에서 ANNOUNCE를 이용한 FIB 운영 방법은 CCN(Content-Centric Network) 통신에서 FIB를 운영하기 위한 방법으로서, CCN 노드 중 콘텐츠 생성자(Publisher)가 자신의 CS(Content Store)에 저장된 콘텐츠 정보가 포함된 Announce Packet을 주기적으로 생성하여 전송하는 단계와; CCN 노드가 상기 콘텐츠 생성자(Publisher)에 의해 생성되어 주기적으로 전송되는 Announce Packet을 수신하여, Announce Packet에 포함된 콘텐츠 정보를 통하여 자신의 FIB(Forwarding Information Base)에 등록된 콘텐츠 정보를 업데이트하는 단계;를 포함하여 이루어진다. In order to achieve the above object, a method for operating an FIB using ANNOUNCE in a CCN according to the present invention is a method for operating a FIB in a content-centric network (CCN) communication, The method comprising the steps of: periodically generating and transmitting an Announce Packet including content information stored in a store; Receiving an Announce Packet generated by the content producer and periodically transmitted by the CCN node and updating the content information registered in its FIB (Forwarding Information Base) through the content information included in the Announce Packet; .

여기에서, 상기 Announce Packet에는 콘텐츠 이름(Content Name) 정보와, 해당 콘텐츠를 보유하고 있는 콘텐츠 생성자(Publisher) 정보와, 상기 Announce Packet의 전송 주기(Pannounce) 정보와, 상기 Announce Packet의 전송 시점(Tsent) 정보와, 상기 Announce Packet가 포워드(forward) 되는 hop 값(Hop) 정보와, 상기 Announce Packet의 전송 순번(Seq Num) 정보가 등록된다. Here, the Announce Packet includes content name information, a content creator (Publisher) holding the content, a transmission period (P announce ) information of the Announce Packet, and a transmission time point T is sent) information and the Announce Packet forward (forward) hop value (hop) information, and a transmission sequence number (Seq Num) information of the Announce Packet which is registered.

상기 Announce Packet을 수신한 CCN 노드는, 상기 Announce Packet에 포함된 콘텐츠 정보가 FIB에 등록되어 있지 않다면 해당 콘텐츠 정보를 FIB에 추가하여 FIB를 업데이트하고, 콘텐츠 정보가 FIB에 등록되어 있다면 해당 Announce Packet에 포함된 전송 주기(Pannounce) 정보를 검사하여 해당 Announce Packet을 다른 노드로 포워드(forward) 하거나 폐기(discard)하게 된다. If the content information included in the Announce Packet is not registered in the FIB, the CCN node receiving the Announce Packet updates the FIB by adding the content information to the FIB. If the content information is registered in the FIB, the CCN node transmits the Announce Packet And checks the included P announce information to forward or discard the corresponding Announce packet to another node.

또한, 상기 Announce Packet을 수신한 CCN 노드는, 상기 수신된 Announce Packet에 포함된 전송 주기(Pannounce) 및 전송 시점(Tsent) 정보를 이용하여 FIB 내의 콘텐츠 보관 유효시간(Tcontent)을 계산하여 갱신(refresh)한 후, 해당 Announce Packet이 포워드 된 hop 값(Hop)을 1 증가하여 카운트 하고, 상기 1 증가된 hop 카운트가 기 설정된 최대 hop 값(Maxhop) 보다 작은 경우 다른 노드로 포워드하고, 큰 경우 폐기하는 된다. The CCN node receiving the Announce Packet calculates the contents storage effective time (T content ) in the FIB using the transmission period (P announce ) and the transmission time (T sent ) information included in the received Announce Packet And incrementing the hop value Hop forwarded by the corresponding Announce Packet by 1 and forwarding the incremented hop count to another node when the incremented hop count is smaller than a preset maximum hop value Max hop , If large, it becomes discarded.

여기에서, 상기 콘텐츠 보관 유효시간(Tcontent)은 다음의 수학식에 따라 계산되어 갱신되게 된다.Here, the content storage effective time (T content ) is calculated and updated according to the following equation.

[수학식][Mathematical Expression]

Figure 112013069138511-pat00001
Figure 112013069138511-pat00001

(여기에서, Pannounce는 Announce Packet의 전송 주기(Period)이고, Tsent는 Announce Packet의 전송 시점, Tcurrent는 CCN 노드가 Announce Packet을 수신한 시점, a는 네트워크의 상황에 따른 추가 시간을 의미한다)(Where P announce is the transmission period of the Announce Packet, T sent is the transmission time of the Announce Packet, T current is the time when the CCN node received the Announce Packet, and a is the additional time according to the network situation do)

상기 CCN 노드는, 상기 FIB에 저장된 콘텐츠의 콘텐츠 보관 유효시간(Tcontent) 정보를 검사하여 유효시간이 경과한 콘텐츠를 FIB에서 삭제하게 된다. The CCN node checks the content storage effective time (T content ) information of the content stored in the FIB, and deletes the content whose validity time has elapsed from the FIB.

또한, 상기 Announce Packet을 수신한 CCN 노드는, 상기 Announce Packet에 포함된 hop 값(Hop) 또는 전송 순번(Seq Num) 정보가 유효하지 않은 경우 해당 Announce Packet를 폐기하게 된다.In addition, the CCN node receiving the Announce Packet discards the corresponding Announce Packet if the Hop value (Hop) or the Transmission Sequence (Seq Num) information contained in the Announce Packet is invalid.

한편, 상기 CCN 노드 중 콘텐츠 소비자(Consumer)는 콘텐츠를 요청하기 위한 Interest Packet을 생성하기 전에, 자신의 FIB를 검색하여 요청하고자 하는 콘텐츠 정보가 FIB에 등록된 경우에 Interest Packet을 생성하는 것이 바람직하다. Meanwhile, it is preferable that a content consumer of the CCN node generates an Interest Packet when the content information to be requested is registered in the FIB by searching its FIB before generating an Interest Packet for requesting the content .

이러한 CCN 통신은 유선 네트워크 환경 또는 무선 애드혹(Ad-Hoc) 네트워크 환경에서 이루어질 수 있다.
Such CCN communication can be performed in a wired network environment or a wireless ad-hoc network environment.

본 발명에서는 콘텐츠 생성자(publisher)가 주기적으로 Announce Packet을 생성하고 이를 통하여 FIB를 업데이트를 하기 때문에, Interest Packet을 발생하기 전 FIB를 확인하여 현재 네트워크에서 해당 콘텐츠의 존재 여부를 알 수 있게 된다. 따라서 현재 네트워크에 존재하지 않는 콘텐츠를 요청하는 상황이 발생하지 않기 때문에 불필요한 Packet 전송을 방지할 수 있는 효과가 있다. In the present invention, since a content producer periodically generates an Announce Packet and updates the FIB through the Announce Packet, the FIB can be checked before generating the Interest Packet, so that the presence or absence of the content in the current network can be known. Therefore, since there is no situation in which a content that does not exist in the current network is requested, an unnecessary packet transmission can be prevented.

또한, 본 발명이 각 노드들이 이동성을 갖는 무선 환경에 적용되는 경우, Announce Packet이 주기적으로 발생하기 때문에 콘텐츠 생성자가 네트워크에서 사라지거나 새로 생겼을 때마다 콘텐츠 생성자 정보를 바로 알 수 있게 된다.In addition, when the present invention is applied to a wireless environment in which each node has mobility, an announce packet occurs periodically, so that the content creator information can be immediately known whenever the content creator disappears or becomes new in the network.

뿐만 아니라, 네트워크에서 수용하는 콘텐츠가 많거나, 콘텐츠의 용량이 커 LRU 정책으로 인해 CS에서 콘텐츠의 삭제가 빈번하게 일어나는 경우에도, FIB에서는 주기적으로 Announce Packet 정보를 관리하기 때문에 콘텐츠의 정보가 모두 삭제되는 것을 방지할 수 있게 된다.
In addition, even if the content is large in the network or the content is large and the content is frequently deleted from the CS due to the LRU policy, the FIB periodically manages the announce packet information, .

도 1은 종래 CCN에서 이용되는 Interest Packet 구조,
도 2는 종래 CCN에서 이용되는 Data Packet 구조,
도 3은 종래 CCN 노드의 포워딩 엔진 모델,
도 4는 종래 CCN 노드에서 Interest Packet을 수신했을 때 동작 과정을 나타낸 흐름도,
도 5는 종래 CCN 노드에서 Data Packet을 수신했을 때 동작 과정을 나타낸 흐름도,
도 6은 본 발명에 따른 Announce Packet 구조,
도 7은 본 발명에 따라 콘텐츠 생성자에 의해 Announce packet이 생성되어 전송되는 과정을 나타낸 흐름도,
도 8은 본 발명에 따른 FIB 업데이트 운영과정을 나타낸 흐름도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 FIB의 Content 정보를 관리하는 과정을 나타낸 흐름도이다.1 is a block diagram illustrating an Interest Packet structure used in the conventional CCN,
2 shows a data packet structure used in the conventional CCN,
3 shows a forwarding engine model of a conventional CCN node,
FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation procedure when an Interest Packet is received from a conventional CCN node;
FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation procedure when a data packet is received from a conventional CCN node;
6 shows an Announce Packet structure according to the present invention,
7 is a flowchart illustrating a process of generating and transmitting an announcement packet by a content creator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an FIB update operation process according to the present invention;
FIG. 9 is a flowchart illustrating a process of managing content information of an FIB according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예에서는 콘텐츠 생성자(Publisher)가 자신의 CS(Content Store)에 저장된 콘텐츠 정보가 포함된 Announce Packet을 주기적으로 생성하여 전송하도록 하고, 이에 따라 상기 Announce Packet을 수신하는 CCN 노드가 상기 Announce Packet에 포함된 콘텐츠 정보를 통하여 자신의 FIB(Forwarding Information Base)에 등록된 콘텐츠 정보를 업데이트하도록 함으로써, 실제 네트워크 상에 존재하는 콘텐츠 정보를 파악하여 FIB를 업데이트 할 수 있도록 하고 있다. In the embodiment of the present invention, the content creator periodically generates and transmits an Announce Packet including content information stored in its CS (Content Store), and accordingly, the CCN node receiving the Announce Packet transmits the Announce Packet By updating the content information registered in the FIB (Forwarding Information Base) through the content information included in the packet, the FIB can be updated by grasping the content information existing on the actual network.

도 6은 이러한 본 발명의 실시예에 따라 이용되는 Announce Packet 구조를 나타낸 것이다. 6 shows an Announce Packet structure used in accordance with the embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 콘텐츠 생성자(Publisher)에 의해 주기적으로 생성되는 Announce packet은 Content Name, Publisher, Pannounce, Tsent, Hop, Seq Num 필드(field)를 포함하여 이루어진다. 상기 Content Name은 공표(Announce) 할 콘텐츠 이름을 기술하는 필드이고, Publisher는 콘텐츠를 가지고 있는 콘텐츠 생성자( Publisher)를 나타내는 필드이며, Pannounce는 상기 Announce Packet의 전송 주기를 나타내는 필드이고, Tsent는 상기 Announce Packet의 전송 시점을 나타내는 필드이다. 또한, 상기 Hop는 Announce Packet이 포워드(forward) 되는 hop distance 값이 저장되는 필드로 최대 hop 값인 Maxhop을 지정하여 broadcast storm 문제를 차단하게 되며, Seq Num은 Announce Packet의 전송 순번이 등록되어 같은 Announce Packet이 루프 되는 문제를 방지하게 된다.
As shown in FIG. 6, an Announce packet periodically generated by a content creator includes a Content Name, a Publisher, a P announce , a Tent , a Hop, and a Seq Num field. The Content Name is a field for describing a content name to be published (Announce), Publisher is a field indicating a content creator (Publisher), which has a content, P announce is a field indicating a transmission period of the Announce Packet, T sent is Is a field indicating the transmission time of the Announce Packet. In addition, the Hop is insulated from the broadcast storm problem by specifying the maximum hop value Max hop to fields that the hop distance values Announce Packet is forward (forward) storage, Seq Num is the same transmission sequence number of the Announce Packet registered Announce Thereby preventing the problem of looping the packet.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 콘텐츠 생성자(Publisher)에 의해 Announce packet이 생성되어 전송되는 과정을 나타낸 흐름도이다. 7 is a flowchart illustrating a process of generating and transmitting an announcement packet by a content creator according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 콘텐츠 생성자(Publisher)는 자신의 CS에 저장된 콘텐츠 정보를 다른 CCN 노드들에게 알리기 위해 Announce Packet을 생성하여 주기적으로 다른 노드들에게 전송하게 된다.As shown in FIG. 7, the content creator generates an Announce Packet to notify other CCN nodes of content information stored in its CS, and periodically transmits the Announce Packet to other nodes.

이를 위하여, 콘텐츠 생성자(Publisher)는 도 6에 도시된 구조의 Announce Packet을 생성한 후, 생성된 Announce Packet이 처음 생성된 것이라면(S100), Hop 값을 0으로 설정한 후(S130), 생성된 Announce Packet을 전송하게 된다(S140). To this end, the content creator creates an Announce Packet having the structure shown in FIG. 6, and if the generated Announce Packet is first created (S100), the Hop value is set to 0 (S130) An Announce Packet is transmitted (S140).

한편, 생성된 Announce Packet이 처음 생성된 것이 아니라면, 전송 시간이 될 때까지 대기하다가(S110), 전송 시간이 되면 Seq Num 값을 1 증가시킨 후(S120), Hop 값을 0으로 설정하여(S130), 전송하게 된다(S140).
If the generated Announce Packet is not generated for the first time, it waits until the transmission time is reached (S110). If the generated Announce Packet is not generated for the first time, the Seq Num value is increased by 1 (S120) (S140).

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 FIB 업데이트 운영과정을 나타낸 흐름도이다. 8 is a flowchart illustrating an FIB update operation process according to an embodiment of the present invention.

단계 S200, S210, S211 : CCN 노드들은 콘텐츠 생성자(Publisher)로부터 생성되어 전송되는 Announce Packet을 주기적으로 수신하게 되는데(S200), 상기 Announce Packet을 수신한 노드들은 Announce Packet의 Hop 및 Seq Num 필드 정보를 확인하여 Hop 값이 유효한지, 중복된 Seq Num가 없는지 확인하게 된다(S210). 만약, Hop 및 Seq Num 둘 중 어느 하나라도 만족하지 않는 경우, 이 Announce Packet은 폐기(discard) 된다(S211).Steps S200, S210 and S211: The CCN nodes periodically receive the Announce Packet generated and transmitted from the content creator (S200). The nodes receiving the Announce Packet receive Hop and Seq Num field information of the Announce Packet And confirms whether the Hop value is valid or there is no overlapping Seq Num (S210). If neither Hop nor Seq Num is satisfied, this Announce Packet is discarded (S211).

단계 S220, S221, S222 : Hop 및 Seq Num 두 가지 조건을 모두 만족하면, CCN 노드는 자신의 FIB에 등록된 정보와 비교 검색하게 된다(S220). 만약, Announce Packet에 포함된 콘텐츠 정보가 자신의 FIB에 등록되어 있지 않다면 FIB에 해당 콘텐츠 정보를 FIB에 추가하여 업데이트 하고(S221), Announce Packet의 Pannounce 필드 및 Tsent 필드에 등록된 전송 주기(Period) 및 전송 시점 정보를 이용하여 그 콘텐츠를 보관하는 유효시간(TContent)을 세팅하여 갱신하게 된다(S222). 본 발명의 실시예에서 FIB에 등록되는 콘텐츠 보관 유효시간은 다음의 수학식 1을 통하여 계산된다.Steps S220, S221, and S222: If both the Hop and Seq Num conditions are satisfied, the CCN node performs a comparison search with information registered in its own FIB (S220). If the contents information is updated by adding the content information to the FIB not registered in its FIB to the FIB and registers (S221), Announce Packet of P announce field and T sent field transmission period includes the Announce Packet ( Period) and the transmission time point information to set the effective time T Content for storing the content (S222). In the embodiment of the present invention, the content storage effective time registered in the FIB is calculated by the following equation (1).

Figure 112013069138511-pat00002
Figure 112013069138511-pat00002

여기에서, Pannounce는 Announce Packet의 전송 주기(Period)이고, Tsent는 Announce Packet의 전송 시점이며, Tcurrent는 Announce Packet을 수신한 노드가 Announce Packet을 수신한 시점이고, a는 네트워크의 상황을 고려하여 추가되는 시간을 의미한다. 상기 콘텐츠 보관 유효시간(Tcontent)은 FIB 내에 저장되는 콘텐츠 정보 중 하나로서, 값이 설정되면 시간이 지나감에 따라 값이 줄어들어 0이 되게 되는데, 이 콘텐츠 보관 유효시간(Tcontent)이 0이 되면 즉, 콘텐츠를 보관하는 유효시간이 지나면 FIB에 저장된 콘텐츠 정보는 삭제되게 된다. 만약, 콘텐츠 보관 유효시간(Tcontent)이 0이 되기 이전에 동일한 콘텐츠에 대한 Announce Packet을 다시 수신하게 되면 유효시간이 재설정되어 갱신되게 된다. Here, P announce is the transmission period of the Announce Packet, T sent is the transmission time of the Announce Packet, T current is the time when the node receiving the Announce Packet receives the Announce Packet, Is added to the time taken into consideration. The value of the content storage effective time (T content ) is one of the pieces of content information stored in the FIB. When the value is set, the value is decreased to 0 as time passes. When the content storage effective time (T content ) The content information stored in the FIB is deleted after the expiration time of storing the content. If the Announce Packet for the same content is received again before the content storage effective time (T content ) reaches 0, the valid time is reset and updated.

단계 S230 : 한편, 주기적으로 수신되는 Announce Packet에 포함된 콘텐츠 정보가 자신의 FIB에 등록되어 있다면, 그 콘텐츠와 함께 FIB에 저장되어 있는 콘텐츠의 보관 유효시간(TContent)을 상기 수학식 1에 따라 갱신하게 된다(S230). 여기에서, 만약 Announce Packet을 수신한 노드가 Interest Data를 발생한 노드라면 해당 Announce Packet은 폐기(discard) 된다.Step S230: If the content information included in the Announce Packet periodically received is registered in its FIB, the storage validity time (T Content ) of the content stored in the FIB along with the content is calculated in accordance with the above formula (S230). Here, if the node that received the Announce Packet is a node that generated the Interest Data, the Announce Packet is discarded.

단계 S240, S250, S241 : 만약, FIB의 Tcontent를 갱신(refresh) 한 후, Hop + 1 한 Hop 카운트(count)가 기 설정된 최대 hop 값인 Maxhop보다 작은 경우 유효한 Hop 값을 가지므로 Announce Packet을 다른 노드로 포워드(forward) 하고(S250), Maxhop보다 클 경우에는 폐기(discard) 하게 된다(S241).
Steps S240, S250, and S241: If the hop count of Hop + 1 is less than the predetermined maximum hop value Max hop after refreshing the T content of the FIB, since it has a valid Hop value, It is forwarded to another node (S250), and discarded when it is larger than Max hop (S241).

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 FIB의 콘텐츠 정보를 관리하는 과정을 나타낸 흐름도이다. 9 is a flowchart illustrating a process of managing content information of an FIB according to an embodiment of the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, CNN의 각 노드의 FIB에 저장된 콘텐츠 정보의 보관 유효시간(Tcontent)이 지났을 경우에는(S300), 그 콘텐츠의 생성자(Publisher)로부터 Announce Packet이 수신되지 않았으며 이는 그 콘텐츠 생성자(Publisher)가 존재하지 않는 것으로 판단하여 해당 콘텐츠 정보를 FIB에서 삭제하게 된다(S110).
9, when the storage validity time (T content ) of the content information stored in the FIB of each node of the CNN has passed (S300), the announce packet is not received from the producer of the content It is determined that the content producer does not exist and the corresponding content information is deleted from the FIB (S110).

이와 같이, 본 발명에서는 콘텐츠 생성자(Publisher)에 의해 생성되어 주기적으로 전송되는 Announce Packet을 통하여 CCN 노드들이 FIB를 주기적으로 업데이트하여 관리하게 되므로, CCN 노드들이 실제 가지고 있는 콘텐츠 정보가 FIB에 등록되게 된다. 따라서, CCN 노드들은 Interest Packet을 발생하기 전에 자신의 FIB를 확인함으로써 현재 네트워크에서 해당 콘텐츠의 존재 여부를 파악할 수 있게 되며, 이에 따라 네트워크에 존재하지 않는 콘텐츠를 요청하는 불필요한 Packet 전송이 이루어지는 것을 방지할 수 있게 된다. As described above, in the present invention, the CCN nodes periodically update and manage the FIB through the Announce Packet generated and periodically transmitted by the content producer, so that the content information that the CCN nodes actually have is registered in the FIB . Accordingly, the CCN nodes can identify the existence of the corresponding content in the current network by checking their FIB before generating the interesting packet, thereby preventing unnecessary packet transmission requesting the content that does not exist in the network .

또한, 콘텐츠 생성자(Publisher)의 Announce Packet이 주기적으로 발생하기 때문에 콘텐츠 생성자(Publisher)가 네트워크에서 사라지거나 새로 생겨나는 경우에도 Announce Packet을 통하여 콘텐츠 생성자(Publisher)의 정보를 바로바로 확인할 수 있게 된다.
In addition, since the Announce Packet of the content creator periodically occurs, even when the content creator disappears or emerges from the network, the information of the content creator can be directly checked through the announce packet.

이러한 본 발명에 따른 Announce Packet을 이용한 FIB 운영 방법은 유선 네트워크나 순수 무선 애드혹(Ad-Hoc) 네트워크 환경 모두에 적용될 수 있다. The FIB operation method using the Announce Packet according to the present invention can be applied to both a wired network and a pure wireless ad-hoc network environment.

즉, 유선 네트워크 환경에서 콘텐츠 생성자(Publisher)는 Announce Packet을 주기적으로 생성하여 전송하고, 이를 통하여 각 노드들의 FIB가 업데이트되어 실제 유선 네트워크 환경에서 존재하는 콘텐츠 정보를 확인할 수 있다. 또한, 유선 네트워크 환경에서 CS, PIT에서 콘텐츠 정보가 삭제된 후에도 Announce Packet으로 인해 FIB의 정보가 계속해서 업데이트되기 때문에 콘텐츠의 요청 및 배포가 가능해진다.That is, in the wired network environment, the content creator periodically generates and transmits an Announce Packet, and the FIB of each node is updated, thereby confirming the content information existing in the actual wired network environment. In addition, after the contents information is deleted from the CS and PIT in the wired network environment, since the Announce Packet continuously updates the information of the FIB, content can be requested and distributed.

한편, 무선 애드혹 네트워크 환경에서도 콘텐츠 생성자(Publisher)는 Announce Packet을 주기적으로 생성하여 전송하게 되는데, 이렇게 주기적인 Announce Packet 전송을 통하여 노드 이동에 따른 FIB의 정보가 수정될 수 있다. 또한, 무선 애드혹 네트워크 환경에서도 CS, PIT에서 콘텐츠 정보가 삭제된 후에도 Announce Packet으로 인해 FIB의 정보가 계속해서 업데이트되기 때문에 콘텐츠의 요청 및 배포가 가능해진다.
Meanwhile, in a wireless ad-hoc network environment, the content creator periodically generates and transmits an Announce Packet, and the information of the FIB due to the node movement can be modified through the periodical Announce Packet transmission. In addition, even after the content information is deleted from the CS and PIT in the wireless ad-hoc network environment, since the information of the FIB is continuously updated due to the announce packet, the content can be requested and distributed.

이와 같이, 본 발명에 따른 FIB 운영 방법은 콘텐츠 생성자(Publisher)에 의해 생성되어 주기적으로 전송되는 Announce Packet을 통하여 CCN 노드들이 실제 네트워크 상에 존재하는 콘텐츠 정보를 파악하여 FIB를 업데이트 할 수 있게 된다. As described above, the FIB operating method according to the present invention can update the FIB by recognizing the content information existing on the actual network by the CCN nodes through the Announce Packet generated by the content producer and periodically transmitted.

이러한 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
It is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and that various modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the appended claims. Of course, can be achieved.

CCN : Content-Centric Network
CS : Content Store
PIT : Pending Interest Table
FIB : Forwarding Information BaseCCN: Content-Centric Network
CS: Content Store
PIT: Pending Interest Table
FIB: Forwarding Information Base

Claims (9)

CCN(Content-Centric Network) 통신에서 FIB를 운영하기 위한 방법으로서,
(a) CCN 노드 중 콘텐츠 생성자(Publisher)가 자신의 CS(Content Store)에 저장된 콘텐츠 정보가 포함된 Announce Packet을 주기적으로 생성하여 전송하는 단계와;
(b) CCN 노드가 상기 콘텐츠 생성자(Publisher)에 의해 생성되어 주기적으로 전송되는 Announce Packet을 수신하여, Announce Packet에 포함된 콘텐츠 정보를 통하여 자신의 FIB(Forwarding Information Base)에 등록된 콘텐츠 정보를 업데이트하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 FIB 운영 방법.
A method for operating an FIB in a Content-Centric Network (CCN)
(a) periodically generating and transmitting an Announce Packet including content information stored in a content store (CS) of a content producer of the CCN node;
(b) The CCN node receives the Announce Packet generated by the content producer and periodically transmitted, and updates the content information registered in its FIB (Forwarding Information Base) through the content information included in the Announce Packet The method comprising the steps of:
제 1항에 있어서,
상기 Announce Packet에는
콘텐츠 이름(Content Name) 정보와,
해당 콘텐츠를 보유하고 있는 콘텐츠 생성자(Publisher) 정보와,
상기 Announce Packet의 전송 주기(Pannounce) 정보와,
상기 Announce Packet의 전송 시점(Tsent) 정보와,
상기 Announce Packet가 포워드(forward) 되는 hop 값(Hop) 정보와,
상기 Announce Packet의 전송 순번(Seq Num) 정보가 등록된 것을 특징으로 하는 FIB 운영 방법.
The method according to claim 1,
The Announce Packet includes
Content name information,
A content creator information having the content,
The announcement packet transmission period (P announce ) information,
(T sent ) information of the Announce Packet,
Hop information (Hop) information in which the Announce Packet is forwarded,
And the transmission order number (Seq Num) information of the Announce Packet is registered.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 Announce Packet을 수신한 CCN 노드는,
상기 Announce Packet에 포함된 콘텐츠 정보가 FIB에 등록되어 있지 않다면 해당 콘텐츠 정보를 FIB에 추가하여 FIB를 업데이트하고,
콘텐츠 정보가 FIB에 등록되어 있다면 해당 Announce Packet에 포함된 전송 주기(Pannounce) 정보를 검사하여 해당 Announce Packet을 다른 노드로 포워드(forward) 하거나 폐기(discard)하는 것을 특징으로 하는 FIB 운영 방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
The CCN node, which has received the Announce Packet,
If the content information included in the Announce Packet is not registered in the FIB, the content information is added to the FIB to update the FIB,
If the contents information is registered in the FIB, examines the transmission period (P announce ) information included in the corresponding announce packet and forwards the corresponding announce packet to another node or discards the contents.
제 3항에 있어서,
상기 Announce Packet을 수신한 CCN 노드는,
상기 수신된 Announce Packet에 포함된 전송 주기(Pannounce) 및 전송 시점(Tsent) 정보를 이용하여 FIB 내의 콘텐츠 보관 유효시간(Tcontent)을 계산하여 갱신(refresh)한 후,
해당 Announce Packet이 포워드 된 hop 값(Hop)을 1 증가하여 카운트 하고, 상기 1 증가된 hop 카운트가 기 설정된 최대 hop 값(Maxhop) 보다 작은 경우 다른 노드로 포워드하고, 큰 경우 폐기하는 것을 특징으로 하는 FIB 운영 방법.
The method of claim 3,
The CCN node, which has received the Announce Packet,
(T content ) in the FIB using the transmission period (P announce ) and transmission time (T sent ) information included in the received Announce Packet and refreshes the content ,
The hop count Hop is incremented by 1 and the forward hop count value Hop is forwarded to another node when the hop count incremented by one is smaller than a preset maximum hop hop count, How to operate the FIB.
제 4항에 있어서,
상기 콘텐츠 보관 유효시간(Tcontent)은 다음의 수학식에 따라 계산되어 갱신되는 것을 특징으로 하는 FIB 운영 방법.
[수학식]
Figure 112013069138511-pat00003

(여기에서, Pannounce는 Announce Packet의 전송 주기(Period)이고, Tsent는 Announce Packet의 전송 시점, Tcurrent는 CCN 노드가 Announce Packet을 수신한 시점, a는 네트워크의 상황에 따른 추가 시간을 의미한다)
5. The method of claim 4,
Wherein the content storage effective time (T content ) is calculated and updated according to the following equation.
[Mathematical Expression]
Figure 112013069138511-pat00003

(Where P announce is the transmission period of the Announce Packet, T sent is the transmission time of the Announce Packet, T current is the time when the CCN node received the Announce Packet, and a is the additional time according to the network situation do)
제 4항에 있어서,
상기 CCN 노드는,
상기 FIB에 저장된 콘텐츠의 콘텐츠 보관 유효시간(Tcontent) 정보를 검사하여 유효시간이 경과한 콘텐츠를 FIB에서 삭제하는 것을 특징으로 하는 FIB 운영 방법.
5. The method of claim 4,
The CCN node,
Checking the content storage effective time (T content ) information of the content stored in the FIB, and deleting the content whose validity time has elapsed from the FIB.
제 2항에 있어서,
상기 Announce Packet을 수신한 CCN 노드는,
상기 Announce Packet에 포함된 hop 값(Hop) 또는 전송 순번(Seq Num) 정보가 유효하지 않은 경우 해당 Announce Packet를 폐기하는 것을 특징으로 하는 FIB 운영 방법.
3. The method of claim 2,
The CCN node, which has received the Announce Packet,
And if the hop value (Hop) or the transmission order number (Seq Num) information included in the announcement packet is invalid, the announcing packet is discarded.
제 1항에 있어서,
상기 CCN 노드 중 콘텐츠 소비자(Consumer)는 콘텐츠를 요청하기 위한 Interest Packet을 생성하기 전에, 자신의 FIB를 검색하여 요청하고자 하는 콘텐츠 정보가 FIB에 등록된 경우에 Interest Packet을 생성하는 것을 특징으로 하는 FIB 운영 방법.
The method according to claim 1,
The content consumer of the CCN node searches the FIB of its own before generating an Interest Packet for requesting the content and generates an Interest Packet when the content information to be requested is registered in the FIB. How to operate.
제 1항에 있어서,
상기 CCN 통신은 유선 네트워크 환경 또는 무선 애드혹(Ad-Hoc) 네트워크 환경에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 FIB 운영 방법.The method according to claim 1,
Wherein the CCN communication is performed in a wired network environment or a wireless ad-hoc network environment.
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