一種ccn的分布式移動(dòng)性數(shù)據(jù)傳輸方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種CCN的分布式移動(dòng)性數(shù)據(jù)傳輸方法。本方法為：1）接收者從接入路由器AR1移動(dòng)到與路由器AR2的重疊區(qū)域時(shí)，發(fā)送一包含該AR2標(biāo)識(shí)信息的消息HI給AR1；2）當(dāng)AR1接收到該HI時(shí)，從請(qǐng)求列表PIT中查找該接收者對(duì)應(yīng)的內(nèi)容名字，并與該AR2的標(biāo)識(shí)構(gòu)造一信令消息，刪除對(duì)應(yīng)的PIT條目；3）AR1沿著該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的逆向路徑發(fā)送該信令消息，確定出分支節(jié)點(diǎn)；分支節(jié)點(diǎn)將PIT中對(duì)應(yīng)的條目指向該AR2并繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該信令消息，后續(xù)路由器建立該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的PIT條目并將下一跳接口指向AR2；4）從分支節(jié)點(diǎn)到AR2的中間路由器建立該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的PIT條目。本發(fā)明避免了切換時(shí)延和巨大網(wǎng)絡(luò)開銷。
【專利說(shuō)明】一種CCN的分布式移動(dòng)性數(shù)據(jù)傳輸方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種數(shù)據(jù)傳輸方法，尤其涉及一種CCN的分布式移動(dòng)性數(shù)據(jù)傳輸方法，屬于移動(dòng)通信【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，新的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層出不窮，致使傳統(tǒng)IP技術(shù)面臨眾多挑戰(zhàn)。特別是移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展以及物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等新興數(shù)據(jù)應(yīng)用的涌現(xiàn)，正在逐漸改變互聯(lián)網(wǎng)用戶獲取服務(wù)資源的傳統(tǒng)模式，使互聯(lián)網(wǎng)逐步從互聯(lián)互通的基本功能向支撐海量數(shù)據(jù)交互的需求發(fā)展，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全、高效移動(dòng)等都提出新的挑戰(zhàn)。
[0003]近些年，研究者使用了很多方法和手段來(lái)完善和優(yōu)化現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)，使其支持更大規(guī)模、更高效率的數(shù)據(jù)資源獲取，如在互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)方面建設(shè)了越來(lái)越多的數(shù)據(jù)中心，在傳輸層面越來(lái)越廣泛地使用P2P等優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)，但是這些“打補(bǔ)丁”的方式使得傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)越來(lái)越冗余，功能越來(lái)越復(fù)雜。為此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開展了對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重新設(shè)計(jì)的諸多研究，并將其提升到了國(guó)家戰(zhàn)略高度，旨在從根本上考慮解決當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)支撐高效數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?wèn)題。以信息為中心的未來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系(Information Centric Networking,ICN)，通過(guò)以標(biāo)識(shí)的內(nèi)容取代主機(jī)的地址，實(shí)現(xiàn)基于內(nèi)容名字尋址與路由的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，得到了廣泛的關(guān)注，其中“內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)”(Content-Centric Networking,CCN)是其中最為典型的代表方案。與傳統(tǒng)方式相比，CCN基于內(nèi)容名字的尋址路由致力于改變現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)通信模式，從關(guān)注于“資源在哪里”轉(zhuǎn)變?yōu)椤百Y源是什么”，從實(shí)現(xiàn)基于端地址的轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榛谫Y源名字的轉(zhuǎn)發(fā)，從而能一定程度上解決路由可擴(kuò)展性、數(shù)據(jù)分發(fā)效率等問(wèn)題。
[0004]CCN通過(guò)對(duì)內(nèi)容的直接命名和基于該名字的尋址支持對(duì)內(nèi)容本身的緩存,并通過(guò)全分布式的逐跳尋址方式保證了對(duì)海量?jī)?nèi)容尋址的效率，其基本的通信模式如圖1所示。
[0005]對(duì)某些內(nèi)容的請(qǐng)求(Interest)被發(fā)送給一個(gè)路由器，路由器維護(hù)一個(gè)等待的Interest 表(PIT, Pending Interest Table),該表中維護(hù)了接收到 Interest 但是還沒有收到對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)包的內(nèi)容信息，這樣CCN路由器就不會(huì)重復(fù)地發(fā)送Interest，從而起到一定程度的聚合作用。PIT中還包含了某個(gè)內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求接口，從而可以在接收到對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)后傳回到請(qǐng)求的接口。另外，內(nèi)容緩存(CS，Content Store)用于緩存接收到的數(shù)據(jù)包，當(dāng)下次再有該內(nèi)容的請(qǐng)求時(shí)，路由器可以直接用CS中的數(shù)據(jù)予以響應(yīng)。轉(zhuǎn)發(fā)信息表(Forwarding Information Base,FIB)類似于IP網(wǎng)絡(luò)中的路由表,指示某個(gè)內(nèi)容應(yīng)該從哪個(gè)接口去請(qǐng)求。
[0006]伴隨著社會(huì)生活節(jié)奏的加快，移動(dòng)通信的發(fā)展也在改變著人與人之間的溝通方式。因此，隨著第三代移動(dòng)通信技術(shù)在中國(guó)的部署與發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的概念已經(jīng)深入人心，成為了未來(lái)信息通信業(yè)的發(fā)展重心。而移動(dòng)性支持技術(shù)是支撐移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)最為重要的技術(shù)之一。
[0007]雖然在CCN中，內(nèi)容的路由和尋址擺脫了對(duì)于標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn)位置信息的IP地址的強(qiáng)依賴，路由依靠?jī)?nèi)容名字逐跳建立，接收節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到新的位置之后，可以通過(guò)重新發(fā)送內(nèi)容請(qǐng)求消息繼續(xù)通信過(guò)程，但是如何有效地利用CCN固有的緩存機(jī)制實(shí)現(xiàn)接收節(jié)點(diǎn)快速切換是一個(gè)值得研究的問(wèn)題(參考文獻(xiàn):B.Ahlgren，et al.，A Survey ofInformation-Centric Networking(Draft)，in Proceedings of Information-CentricNetworking Seminar，F(xiàn)ebruary2011)。當(dāng)前的主要研究思路分為兩類:
[0008]I)基于集中式的位置管理:如Do-hyung Kim等人將CCN的業(yè)務(wù)類型分為實(shí)時(shí)流量和非實(shí)時(shí)流量，并針對(duì)性地提出接收者切換管理機(jī)制，其核心思想是在網(wǎng)絡(luò)中部署存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)位置信息的匯聚節(jié)點(diǎn)(Rendezvous point)(參考文獻(xiàn):D.Kim，et al.，MobilitySupport in Content Centric Networks, in Proceedings of the ICN workshop onInformation-centric networking, Helsinki, Finland, August2012.)。但該方案仍然存在可擴(kuò)展性差，而且不能很好地兼容CCN去中心化特征的問(wèn)題；
[0009]2)基于接入網(wǎng)的代理方式:如J.Lee和D.Kim等人提出基于代理的移動(dòng)性管理機(jī)制(參考文獻(xiàn):J.Lee，D.kim，M-W.Jang，and B-J.Lee, Proxy-based MobilityManagement Scheme in Mobile Content Centric Networking(CCN) environments，inProceedings of29th International Conference on Consumer Electronics (ICCE)，LasVegas, USA, January2011 ； J.Lee,and D.Kimj Proxy-assisted Content SharingUsing Content Centric Networking(CCN) for Resource-limited Mobile ConsumerDevices,IEEE Transactions on Consumer Electronics，57(2):477-483，June 2011.；Soon Y.0hj Davide Lauj and Mario Gerlaj Content Centric Networking in Tactical andEmergency MANETsj in Proceedings of the3rd IFIPj Venice, Italy, 0ctober2010.;)，以解決接收者移動(dòng)過(guò)程中的數(shù)據(jù)包丟失問(wèn)題。但該機(jī)制并沒有很好地利用CCN固有的緩存資源，從而支持1?效的接收者移動(dòng)。
[0010]此外，內(nèi)容發(fā)布者也可能是一個(gè)移動(dòng)的設(shè)備。Sape Mullender分析了 CCN中源移動(dòng)的問(wèn)題:不僅面臨巨大的路由收斂問(wèn)題，而且可能會(huì)由于源節(jié)點(diǎn)移動(dòng)造成內(nèi)容驗(yàn)證的困難(參考:http://www.ccnx.0rg/pipermai I/ccnx-users/attachments/20110919/71193aec/)。當(dāng)前的解決方案主要分為兩類:
[0011]I)基于隧道的方式:如Jihoon Lee分析了 CCN中源節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的問(wèn)題，并提出了基于隧道轉(zhuǎn)發(fā)的源移動(dòng)解決方案(參考:J.Lee，S.Cho and D.Kim, Device MobilityManagement in Content-Centric Networking, IEEE Communications Magazine, 50 (12):28-34, December2012.)。但基于隧道的方式在海量數(shù)據(jù)交互中會(huì)引入巨大的額外開銷；
[0012]2)基于有狀態(tài)的路由機(jī)制:如Dookyoon Han等提出了 PMC (Publisher Mobilityin CCN)，在路由器的轉(zhuǎn)發(fā)表中建立兩種條目:穩(wěn)定條目和動(dòng)態(tài)條目，其中的動(dòng)態(tài)條目用于存儲(chǔ)源節(jié)點(diǎn)移動(dòng)后的新位置信息，從而可以保證源節(jié)點(diǎn)移動(dòng)之后的路由重定向(參考文獻(xiàn):D.Hanj M.Lee, K.Choj Ted “Taekyoung”Kwonj and Y.Choi, PMC!Publisher MobilitySupport for Mobile Broadcasting in Content Centric Networks, in Proceedings ofAsiaFI2012summer school, Kyoto, Japan, August2012.)。F.Hermans 等人也提出類似思路的源節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性支持方案(F.Hermans，Ε.Ngai，and P.Gunningbergj Mobile Sources in anInformation-Centric Network with Hierarchical Names:An Indirection Approach, inProceedings of the7th Swedish National Computer Networking Workshop, Linkoping,June2011.)。但這類解決方案對(duì)核心網(wǎng)路由器造成更大的狀態(tài)維護(hù)負(fù)擔(dān)，會(huì)嚴(yán)重影響CCN環(huán)境中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的效率。
[0013]本發(fā)明基于CCN通信機(jī)理，提出一種全分布式的移動(dòng)性管理協(xié)議，不僅支持接收者的快速切換，而且能夠顯著減少某些點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信場(chǎng)景下源節(jié)點(diǎn)移動(dòng)引起的協(xié)議開銷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種CCN的分布式移動(dòng)性數(shù)據(jù)傳輸方法。由于在基本的CCN協(xié)議中，如果一個(gè)接收節(jié)點(diǎn)移動(dòng)，那么會(huì)在舊的數(shù)據(jù)傳輸鏈路上遺留下大量可能無(wú)用的PIT信息，這些PIT信息如果沒有被刪除，仍將會(huì)被用于回傳數(shù)據(jù)。但是由于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)切換到新的位置，所以根本接收不到這些數(shù)據(jù)從而浪費(fèi)資源。另一方面，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)切換到新的位置后，只能通過(guò)主動(dòng)的觸發(fā)或被動(dòng)的超時(shí)來(lái)進(jìn)行Interest的重新發(fā)送,建立新的路徑上的PIT條目，顯然造成較大的切換時(shí)延。
[0015]對(duì)于發(fā)布節(jié)點(diǎn)而言，當(dāng)前的CCN并不區(qū)分該發(fā)布者所參與的業(yè)務(wù)類型(如廣播型的業(yè)務(wù)還是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的業(yè)務(wù))，僅通過(guò)在新的位置重新進(jìn)行前綴通告來(lái)更新網(wǎng)絡(luò)中路由器的FIB條目，從而使其能繼續(xù)接收到請(qǐng)求其數(shù)據(jù)的Interest。雖然對(duì)于廣播型的業(yè)務(wù)而言(如發(fā)布者是一個(gè)視頻源)，這樣的方式可以保證任何時(shí)間都能使該發(fā)布者接收到請(qǐng)求數(shù)據(jù)的Interest。但是對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的業(yè)務(wù)(如語(yǔ)音或視頻對(duì)話)，這樣的盲目泛洪會(huì)造成巨大的網(wǎng)絡(luò)開銷，而且時(shí)延過(guò)長(zhǎng)，嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0017]一種CCN的分布式移動(dòng)性數(shù)據(jù)傳輸方法，其中移動(dòng)者為接收者，其步驟為:
[0018]I)接收者從當(dāng)前的接入路由器ARl移動(dòng)到ARl與另一接入路由器AR2的重疊區(qū)域時(shí)，該接收者發(fā)送一包含該AR2標(biāo)識(shí)信息的切換初始化消息HI給該ARl ；
[0019]2)當(dāng)該ARl接收到該HI消息時(shí)，從自己的請(qǐng)求列表PIT中查找該接收者對(duì)應(yīng)的內(nèi)容名字，并用該內(nèi)容名字和該AR2的標(biāo)識(shí)構(gòu)造一信令消息；所述信令消息包括目標(biāo)接入路由器、切換所對(duì)應(yīng)的接收者、需要中間路由器處理的內(nèi)容名字；并且該ARl刪除該接收者對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求表PIT條目；
[0020]3)該ARl沿著該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)信息表FIB的逆向路徑發(fā)送該信令消息，中間路由器判斷自己的轉(zhuǎn)發(fā)信息表FIB中該內(nèi)容名字的發(fā)布者的接口和該AR2的接口是否相同，如果相同，則該中間路由器刪除該接收者對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求表PIT條目并繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該信令消息；如果不同，則該中間路由器為該接收者路徑切換的分支節(jié)點(diǎn)，并將自己請(qǐng)求列表PIT中該接收者對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求表PIT條目指向該AR2并繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該信令消息，后續(xù)路由器建立該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的PIT條目，并將下一跳接口指向目標(biāo)接入路由器AR2 ；
[0021]4)從該分支節(jié)點(diǎn)到該AR2的中間路由器建立該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的PIT條目，用于接收對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并將其發(fā)送給進(jìn)入該AR2的該接收者。
[0022]進(jìn)一步的，采用CCN的層次化命名機(jī)制建立該信令消息。
[0023]進(jìn)一步的，該信令消息的名字格式為:/AR/handover_receiver/content ;其中，AR為目標(biāo)接入路由器，handover-receiver表示這個(gè)消息是用于某個(gè)接收者的切換過(guò)程，content為需要中間路由器處理的內(nèi)容的名字。
[0024]進(jìn)一步的，該信令消息中設(shè)有一個(gè)Ibit的標(biāo)志位，當(dāng)某中間路由器確定為所述分支節(jié)點(diǎn)后，將該標(biāo)志位設(shè)置為I ;所述中間路由器檢測(cè)該信令消息中的標(biāo)志位，如果其值為I，則不再進(jìn)行接口的對(duì)比，直接建立該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的pit條目，并將下一跳接口指向目標(biāo)接入路由器AR2。
[0025]進(jìn)一步的，該信令消息中包含一定時(shí)器，該逆向路徑中的中間路由器在接收到該信令消息后，將調(diào)整的FIB或PIT狀態(tài)綁定到該定時(shí)器；如果該定時(shí)器超時(shí)，但是該中間路由器沒有收到該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)或該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)請(qǐng)求時(shí)，則將該調(diào)整的FIB或PIT狀態(tài)刪除。
[0026]一種CCN的分布式移動(dòng)性數(shù)據(jù)傳輸方法，其中移動(dòng)者為發(fā)布者，其步驟為:
[0027]I)發(fā)布者從當(dāng)前的接入路由器ARl移動(dòng)到ARl與另一接入路由器AR2的的重疊區(qū)域時(shí)，該接收者發(fā)送一包含該AR2標(biāo)識(shí)信息的切換初始化消息HI給該接入路由器ARl ；
[0028]2)當(dāng)該ARl接收到該HI消息時(shí)，從自己的請(qǐng)求列表PIT中查找該發(fā)布者對(duì)應(yīng)的內(nèi)容名字，并用該內(nèi)容名字和該AR2的標(biāo)識(shí)構(gòu)造一信令消息；所述信令消息包括目標(biāo)接入路由器、切換所對(duì)應(yīng)的發(fā)布者、需要中間路由器處理的內(nèi)容名字；并且該ARl刪除該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)信息表FIB ；
[0029]3)該ARl沿著該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求列表PIT條目的逆向路徑發(fā)送該信令消息，中間路由器判斷自己的轉(zhuǎn)發(fā)信息表FIB中AR2的接口和該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求列表PIT條目的接口是否相同，如果相同，則該中間路由器刪除該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)信息表FIB，并繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該信令消息；如果不同，則該中間路由器為該發(fā)布者路徑切換的分支節(jié)點(diǎn)，并將自己轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求信息表FIB中該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)信息請(qǐng)求表指向該AR2，然后將該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的PIT條目復(fù)制到該信令消息并繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該信令消息；
[0030]4)從該分支節(jié)點(diǎn)到該AR2的中間路由器建立該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的PIT條目和FIB條目，用于接收對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)和請(qǐng)求，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給對(duì)應(yīng)的接收者，將請(qǐng)求發(fā)送給進(jìn)入該AR2的該發(fā)布者。
[0031]進(jìn)一步的，采用CCN的層次化命名機(jī)制建立該信令消息。
[0032]進(jìn)一步的，該信令消息的名字格式為:/AR/handover-publisher/content ;其中，AR為目標(biāo)接入路由器，handover-publisher表示這個(gè)消息是用于某個(gè)發(fā)布的切換過(guò)程，content為需要中間路由器處理的內(nèi)容的名字。
[0033]進(jìn)一步的，該信令消息中設(shè)有一個(gè)Ibit的標(biāo)志位，當(dāng)某中間路由器確定為所述分支節(jié)點(diǎn)后，將該標(biāo)志位設(shè)置為I ;所述中間路由器檢測(cè)該信令消息中的標(biāo)志位，如果其值為I，則不再進(jìn)行接口的對(duì)比，直接建立該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的pit條目，并將下一跳接口指向目標(biāo)接入路由器AR2。
[0034]進(jìn)一步的，該信令消息中包含一定時(shí)器，該逆向路徑中的中間路由器在接收到該信令消息后，將調(diào)整的FIB或PIT狀態(tài)綁定到該定時(shí)器；如果該定時(shí)器超時(shí)，但該中間路由器沒有收到該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)或該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求時(shí)，則將該調(diào)整的FIB或PIT狀態(tài)刪除。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果為:
[0036]I)通過(guò)CCN的層次化命名機(jī)制，可以對(duì)接入路由器進(jìn)行標(biāo)識(shí)；
[0037]2)提出一種新的信令消息，用于發(fā)現(xiàn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)前和移動(dòng)后的路徑的分支節(jié)點(diǎn)；克服了現(xiàn)有的移動(dòng)更新位置所造成的巨大網(wǎng)絡(luò)開銷。
[0038]3)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)之前觸發(fā)切換過(guò)程，并通過(guò)該信令消息調(diào)整路徑上的路由狀態(tài)，從而使得接收者切換后能盡快繼續(xù)接收數(shù)據(jù)，而發(fā)布者可以盡快繼續(xù)接收到請(qǐng)求其數(shù)據(jù)的 Interest。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1為CCN基本通信模式；
[0040]圖2為本發(fā)明移動(dòng)性數(shù)據(jù)傳輸方法流程圖；
[0041]圖3為接收者切換流程圖；
[0042]圖4為發(fā)布者切換流程圖；
[0043]圖5為接收者移動(dòng)示例圖；
[0044]圖6為發(fā)布者移動(dòng)示例圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]I)基于分支節(jié)點(diǎn)的切換架構(gòu)
[0046]本發(fā)明所提出的CCN移動(dòng)性傳輸架構(gòu)如圖2所示，該架構(gòu)采用分布式的機(jī)制，所以沒有引入任何代理節(jié)點(diǎn)和特殊功能的集中式服務(wù)器。而是通過(guò)CCN的基本路由機(jī)制來(lái)逐跳地修改舊路徑(切換前的數(shù)據(jù)傳輸路徑)和新路徑(切換后的數(shù)據(jù)傳輸路徑)上路由器的路由狀態(tài)。
[0047]對(duì)于接收者移動(dòng)而言，需要在分支節(jié)點(diǎn)(Branching Node, BN)之前的路由器上刪除對(duì)應(yīng)內(nèi)容的PIT條目，而在分支節(jié)點(diǎn)之后的路由器上建立對(duì)應(yīng)內(nèi)容的PIT條目，并將Face(即CCN中FIB/PIT描述的下一跳的接口)指向新的AR。這樣就保證了移動(dòng)接收者發(fā)生切換后，舊的路徑不再繼續(xù)接收數(shù)據(jù)，而接收者想要的數(shù)據(jù)能夠盡快通過(guò)新的路徑發(fā)送到目標(biāo)位置。
[0048]對(duì)于發(fā)布者而言，需要在分支節(jié)點(diǎn)的路由器上刪除對(duì)應(yīng)內(nèi)容的FIB條目，而在分支節(jié)點(diǎn)之后的路由器上建立對(duì)應(yīng)內(nèi)容的FIB條目，并將Face指向新的AR，并建立對(duì)應(yīng)的PIT條目。這樣就保證了發(fā)布者發(fā)生切換后，舊的路徑不再繼續(xù)接收Interest，而發(fā)布者能夠盡快地從新的位置繼續(xù)接收Interest并發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0049]2)擴(kuò)展的信令消息
[0050]為了提前的觸發(fā)切換并同步舊的路徑上的路由狀態(tài)，本發(fā)明提出一個(gè)新的信令消息，稱之為Control消息。該Control消息可具有和Interest類似的結(jié)構(gòu)(可以通過(guò)一個(gè)標(biāo)志位與Interest進(jìn)行區(qū)分，本發(fā)明不予限定其實(shí)現(xiàn)方法)，其包含的名字格式如下:
[0051]/AR/handover-receiver/content
[0052]第一部分標(biāo)識(shí)目標(biāo)接入路由器(Access Router，AR)，第二部分表示這個(gè)消息是用于某個(gè)接收者的切換過(guò)程，最后的部分為需要中間路由器處理的內(nèi)容的名字。此外，在這個(gè)消息中需要有一個(gè)Ι-bit的標(biāo)志位，用于標(biāo)識(shí)是否找到了舊路徑和新路徑的分支節(jié)點(diǎn)。
[0053]類似地，為了觸發(fā)發(fā)布者的切換以及進(jìn)行路由狀態(tài)的同步，也采用類似的消息，但是其名字格式為
[0054]/AR/handover-pubIi sher/content
[0055]第一部分標(biāo)識(shí)目標(biāo)接入路由器(Access Router，AR)，第二部分表示這個(gè)消息是用于某個(gè)發(fā)布者的切換過(guò)程，最后的部分為需要中間路由器處理的內(nèi)容的名字。此外，在這個(gè)消息中也采用一個(gè)Ι-bit的標(biāo)志位，用于標(biāo)識(shí)是否找到了舊路徑和新路徑的分支節(jié)點(diǎn)。
[0056]3)接收者移動(dòng)
[0057]接收者移動(dòng)的流程如圖3所示。這個(gè)Control消息沿著該內(nèi)容傳輸?shù)哪嫦蚵窂絺鬏?，中間的路由器在接收到這個(gè)消息之后，意識(shí)到這是一個(gè)接收者移動(dòng)的過(guò)程，因此就會(huì)比較對(duì)應(yīng)內(nèi)容源的FIB條目和目標(biāo)路由器的FIB條目，如果這兩個(gè)條目不同(如當(dāng)N3接收到control消息時(shí)，內(nèi)容源的FIB是指向BN節(jié)點(diǎn)的；而目標(biāo)路由器，即新AR，的FIB也是指向BN的，所以N3就認(rèn)為自己不是分支。相反，當(dāng)BN接收到的時(shí)候，內(nèi)容的FIB是指向N2，而新AR的FIB是指向N5，就認(rèn)為自己是分支。)，說(shuō)明這個(gè)路由器就是新的路徑和舊的路徑的分支節(jié)點(diǎn)，然后該路由器更新該內(nèi)容的PIT條目，對(duì)應(yīng)的Face (即CCN中FIB/PIT描述的下一跳的接口)為目標(biāo)接入路由器，并將對(duì)應(yīng)的內(nèi)容發(fā)向新的接入路由器。此外，該路由器需要將Control消息中的Ι-bit標(biāo)志位置為1，表示已經(jīng)選擇了分支節(jié)點(diǎn)。這樣，繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該消息時(shí)，分支節(jié)點(diǎn)到新接入位置(切換到的目的地)AR2之間的路由器將不再進(jìn)行Face的對(duì)t匕，而是直接建立該內(nèi)容的PIT條目，并將Face指向目標(biāo)接入路由器AR2。
[0058]4)發(fā)布者移動(dòng)
[0059]發(fā)布者移動(dòng)的流程如圖4所示。Control消息沿著Interest傳輸逆向路徑傳輸，中間的每個(gè)路由器需要比較目標(biāo)接入路由器的FIB條目和該內(nèi)容的PIT條目，如果Face不同，說(shuō)明該路由器即為舊的數(shù)據(jù)傳輸路徑和新的數(shù)據(jù)傳輸路徑的分支節(jié)點(diǎn)。然后該路由器構(gòu)造FIB條目，將從Control中提取出來(lái)的名字映射到新的接入路由器，并將對(duì)應(yīng)的Interest消息發(fā)送到該接口去。此外，分支節(jié)點(diǎn)還需要將Control中的l_bit標(biāo)志位置為1，并將該內(nèi)容對(duì)應(yīng)的PIT復(fù)制到Control消息中。而隨后的路由器僅需要根據(jù)Control構(gòu)造FIB條目和PIT條目并轉(zhuǎn)發(fā)Interest消息。
[0060]5)錯(cuò)誤處理
[0061]為了預(yù)先觸發(fā)切換并提高移動(dòng)用戶的體驗(yàn)，本專利所提的移動(dòng)性管理機(jī)制采用了快速切換的思想，即由終端將目標(biāo)接入路由器的信息預(yù)先告知當(dāng)前的接入路由器。這種基于預(yù)測(cè)的切換很顯然帶有一定的錯(cuò)誤可能(移動(dòng)節(jié)點(diǎn)并沒有移動(dòng)到預(yù)測(cè)的目標(biāo)接入路由器)。在實(shí)際情況中，這種基于預(yù)測(cè)的切換分為兩個(gè)階段:移動(dòng)節(jié)點(diǎn)斷開當(dāng)前接入網(wǎng)絡(luò)的連接，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)連接到新的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。很顯然，在基于預(yù)測(cè)的切換過(guò)程中，一般來(lái)講第一個(gè)過(guò)程是一定會(huì)發(fā)生的，主要的問(wèn)題存在于第二個(gè)階段的不確定性。為了處理錯(cuò)誤預(yù)測(cè)，本專利提出在實(shí)際操作中Control信令需要包含一個(gè)定時(shí)器，那么接收到該消息的所有中間路由器，都將調(diào)整的FIB或PIT狀態(tài)綁定到該定時(shí)器。如果該定時(shí)器超時(shí)，但是路由器仍然沒有收到對(duì)應(yīng)的內(nèi)容(接收者正在請(qǐng)求的內(nèi)容)或?qū)?yīng)該內(nèi)容的請(qǐng)求Interest時(shí)，就認(rèn)為發(fā)生了錯(cuò)誤的預(yù)測(cè)從而將該狀態(tài)刪除。那么接下來(lái)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在新的接入位置必然會(huì)采用基本的CCN機(jī)制來(lái)重新發(fā)送Interest或內(nèi)容通告。
[0062]實(shí)例
[0063]為了更清楚地展示本專利所提切換流程，本部分將分別對(duì)接收者移動(dòng)和發(fā)布者移動(dòng)的過(guò)程進(jìn)行舉例說(shuō)明。
[0064]I)接收者移動(dòng)
[0065]在本例中，移動(dòng)接收者從ARl切換到AR2，如圖5所示。
[0066]主要流程包括:[0067]I)當(dāng)移動(dòng)接收者移動(dòng)到ARl和AR2的重疊區(qū)域時(shí)，預(yù)測(cè)到可能的切換；
[0068]2)為了觸發(fā)移動(dòng)性管理，移動(dòng)接收者向ARl發(fā)送切換初始化消息(HandoverInitiation, HI),該消息可以完全借鑒IPv6快速切換(參考文獻(xiàn):R.KoodlijMobileIPv6Fast Handovers, IETF RFC5268, June2008)中的觸發(fā)消息，但是包含AR2的標(biāo)識(shí)信息；
[0069]3)當(dāng)ARl接收到HI消息時(shí)，需要檢查自己的PIT從而找出該接收者對(duì)應(yīng)的內(nèi)容名字，并用該內(nèi)容名字和AR2的標(biāo)識(shí)構(gòu)造ContiOl消息中的名字。另外，ARl將刪除掉對(duì)應(yīng)的PIT條目(PIT表包含對(duì)應(yīng)多個(gè)內(nèi)容的請(qǐng)求條目，每個(gè)條目包含所請(qǐng)求的內(nèi)容,接收到請(qǐng)求的接口，以及請(qǐng)求發(fā)送出去的接口)，因?yàn)樵摻邮照呒磳㈦x開。沿著該內(nèi)容的FIB的逆向路徑，ARl轉(zhuǎn)發(fā)ControI消息。中間路由器判斷自己FIB中該內(nèi)容的發(fā)布者的接口和AR2的接口是否相同，如果相同，這個(gè)路由器將像ARl —樣刪除掉對(duì)應(yīng)內(nèi)容的PIT，并繼續(xù)沿著內(nèi)容傳輸?shù)哪嫦蚵窂街鹛D(zhuǎn)發(fā)該Control消息。
[0070]4)如果不同，這個(gè)路由器將認(rèn)為自己是切換前后路徑的分支節(jié)點(diǎn)，從而調(diào)整對(duì)應(yīng)內(nèi)容的PIT條目指向AR2。另外，該路由器還將把Control中的l_bit標(biāo)志位設(shè)置為1，表示已經(jīng)選擇了分支節(jié)點(diǎn)。
[0071]5)那么從分支節(jié)點(diǎn)到AR2的后續(xù)路由器將只建立該內(nèi)容對(duì)應(yīng)的PIT條目，為即將接收到的內(nèi)容做準(zhǔn)備。這樣當(dāng)移動(dòng)接收者移動(dòng)到AR2之后，就可以立即接收到期望的那內(nèi)容。
[0072]2)發(fā)布者移動(dòng)
[0073]在本例中，移動(dòng)發(fā)布者從ARl切換到AR2，如圖6所示。
[0074]主要流程包括:
[0075]I)當(dāng)移動(dòng)發(fā)布者移動(dòng)到ARl和AR2的重疊區(qū)域時(shí)，預(yù)測(cè)到可能的切換；
[0076]2)為了觸發(fā)移動(dòng)性管理，移動(dòng)發(fā)布者向ARl發(fā)送切換初始化消息(HandoverInitiation, HI),該消息可以完全借鑒IPv6快速切換(參考文獻(xiàn):R.KoodlijMobileIPv6Fast Handovers, IETF RFC5268, June2008)中的觸發(fā)消息，但是包含AR2的標(biāo)識(shí)信息；
[0077]3)當(dāng)ARl接收到HI消息時(shí)，需要檢查自己的FIB從而找出該發(fā)布者對(duì)應(yīng)的內(nèi)容名字，并用該內(nèi)容名字和AR2的標(biāo)識(shí)構(gòu)造ContiOl消息中的名字。另外，ARl將刪除掉對(duì)應(yīng)的FIB,因?yàn)樵摪l(fā)布者即將離開。沿著該內(nèi)容的PIT的逆向路徑，ARl轉(zhuǎn)發(fā)Control消息。中間路由器判斷自己FIB中AR2的接口和該內(nèi)容的PIT條目對(duì)應(yīng)接口是否相同，如果相同，這個(gè)路由器將像ARl —樣刪除掉對(duì)應(yīng)內(nèi)容的FIB，并沿著該內(nèi)容的PIT條目的逆向路徑繼續(xù)逐跳轉(zhuǎn)發(fā)該Control消息。
[0078]4)如果不同，這個(gè)路由器將認(rèn)為自己是切換前后路徑的分支節(jié)點(diǎn)，從而調(diào)整對(duì)應(yīng)內(nèi)容的FIB指向AR2。另外，該路由器還將把Control中的l_bit標(biāo)志位設(shè)置為1，表示已經(jīng)選擇了分支節(jié)點(diǎn)，并將對(duì)應(yīng)內(nèi)容的PIT條目復(fù)制到Control消息中。
[0079]5)那么從分支節(jié)點(diǎn)到AR2的后續(xù)路由器將只建立該內(nèi)容對(duì)應(yīng)的PIT條目和FIB條目，為即將接收到的內(nèi)容和Interest做準(zhǔn)備。這樣當(dāng)移動(dòng)發(fā)布者移動(dòng)到AR2之后，就可以立即接收到對(duì)應(yīng)的Interest并能立即轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.一種CCN的分布式移動(dòng)性數(shù)據(jù)傳輸方法，其中移動(dòng)者為接收者，其步驟為: 1)接收者從當(dāng)前的接入路由器ARl移動(dòng)到ARl與另一接入路由器AR2的重疊區(qū)域時(shí)，該接收者發(fā)送一包含該AR2標(biāo)識(shí)信息的切換初始化消息HI給該ARl ； 2)當(dāng)該ARl接收到該HI消息時(shí)，從自己的請(qǐng)求列表PIT中查找該接收者對(duì)應(yīng)的內(nèi)容名字，并用該內(nèi)容名字和該AR2的標(biāo)識(shí)構(gòu)造一信令消息；所述信令消息包括目標(biāo)接入路由器、切換所對(duì)應(yīng)的接收者、需要中間路由器處理的內(nèi)容名字；并且該ARl刪除該接收者對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求表PIT條目； 3)該ARl沿著該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)信息表FIB的逆向路徑發(fā)送該信令消息，中間路由器判斷自己的轉(zhuǎn)發(fā)信息表FIB中該內(nèi)容名字的發(fā)布者的接口和該AR2的接口是否相同，如果相同，則該中間路由器刪除該接收者對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求表PIT條目并繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該信令消息；如果不同，則該中間路由器為該接收者路徑切換的分支節(jié)點(diǎn)，并將自己請(qǐng)求列表PIT中該接收者對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求表PIT條目指向該AR2并繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該信令消息，后續(xù)路由器建立該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的PIT條目，并將下一跳接口指向目標(biāo)接入路由器AR2 ； 4)從該分支節(jié)點(diǎn)到該AR2的中間路由器建立該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的PIT條目，用于接收對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并將其發(fā)送給進(jìn)入該AR2的該接收者。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于采用CCN的層次化命名機(jī)制建立該信令消息。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于該信令消息的名字格式為:/AR/handover-receiver/content ;其中，AR 為目標(biāo)接入路由器，handover-receiver 表不這個(gè)消息是用于某個(gè)接收者的切換過(guò)程，content為需要中間路由器處理的內(nèi)容的名字。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其特征在于該信令消息中設(shè)有一個(gè)Ibit的標(biāo)志位，當(dāng)某中間路由器確定為所述分支節(jié)點(diǎn)后，將該標(biāo)志位設(shè)置為I ;所述中間路由器檢測(cè)該信令消息中的標(biāo)志位，如果其值為1，則不再進(jìn)行接口的對(duì)比，直接建立該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的PIT條目，并將下一跳接口指向目標(biāo)接入路由器AR2。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其特征在于該信令消息中包含一定時(shí)器，該逆向路徑中的中間路由器在接收到該信令消息 后，將調(diào)整的FIB或PIT狀態(tài)綁定到該定時(shí)器；如果該定時(shí)器超時(shí)，但是該中間路由器沒有收到該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)或該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)請(qǐng)求時(shí)，則將該調(diào)整的FIB或PIT狀態(tài)刪除。
6.一種CCN的分布式移動(dòng)性數(shù)據(jù)傳輸方法，其中移動(dòng)者為發(fā)布者，其步驟為: 1)發(fā)布者從當(dāng)前的接入路由器ARl移動(dòng)到ARl與另一接入路由器AR2的重疊區(qū)域時(shí)，該接收者發(fā)送一包含該AR2標(biāo)識(shí)信息的切換初始化消息HI給該接入路由器ARl ； 2)當(dāng)該ARl接收到該HI消息時(shí)，從自己的請(qǐng)求列表PIT中查找該發(fā)布者對(duì)應(yīng)的內(nèi)容名字，并用該內(nèi)容名字和該AR2的標(biāo)識(shí)構(gòu)造一信令消息；所述信令消息包括目標(biāo)接入路由器、切換所對(duì)應(yīng)的發(fā)布者、需要中間路由器處理的內(nèi)容名字；并且該ARl刪除該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)信息表FIB ； 3)該ARl沿著該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求列表PIT條目的逆向路徑發(fā)送該信令消息，中間路由器判斷自己的轉(zhuǎn)發(fā)信息表FIB中AR2的接口和該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求列表PIT條目的接口是否相同，如果相同，則該中間路由器刪除該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)信息表FIB，并繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該信令消息；如果不同，則該中間路由器為該發(fā)布者路徑切換的分支節(jié)點(diǎn)，并將自己轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求信息表FIB中該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)信息請(qǐng)求表指向該AR2，然后將該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的PIT條目復(fù)制到該信令消息并繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該信令消息； 4)從該分支節(jié)點(diǎn)到該AR2的中間路由器建立該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的PIT條目和FIB條目，用于接收對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)和請(qǐng)求，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給對(duì)應(yīng)的接收者，將請(qǐng)求發(fā)送給進(jìn)入該AR2的該發(fā)布者。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于采用CCN的層次化命名機(jī)制建立該信令消息。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于該信令消息的名字格式為:/AR/handover-publisher/content ;其中，AR 為目標(biāo)接入路由器，handover-publisher 表不這個(gè)消息是用于某個(gè)發(fā)布的切換過(guò)程，content為需要中間路由器處理的內(nèi)容的名字。
9.如權(quán)利要求6或7或8所述的方法，其特征在于該信令消息中設(shè)有一個(gè)Ibit的標(biāo)志位，當(dāng)某中間路由器確定為所述分支節(jié)點(diǎn)后，將該標(biāo)志位設(shè)置為I ;所述中間路由器檢測(cè)該信令消息中的標(biāo)志位，如果其值為1，則不再進(jìn)行接口的對(duì)比，直接建立該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的PIT條目和FIB條目，并將下一跳接口分別指向接收該信令消息的接口和目標(biāo)接入路由器 AR2。
10.如權(quán)利要求6或7或8所述的方法，其特征在于該信令消息中包含一定時(shí)器，該逆向路徑中的中間路由器在接收到該信令消息后，將調(diào)整的FIB或PIT狀態(tài)綁定到該定時(shí)器；如果該定時(shí)器超時(shí)，但是該中間路由器沒有收到該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)或該內(nèi)容名字對(duì)應(yīng)的請(qǐng)求時(shí)，則將該調(diào)整的FIB或PIT狀態(tài)刪除。
【文檔編號(hào)】H04L29/08GK103581341SQ201310607118
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】延志偉, 李曉東 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心