一种内容中心网络的内容查询方法,及路由器和节点

摘要

本发明公开一种内容中心网络的内容查询方法。内容中心网络的查询和转发都基于内容命名，本身存在命名空间无限和路由表项有限之间的矛盾。该发明针对内容中心网络路由表项多，查询速度慢的问题，提出了一种层次化内容命名方法。该命名方法采用两层命名，层次由内向外在内容上具有包含关系。当路由查询命中内层更完整的内容时，通过对路由应答分组的“内层内容有效标志位”置位的方法，向路由请求节点捎带数据缓存信息。通过这种捎带方法，在节点连续请求同一个较大的数据块时，可以减少路由请求次数。同时，处理路由应答分组的节点收到“内层内容有效标志位”置位信息之后，合并相关的路由表项，从而压缩路由表空间。

说明书

技术领域

本发明涉及本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种内容中心网络 的内容查询方法。

背景技术

信息中心网络(ICN)、以及其延伸的网络架构技术还包括内容中心网络 (CCN)、命名数据网络(NDN)，不失一般性，下面我们以内容中心网络， 即CCN，表示这种以内容或者信息为中心的网络结构。CCN以内容为中心，不 关注内容的提供者，只关注内容本身，通过对内容的命名和基于内容命名的 路由，更好的满足信息内容消费的需求。

2006年加州大学伯克利分校和网络计算机科学研究院提出了一种面向数 据的网络体系结构DONA(data-oriented(and beyond)network  architecture)。DONA提出一种持久的、可自验证的数据命名方式，以替代 IP网络中的域名(DNS)系统。DONA使用二元组<P:L>命名数据，命名不具有 结构性，并形成一个扁平的命名空间。DONA最大的问题是可扩展性问题。由 于采用扁平化名字，聚合难度大，同时数据量又远远高于IP地址，路由表膨 胀问题严重，尤其是顶层路由器可扩展问题更加严重。

2009年Park研究中心的Jacobson提出了以内容为中心的网络CCN (content-centric networking)，CCN采用的层次化的类URL命名。信息名 字对比于IP地址而言，更具扁平性，其聚合(指对互联网各种信息的集合) 难度高于IP地址，CCN可扩展性问题高于IP网络。

因此，如何提出一种内容中心网络的内容查询方法，针对内容中心网络 路由查询基于内容命名，本身存在命名空间无限和路由表项有限之间的矛盾， 通过利用命名本身的优势，加快路由查询、压缩路由表项，是一个亟待解决 的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种内容中心网络的内容查询方法，以解决内容中心 网络中因为路由查询基于内容命名而产生的命名空间无限和路由表项有限之 间的矛盾；

为此，本发明第一方面提供了一种内容中心网络的内容查询方法，其包 括下列步骤：

节点收到路由请求分组，该请求包括<P:L1,L2>，L1表示整个文件内容 所有分段及每个分段的所有小数据片段的哈希值；L2表示文件内容某一个文 件的一整个分段的哈希值；P为自验位；

查询本地缓存，查找是否有匹配<P:L1,L2>或<P:L1,*>的数据内容；

在查找到本地缓存的情况下，生成路由应答分组并在路由应答分组捎带 数据缓存信息；

在完成后续路由应答分组的处理流程后发送节点应答分组；

数据缓存信息是L1标志位置位。

优选地，节点没有满足路由请求分组的内容，根据路由策略，转发路由 请求分组。

优选地，所述查询本地缓存，查找是否有匹配<P:L1,L2>或<P:L1,*>的 数据内容的步骤包括先查询有匹配<P:L1,*>的数据内容再查询匹配<P:L1,L2 >的数据内容。

优选地，路由请求包括L3，表示文件内容的某一个小数据片段的哈希值。

本发明第二方面提更了一种路由器，该路由器包括：

接收单元，用于从路由接收请求分组，该请求包括<P:L1,L2>，L1表示 整个文件内容所有分段及每个分段的所有小数据片段的哈希值；L2表示文件 内容某一个文件的一整个分段的哈希值；P为自验位；

查询单元，用于查询本地缓存，查找是否有匹配<P:L1,L2>或<P:L1,*> 的数据内容；

生成单元，用于在查找到本地缓存的情况下，生成路由应答分组并在路 由应答分组捎带数据缓存信息；

发送单元，用于在完成后续路由应答分组的处理流程后发送节点应答分 组。

本发明第三方面提供了一种内容中心网络的内容查询方法，该方法还包 括如下步骤：

发送路由请求分组，该请求包括<P:L1,L2>，L1表示整个文件内容所有 分段及每个分段的所有小数据片段的哈希值；L2表示文件内容某一个文件的 一整个分段的哈希值；

节点收到路由应答分组，响应命名为<P:L1,L2>的内容，并在本机路由 表中新增新表项；

查看路由应答分组是否携带与L1或L2相应的数据缓存信息；

在路由应答分组携带与L1或L2相应的数据缓存信息的情况下，节点将 所有匹配数据缓存信息的路由表项合并；

节点根据路由策略，继续路由应答分组的处理流程；

与L1或L2相应的数据缓存信息是L1或L2标志位置位。

本发明第四方面提供一种节点，该节点包括：

发送单元，用于发送路由请求分组，该请求包括<P:L1,L2>，L1表示整 个文件内容所有分段及每个分段的所有小数据片段的哈希值；L2表示文件内 容某一个文件的一整个分段的哈希值；P为自验位；

接收单元，用于收到路由应答分组，响应命名为<P:L1,L2>的内容，并 在本地路由表中新增新表项；

查询单元，用于查看路由应答分组是否携带与L1或L2相应的数据缓存 信息；

合并单元，用于在路由应答分组携带与L1或L2相应的数据缓存信息的 情况下，节点将所有匹配数据缓存信息的路由表项合并。

本发明实施例通过捎带缓存信息，减少了路由查询次数，有效的降低了 路由开销；通过合并内容相关的路由表项，压缩路由表空间。

附图说明

图1为内容中心网络的场景图；

图2为本发明实施例协助路由发现的路由请求消息处理流程图；

图3为本发明实施例协助路由表合并的路由应答消息处理流程；

图4为本发明内容分层的思路。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为内容中心网络的场景图，如图1所示，内容中心网络包括节点1， 路由1、路由2和路由3；其中，节点1与路由1相连，路由1与路由2相连。 不同的路由器中存储相同或者不同的数据或内容。文件内容依次被分层，层 次由内向外在内容上具有包含关系。在一个例子中，分为三层，a表示为整 个文件内容上所有分段及每个分段的所有小数据片段的哈希值；b、c为文件 内容中某一个文件的一整个分段的哈希值；k为文件内容的某一个小数据片段 的哈希值。

在图1中，不同路由器被示意有同一完整内容文件的不同数据片断。路 由1中有该完整内容文件的某一个小数据片段，例如：该数据片段命名为 <P,a,b,k>；路由1中有该完整内容文件某一个文件的一整个分段，例如：命 名为<P,a，b，*>、<P,a，c，*>等等；路由2中有该完整内容文件的完成内 容，例如命名为<P,a，*，*>，其中a为文件的完成内容，b、c为文件的的某 一分段，k为某一分段的某一小数据片段；

本发明实施例中，当接收到来自节点1的内容查询时，路由器按照内容， 凭名称和相关描述进行查询。当路由1接收到来自节点1查询内层更完整的 内容时，通过例如对路由应答分组的“内层内容有效标志位”置位的方法， 向路由请求节点捎带数据缓存信息。通过这种捎带方法，在节点连续请求同 一个较大的数据块时，可以减少路由请求次数。同时，处理路由应答分组的 节点收到“内层内容有效标志位”置位信息之后，合并相关的路由表项，从 而压缩路由表空间。

图2为本发明实施例协助路由发现的路由请求消息处理流程图；如图2 所示：

在步骤201中，节点收到路由请求分组，查询命名为<P:L1,L2,L3>的内 容；其中，L1指的是整个内容文件的哈希值；L2表示该内容文件一个分段的 哈希值；L3表示该内容文件某个分段的一个数据片段的哈希值；P为自验位， 用于验证整个内容文件的版权拥有者，内容的授权发布者，内容的可见范围。

在步骤202中，节点查询本地缓存，查找是否有匹配<P:L1,*,*>的完整 数据内容，如果有，转步骤203，否则，转步骤204；

在步骤203中，节点生成路由应答分组，将路由应答分组的L1标志位置 位，转步骤208；

在步骤204中，节点查询本地缓存，查找是否有匹配<P:L1,L2,*>的完整 数据内容，如果有，转步骤205，否则，转步骤206；

在步骤205中，节点生成路由应答分组，将路由应答分组的L2标志位置 位，转步骤208；

在步骤206中，节点查询本地缓存，查找是否有匹配<P:L1,L2,L3>的完 整数据内容，如果有，转步骤207，否则，转步骤209；

在步骤207中，节点生成路由应答分组，转步骤208；

在步骤208中，节点有满足路由请求分组的内容，开始后续路由应答分 组的处理流程；

在步骤209中，节点没有满足路由请求分组的内容，根据路由策略，继 续路由请求分组的处理流程。

需要说明的是本实施例中将内容层次化分为L1、L2、L3，L1表示整个文 件内容所有分段及每个分段的所有小数据片段的哈希值；L2表示文件内容某 一个文件的一整个分段的哈希值；L3表示整个文件内容某个分段的一个数据 片段的hash值；这里的分层只是一个例子，还可分为i层，L1，…Li(i＝2、 3…)。

图3为本发明实施例协助路由表合并的路由应答消息处理流程；如图3 所示：

在步骤301中，节点收到路由应答分组，响应命名为<P:L1,L2,L3>的内 容；

在步骤302中，查看路由应答分组的L1标志位是否置位，如果置位，转 303；否则，转304；

在步骤303中，节点将所有匹配<P:L1,*,*>的路由表项合并，转步骤306；

在步骤304中，查看路由应答分组的L2标志位是否置位，如果置位，转 305；否则，转306；

在步骤305中，节点将所有匹配<P:L1,L2,*>的路由表项合并，转步骤306；

在步骤306中，节点根据路由策略，继续路由应答分组的处理流程。

需要说明的是本实施例中将内容层次化分为L1、L2、L3，L1表示整个文 件内容所有分段及每个分段的所有小数据片段的哈希值；L2表示文件内容某 一个文件的一整个分段的哈希值；L3表示整个文件内容某个分段的一个数据 片段的hash值；这里的分层只是一个例子，还可分为i层，Li(i＝1、2、3…)。

图4为本发明内容分层的思路；如图4所示，以视频文件为例，L1表示 整个视频文件，L2表示该视频文件一个分段，L3表示该视频文件某个分段的 一个数据片段；

P用于内容自验证，验证的范围包括：内容的版权拥有者，内容的授权发 布者，内容的可见范围。以视频文件为例，P验证的范围包括视频文件的制作 者(如中影集团)，视频文件的授权发布者(如腾讯视频)，视频文件的可 见范围(如VIP用户可见，会员用户可见，所有用户可见等)。

结合图1、图2、图3、具体介绍实施例的节点与路由之间的查询及合并 路由表项的过程：

1)节点1查询名字为(P1，a，b，k)的内容；

2)节点1收到路由器1的应答分组，在本机路由表中增加新表项：

名字 下一跳 距离 (P1,a,b,k) 路由器1 1

表1

3)节点1查询名字为(P1，a，b，h)的内容；

4)节点1收到路由器2的应答分组，在本地路由表中增加新表项：

名字 下一跳 距离 (P1,a,b,k) 路由器1 1 (P1,a,b,*) 路由器1 2

表2

5)由于内容(P1,a,b,*)包含内容(P1,a,b,k)，节点1的路由表进行合 并，删除原路由表项。更新后的路由表为：

名字 下一跳 距离 (P1,a,b,*) 路由器1 2

表3

需要说明的是，文件不仅仅局限于视频文件，还可以是音频文件，数据 文件等等，对于分层同样也不仅仅局限于三层，可以根据用户需要来分层， 但分层的中心思想还是包含关系。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的 各示例的单元及算法步骤，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。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行 了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而 已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做 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。