内容网络上隧道的建立方法、通信方法及相关系统

摘要

本发明涉及一种内容网络上隧道的建立方法、通信方法及相关系统，该建立方法包括：第一节点接收并封装第一分组数据，得到第二分组数据；并发送给第二节点；第二节点将第二分组数据解封装，获得第一分组数据；第一节点与第二节点在内容网络上建立网络隧道。该通信方法包括：第一节点接收并封装第一分组数据，得到第二分组数据；第二节点接收并解封装第二分组数据，获得第一分组数据；第二节点将第一分组数据发送给第二主机。通信系统包括：隧道管理服务器、第一节点和第二节点。本发明的网络隧道是在内容网络上建立的，实现了同种网络架构通过内容网络的数据通信。

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于内容网络的网络隧道建立方法、通信方法及相关系统。

背景技术

传输控制协议/网际协议(Transmission Control Protocol/InternetProtocol，TCP/IP)网络从上个世纪60年代底美国开始研究高级研究计划署网络(Advanced Research Projects Agency Network，ARPANET)网络，经历70年代的逐步发展成熟、80年代的美国国家科学基金会网络(NationalSupercomputer Facility Network，NSF Net)推广及商用化，到90年代以后的蓬勃发展，形成了无所不在的因特网。其上使用的协议是互联网协议版本4(Internet Protocol version 4，IPv4)，地址长度是32位，最大可容纳仅40亿左右的设备同时在线。各国都竞相申请IPv4地址段，造成IPv4地址频频发出耗竭的信号。为主要解决地址问题，IETF于90年代中期提出互联网协议版本6(Internet Protocol version 6，IPv6)IPv6，将地址长度从32位扩展到128位，在这种情况下，有人说，在地球上每平方米都有1000个地址可用，甚至一粒沙子都有自己的网络之间互连的协议(InternetProtocol，IP)地址。

但迄今为止，综观IPv6的发展和应用情况，似乎除了地址外，其他问题依然存在，如安全性等。所以有识之士在IPv6刚刚萌芽之时，就敏锐地看到并提出不同于IP网络架构的其他新型网络架构的必要性，并开始了积极的探索。

在新型网络架构的探索方面，各国都投入了巨大财力物力。到目前为止，影响力比较大的有内容网络方面的研究,例如，以内容为中心的网络架构Content Centric Networking,CCN)、移动方面的移动优先(Mobi lityFirst)等。这些架构有不同侧重，要解决的是目前基于IP的网络架构不能很好解决的问题。在支持这些网络架构的发展方面，网络界重点发展了基于软件定义网络(Software Defined Network,SDN)的虚拟网络技术，虚拟网络技术支持多种不同网络架构的并存，但它没有解决不同网络架构的互通和一种网络架构通过不同网络架构的数据通信问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种基于内容网络的网络隧道建立方法、通信方法及相关系统，以实现同种网络架构通过内容网络架构的数据通信。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种内容网络上隧道的建立方法，该方法包括：

第一节点接收第一网络的第一分组数据，并按照内容网络的数据分组形式将所述第一分组数据进行封装，得到第二分组数据；

所述第一节点将所述第二分组数据发送给第二节点；

所述第二节点按照内容网络的数据分组形式将所述第二分组数据解封装，获得所述第一分组数据；

所述第一节点与所述第二节点在所述内容网络上建立网络隧道。

优选地，所述第一节点与所述第二节点在所述内容网络上建立网络隧道，具体为：

隧道管理服务器依据网络拓扑确定所述第一节点和所述第二节点；

所述隧道管理服务器分别设置所述第一节点和所述第二节点的兴趣前缀；

所述第一节点根据所述兴趣前缀将所述第二分组数据发送给所述第二节点，所述第一节点和所述第二节点在所述内容网络上建立网络隧道。

优选地，所述第一节点接收第一网络的第一分组数据，具体为：所述第一节点根据第一协议接收第一主机发送的所述第一分组数据；所述第一协议具体为所述第一网络的协议。

优选地，所述第一节点将所述第二分组数据发送给第二节点，具体为：所述第一节点根据第二协议将所述第二分组数据发送给第二节点；所述第二协议具体为所述内容网络的协议。

优选地，在所述第二节点按照内容网络的数据分组形式将所述第二分组数据解封装，获得所述第一分组数据之后，所述建立方法还包括：所述第二节点根据第三协议将所述第一分组数据发送给第二主机；所述第三协议具体为所述第二网络的协议。

第二方面，本发明提供了一种内容网络上隧道的通信方法，该方法包括：

第一节点接收第一网络的第一分组数据，并按照内容网络的数据分组形式将所述第一分组数据进行封装，得到第二分组数据；

所述第一节点通过网络隧道将所述第二分组数据发送给第二节点；

所述第二节点按照内容网络的数据分组形式将所述第二分组数据解封装，获得所述第一分组数据；

所述第二节点根据第三协议将所述第一分组数据发送给第二主机，其中，所述第三协议为第二网络的协议。

优选地，所述第一节点接收第一网络的第一分组数据，具体为：所述第一节点根据第一协议接收第一主机发送的所述第一分组数据；所述第一协议具体为所述第一网络的协议。

优选地，所述第一节点通过网络隧道将所述第二分组数据发送给第二节点，具体为：所述第一节点根据第二协议将所述第二分组数据通过所述网络隧道发送给所述第二节点；所述第二协议具体为所述内容网络的协议。

第三方面，本发明提供了一种内容网络上隧道的通信系统，该系统包括：隧道管理服务器、第一节点和第二节点；

所述隧道管理服务器，用于依据网络拓扑确定所述第一节点和所述第二节点；

所述隧道管理服务器还用于，设置所述第一节点和所述第二节点的兴趣前缀；

所述第一节点，用于接收第一网络的第一分组数据，并按照内容网络的数据分组形式封装所述第一分组数据，得到第二分组数据；

所述第一节点还用于，根据所述兴趣前缀将所述第二分组数据发送给所述第二节点；

所述第二节点，用于接收所述第二分组数据，并将所述第二分组数据按照内容网络的数据分组形式进行解封装，获得所述第一分组数据；

所述第一节点还用于，与所述第二节点在所述内容网络上建立网络隧道；

所述第二节点还用于，根据第三协议将所述第一分组数据发送给第二主机；所述第三协议具体为所述第二网络的协议；

所述隧道管理服务器还用于，实时和应需地检测所述网络隧道的状态信息；

所述隧道管理服务器还用于，设置定期发送兴趣分组的周期，使第一节点和第二节点周期性地发送兴趣分组，以便于保持所述网络隧道的通信。

优选地，所述隧道管理服务器还用于，当网络隧道需要拆除时，所述隧道管理服务器清除所述第一节点和所述第二节点的所述兴趣前缀，从而拆除所述第一节点和所述第二节点。

第四方面，本方法包括一种网络节点，该节点包括：

第一接收单元，用于接收第一网络的第一分组数据；

第一处理单元，用于按照内容网络的数据分组形式封装所述第一分组数据，得到第二分组数据；

第一发送单元，用于将所述第二分组数据发送给第二节点；

第一隧道建立单元，用于与所述第二节点在所述内容网络上建立网络隧道。

第五方面，本方法包括一种网络节点，该节点包括：

第二接收单元，用于接收第一节点发送的第二分组数据；所述第二分组数据是所述第一节点按照内容网络的数据分组形式进行封装的；

第二处理单元，用于按照内容网络的数据分组形式解封装所述第二分组数据，得到第一分组数据；

第二发送单元，用于根据第三协议将所述第一分组数据发送给第二主机；所述第三协议具体为所述第二网络的协议；

第二隧道建立单元，用于与所述第一节点在所述内容网络上建立网络隧道。

本发明的优点是通过在内容网络上建立网络隧道，实现了同种网络架构通过内容网络的数据通信。

附图说明

图1为本发明实施例一的内容网络上隧道的建立方法的流程图；

图2为本发明实施例二的内容网络上隧道的通信方法的流程图；

图3为本发明实施例三的内容网络上隧道的通信系统的示意图；

图4为本发明实施例四的一种网络节点的示意图；

图5为本发明实施例五的一种网络节点的示意图。

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。

本发明的实施例的网络隧道是在内容网络上建立的，实现了同种网络架构通过内容网络的数据通信。以下实施例中，第一网络和第二网络为同种网络架构的网络，第一网络与内容网络是不同网络架构的网络，第二网络与内容网络是不同网络架构的网络。

实施例一

图1为本发明实施例一的内容网络上隧道的建立方法的流程图，如图所示，该方法包括以下步骤：

步骤101，第一节点接收第一网络的第一分组数据，并封装第一分组数据，得到第二分组数据。

具体地，第一节点接收第一网络的第一分组数据，并按照内容网络的数据分组形式将第一分组数据进行封装，得到第二分组数据。

第一节点具体为第一网络和内容网络的交叉点，可以为第一网络和内容网络上的交叉点上安装的物理设备，例如路由器、交换机或计算机设备；也可以为第一网络上的设备上安装的关于内容网络软件。第一节点同时运行着两种协议，一种是第一网络的协议，另一种是内容网络的协议。

第一节点根据第一协议，接收第一主机发送的第一分组数据。第一协议具体为第一网络的协议，第一主机具体为存在与第一网络中的主机设备。

步骤102，第一节点将第二分组数据发送给第二节点。

具体地，第一节点根据第二协议将第二分组数据发送给第二节点；第二协议具体为内容网络的协议。

第二节点具体为第二网络和内容网络的交叉点，可以为第二网络和内容网络上的交叉点上安装的物理设备，例如路由器、交换机或计算机设备；也可以为第二网络上的设备上安装的关于内容网络软件。第二节点同时运行着两种协议，一种是第二网络的协议，另一种是内容网络的协议。本实施例中，第一网络与第二网络为具有相同网络架构的网络。

步骤103，第二节点解封装第二分组数据，获得第一分组数据。

具体地，第二节点按照内容网络的数据分组形式将第二分组数据解封装，获得第一分组数据。

第二节点获得第一分组数据之后，第二节点根据第三协议将第一分组数据发送给第二主机。第三协议具体为第二网络的协议，第二主机具体为存在与第二网络中的主机设备。

步骤104，第一节点与第二节点建立网络隧道。

具体地，第一节点与第二节点在内容网络上建立网络隧道。

首先，隧道管理服务器依据网络拓扑确定第一节点和第二节点。

其次，隧道管理服务器分别为第一节点和第二节点设置兴趣前缀。例如，为第一节点设置兴趣前缀为：/icn_tunnnel/to1；为第二节点设置兴趣前缀为：/icn_tunnnel/to2。

最后，第一节点根据兴趣前缀将第二分组数据发送给第二节点，第一节点和第二节点在内容网络上建立网络隧道。通过内容网络上建立的网络隧道，实现了第一网络和第二网络之间的数据通信。

本发明的实施例一通过在内容网络上建立网络隧道，解决了第一网络到第二网络之间的数据通信问题，实现了同种网络架构通过内容网络的数据通信。

实施例二

图2为本发明实施例二的内容网络上隧道的通信方法的流程图，如图所示，该方法包括以下步骤：

步骤201，第一节点接收并封装第一分组数据，得到第二分组数据。

具体地，第一节点接收第一网络的第一分组数据，并按照内容网络的数据分组形式将第一分组数据进行封装，得到第二分组数据。

第一节点根据第一协议接收第一主机发送的第一分组数据，第一主机具体为存在与第一网络中的主机设备。第一节点同时运行着两种协议，一种是第一网络的协议，本实施例中称为第一协议；另一种是内容网络的协议，本实施例中称为第二协议。

步骤202，第一节点将第二分组数据发送给第二节点。

具体地，第一节点通过网络隧道将第二分组数据发送给第二节点。

第一节点根据第二协议将第二分组数据发送给第二节点；网络隧道为实施例一中在内容网络上建立的网络隧道。第二节点同时运行着两种协议，一种是第二网络的协议，本实施例中称为第三协议；另一种是内容网络的协议，本实施例中称为第二协议。

步骤203，第二节点解封装第二分组数据，获得第一分组数据。

具体地，第二节点按照内容网络的数据分组形式将第二分组数据解封装，获得第一分组数据。

步骤204，第二节点将第一分组数据发送给第二主机。

具体地，第二节点根据第三协议将第一分组数据发送给第二主机。第二主机具体为存在于第二网络中的主机设备。

本发明的实施例二中，第一网络通过在内容网络上建立的网络隧道与第二网络之间进行数据通信，第一网络通过第一节点与内容网络进行互通，第二网络通过第二节点与内容网络进行互通。实现了同种网络架构通过内容网络的数据通信。

实施例三

图3为本发明实施例三的内容网络上隧道的通信系统的示意图，如图所述，该系统包括：隧道管理服务器301、第一节点302和第二节点303。

隧道管理服务器301，用于依据网络拓扑确定第一节点302和第二节点303；隧道管理服务器301还用于设置所述第一节点301和所述第二节点302的兴趣前缀，例如，为第一节点302设置兴趣前缀为：/icn_tunnnel/to1；为第二节点303设置兴趣前缀为：/icn_tunnnel/to2。

第一节点302，用于接收第一网络的第一分组数据，并按照内容网络的数据分组形式封装第一分组数据，得到第二分组数据；第一节302点还用于，根据兴趣前缀将第二分组数据发送给第二节点303；第一节点302还用于，与所述第二节点303在内容网络上建立网络隧道。第一节点302具体为第一网络和内容网络的交叉点，可以为第一网络和内容网络上的交叉点上安装的物理设备，例如路由器、交换机或计算机设备；也可以为第一网络上的设备上安装的关于内容网络软件。第一节点302同时运行着两种协议，一种是第一网络的协议，另一种是内容网络的协议。

第二节点303，用于接收第二分组数据，并将第二分组数据按照内容网络的数据分组形式进行解封装，获得第一分组数据。第二节点303具体为第二网络和内容网络的交叉点，可以为第二网络和内容网络上的交叉点上安装的物理设备，例如路由器、交换机或计算机设备；也可以为第二网络上的设备上安装的关于内容网络软件。第二节点303同时运行着两种协议，一种是第二网络的协议，另一种是内容网络的协议。本实施例中，第一网络与第二网络为具有相同网络架构的网络。

优选地，隧道管理服务器301还用于，实时和应需地检测网络隧道的状态信息。

具体地，隧道管理服务器301实时和应需地检测网络隧道的状态信息，并对网络隧道中异常的端点，进行人工重启操作的提示，本实施例中的端点为第一节点302和第二节点303。

优选地，隧道管理服务器301还用于，设置定期发送兴趣分组的周期，使第一节点302和第二节点303周期性地发送兴趣分组，以便于保持所述网络隧道的通信。

具体地，当第一节点302和第二节点303之间没有数据传输时，通过向第一节点302和第二节点303周期性的发送兴趣分组，避免了在内容网络上的前一个兴趣分组被清除。例如，向第一节点302发送前一个兴趣分组为：/icn_tunnel/to1/seq/seqno1/data；在一个周期内如果有新的数据传输，则停止向第一节点302发送前一个兴趣分组；如果没有新的数据传输，则继续向第一节点302发送前一个兴趣分组，其中seqno1是递增的，每隔一个周期seqno1递增1。为了维护反向路径的通信，同时，需要向第二节点303发送兴趣分组为：/icn_tunnel/to2/seq/seqno2/data；在一个周期内如果有新的数据传输，则停止向第二节点303发送兴趣分组；如果没有新的数据传输，则继续向第二节点303发送兴趣分组，其中seqno2是递增的，每隔一个周期seqno1递增1。

优选地，隧道管理服务器还用于，当网络隧道需要拆除时，拆除第一节点302和第二节点303。

具体地，当网络隧道需要拆除时，隧道管理服务器301清除第一节点302和第二节点303的兴趣前缀，从而删除第一节点302和第二节点303。

本发明实施例三的通信系统的工作过程如下：

第一节点302接收第一网络的第一分组数据，并按照内容网络的数据分组形式将第一分组数据进行封装，得到第二分组数据。第一节点302通过在内容网络上建立的网络隧道将第二分组数据发送给第二节点303。第二节点303按照内容网络的数据分组形式将第二分组数据解封装，获得第一分组数据。第二节点303将第一分组数据发送给第二主机。当第一节点302和第二节点303之间没有数据传输时，周期性的向第一节点302和第二节点303发送兴趣分组。当网络隧道需要拆除时，隧道管理服务器301清除第一节点302和第二节点303的兴趣前缀，从而删除第一节点302和第二节点303。

本发明实施例三的通信系统，通过在内容网络上建立的网络隧道，第一网络与第二网络之间进行了数据通信，第一网络与内容网络进行了互通，第二网络与内容网络进行了互通，实现了同种网络架构之间的数据通信。

实施例四

图4为本发明实施例四的一种网络节点的示意图，如图所述，该节点包括：第一接收单元401、第一处理单元402、第一发送单元403、第一隧道建立单元404。

第一接收单元401，用于接收第一网络的第一分组数据。

具体地，第一接收单元401根据第一协议接收第一主机发送的第一分组数据。其中，第一主机具体为存在与第一网络中的主机设备，第一协议具体为第一网络的协议。

第一处理单元402，用于按照内容网络的数据分组形式封装第一分组数据，得到第二分组数据。

第一发送单元403，用于将第二分组数据发送给第二节点。

具体地，第一发送单元403，根据第二协议将第二分组数据通过内容网络上的网络隧道发送给第二节点。其中，第二协议具体为内容网络的协议。

第一隧道建立单元404，用于与第二节点在内容网络上建立网络隧道。

实施例五

图5为本发明实施例五的一种网络节点的示意图，如图所示，该节点包括：第二接收单元501，第二处理单元502，第二发送单元503，第二隧道建立单元504。

第二接收单元501，用于接收第一节点发送的第二分组数据；第二分组数据是第一节点按照内容网络的数据分组形式进行封装的。

具体地，第一节点根据第二协议通过内容网络上的网络隧道将第二分组数据发送给第二节点；第二节点中的第二接收单元501接收第二分组数；其中，第二协议具体为内容网络的协议。

第二处理单元502，用于按照内容网络的数据分组形式解封装第二分组数据，得到第一分组数据。

第二发送单元503，用于根据第三协议将第一分组数据发送给第二主机。其中，第二主机具体为存在于第二网络中的主机设备。

第二隧道建立单元504，用于与第一节点在内容网络上建立网络隧道。

本发明的实施例四和实施例五中的网络节点具体为通信系统中的第一节点和第二节点，第一节点中的第一接收单元401根据第一协议接收第一主机发送的第一分组数据；并通过第一处理单元402，按照内容网络的数据分组形式封装第一分组数据，得到第二分组数据；第一发送单元403，根据第二协议将第二分组数据通过内容网络上的网络隧道发送给第二节点的第二接收单元501；第二处理单元502，按照内容网络的数据分组形式解封装第二分组数据，得到第一分组数据；第二发送单元503，根据第三协议将第一分组数据发送给第二主机；最终第一节点的第一隧道建立单元404与第二节点的第二隧道建立单元504，在内容网络上建立网络隧道。通过在内容网络上建立的网络隧道，第一网络与第二网络之间进行了数据通信，第一网络与内容网络进行了互通，第二网络与内容网络进行了互通，从而实现了同种网络架构之间的数据通信。

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。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

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。