[发明专利]一种内容中心网络中的移动性支持方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，尤其涉及一种内容中心网络中的移动性支持方法。

背景技术

不同于以主机为中心的传统互联网，以内容为中心的内容中心网络关注的是内容本身，它可通过内容名字，对内容进行标识，亦可通过内容名字，实现内容与内容存储位置的分离。在内容中心网络中，用户无需将内容的请求转发至拥有该内容的特定主机，仅采用基于内容的路由转发机制，即可从提供该内容的邻近节点取回相应的内容。此外，内容中心网络还可通过节点对内容的缓存，加快网络中其它用户访问缓存内容的响应时间，提高网络资源的利用率。目前，内容中心网络研究中主流的网络架构为NDN（Named Data Networking）。

NDN采用“用户驱动”的通信模式。用户向与之相连的可用链路，转发用于请求内容的请求消息（主要包含3个选项：内容名字、对内容的选择条件与随机数）；NDN网络中任意接收到该请求消息、并且能够提供该请求消息所请求内容的NDN节点，都将沿着请求消息的转发路径，反向转发一个包含被请求内容的数据消息（主要包含4个选项：内容名字、签名、签署信息与被请求的内容）至请求该内容的用户；同时，数据消息转发路径上的NDN节点，还将依据自身的缓存策略与缓存资源，缓存其接收到的数据消息。

NDN作为一个新兴的网络架构，存在较为严重的移动性支持问题。一方面，由于用户的原接入路由器无法获知用户当前的移动状态，故而用户的移动切换将导致该接入路由器发往用户原位置的数据消息的丢失；由于用户移动切换过程中与网络保持断开状态，故而用户的移动切换将导致用户发往网络的请求消息的丢失；由于网络中各节点的转发信息库更新需要一定的时间，用户移动切换完成后无法有效地利用邻近节点缓存的内容，故而用户的移动切换将引入较长的移动切换时延，用户移动切换体验较差。另一方面，由于内容源的原接入路由器无法获知内容源当前的移动状态，故而内容源的移动切换将导致该接入路由器发往内容源原位置的请求消息的丢失；由于网络中各节点的转发信息库更新需要一定的时间，用户无法立即获取内容源移动切换后提供的内容，故而内容源的移动切换将引入较长的移动切换时延，用户移动切换体验较差。

为解决现有NDN网络存在的用户移动性支持问题，Jihoon Lee等提出了一种基于代理的移动性管理机制，通过引入用户代理服务器，对用户在移动切换前请求的内容进行缓存。该机制可有效避免用户移动切换造成的数据消息的丢失，并可在一定程度上缩短用户移动切换引入的移动切换时延，提高用户的移动切换体验。但是，一方面，该机制无法避免用户移动切换造成的请求消息的丢失；另一方面，该机制仍需借助传统的IP网络，才可完成用户代理服务器之间的移动控制消息交互。

为解决现有NDN网络存在的内容源移动性支持问题，Frederik Hermans等提出了一种位置与标识分离的移动性支持机制，通过引入名为HR（Home Repository）的移动代理，对内容源可提供内容的名字前缀及其对应的位置信息进行缓存。该机制可有效避免内容源移动切换造成的请求消息的丢失，并可在一定程度上缩短内容源移动切换引入的移动切换时延，提高用户的移动切换体验。但是，由于用户的请求消息需通过移动代理转发至可提供被请求内容的内容源，故而当移动代理不在用户与内容源的最短路径上时，该机制将在一定程度上增大用户的内容获取时间，浪费网络的带宽资源。

发明内容

本发明的目的是提供一种内容中心网络中的移动性支持方法。

为了解决现有技术问题，本发明公开了一种内容中心网络中的移动性支持方法，包括用户移动性支持机制与内容源移动性支持机制。

用户移动性支持机制包括以下步骤：

用户移动切换即将开始时，用户发送类型为“用户移动开始”的请求消息至其原接入路由器，促使其原接入路由器更新该用户已请求但未获取内容的待定请求表条目；同时，用户停止发送类型为“普通”的请求消息至用户即将离开的网络，避免用户移动切换造成类型为“普通”的请求消息的丢失；

用户移动切换过程中，其原接入路由器依据更新后的待定请求表条目，缓存发往用户原位置的类型为“普通”的数据消息，避免用户移动切换造成数据消息的丢失；

用户移动切换完成后，发送类型为“移动重传”的请求消息至其原接入路由器，促使其原接入路由器将缓存的类型为“普通”的数据消息更新成类型为“移动重传”的数据消息，并转发至用户移动切换后的新位置。

进一步，作为优选，还包括：