[发明专利]基于缓存的路由方法及路由节点

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种基于缓存的路由方法及路由节点。

背景技术

随着互联网技术与应用的飞速发展以及互联网用户的快速增长，基于TCP/IP的现有互联网逐渐暴露出许多的不适应，主要包括可扩展性差、动态连续性弱、安全可控性低、运营成本高等问题。为此，互联网正逐步由主机中心向内容中心转变，世界各国纷纷展开了以内容为中心的未来网络的研究，包括北美的内容中心网络(Content Centric Network，CCN)/命名数据网络(named data network，NDN)，以及欧盟的追赶网络(PERSUIT)/网络通知网络(NetInf)等。虽然这些未来网络的架构细节有些不同，但是都主张在网内部署缓存，以请求内容的方式来获取信息。

典型的以内容中心网络的节点主要包含内容存储器(Content Store，CS)、待定请求表(Pending Interest Table，PIT)和前向转发表(Forward Information Table，FIB)3个逻辑部分，其中：

CS类似于IP路由器的缓存，用于缓存经过该节点的数据内容(即，内容数据包)，该信息除了为单次会话服务，还可以为其他用户会话服务，因此CS中的缓存数据在单次会话完成后仍然存在于节点中，以便下一次使用，通常，可采用最近最少使用(Least Recently Used，LRU)或最少使用频率(least frequently used，LFU)替换策略来更新CS中存储的数据内容。

PIT用于记录经过该节点的请求信息的，依此实现将所请求的内容顺利地传回请求节点。被请求的内容数据包是按照PIT的指示一步步地发回请求节点的。

FIB和IP路由表处理机制类似，即将请求数据包(也可称为兴趣包)发往用于存储请求数据包所请求的数据内容的服务器端，但是与IP路由表不同的是，FIB可以同时向多个方向转发请求数据包。

当前，当一个节点从一个接口收到一个请求数据包时，将根据它所包含的内容名进行所请求的内容的最大匹配查询，而后根据查询结果进行一步的操作。

查询的优先级顺序依次为CS、PIT、FIB，其查询步骤具体包括：

(1)CS如果包含请求数据包请求的内容，就会直接将相应的内容发送到请求端口，并丢弃请求数据包，否则继续在PIT中继续查询。

(2)PIT如果包含与内容名相关的条目，就将请求端口添加到请求端口列表中，并丢弃请求数据包，否则将在FIB中继续查询。

(3)FIB如果包含与内容名相关的条目，就按照FIB的指示将该请求数据包转发到靠近服务器的下一节点。

(4)如果以上3种情况都不符合，说明不存在相关的匹配路由，则丢弃该请求数据包。

由上述流程可知，现有技术中，当节点接收到请求数据包时，如果所述节点内没有可能获得缓存的数据内容(即在CS和PIT均查询不到)，会根据节点的FIB中存储的路由朝接近服务器的方向转发请求数据包，但是，越是靠近服务器的节点缓存的内容更新越频繁，向靠近服务器的方向路由请求必然会降低中途命中内容的概率，进而增加请求的响应时间。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种基于缓存的路由方法和路由节点，可以增加中途命中内容的概率，以及节省系统对请求的响应时间。

本发明第一方面提供一种基于缓存的路由方法，其可包括：

当节点从第一端口收到第一命名的请求数据包时，查询所述节点的内容存储器CS，当未在所述节点的CS中查询到所述请求数据包所请求的内容时，查询所述节点的待定请求表PIT；

当未在所述节点的待定请求表PIT表中查询到第一表项时，查询所述节点的下一端口表NFT表；所述第一表项中记录的名称为所述第一命名，所述第一表项中记录的接收请求数据包的端口包括所述第一端口；所述NFT表中记录的属性包括名称、接收内容数据包的端口、发送内容数据包的端口以及接收内容数据包的时间；

当查询到所述NFT表中存在第二表项时，所述节点按照所述第二表项中的发送内容数据包的端口中记录的端口转发所述请求数据包；所述第二表项中记录的名称为所述第一命名，所述第二表项中记录的发送内容数据包的端口不为空，且所述发送内容数据包的端口不是所述第一端口。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，当未在所述节点的待定请求表PIT表中查询到第一表项时，还包括：

在所述PIT表中生成所述第一表项。