[发明专利]一种基于软件定义网络与名字路由技术的内容分发方法

说明书

本发明涉及一种基于软件定义网络与名字路由技术的内容分发方法，属于通信技术领域，该方法包括：用户的请求数据包发送到网关设备；网关设备对用户请求数据包进行深度数据包检测得到数据包中的内容名字，将内容名字映射为内容ID，并将其填充到数据包IP首部的可选字段中；OF交换机接收到网关设备处理后的数据包，根据SDN控制器下发的OpenFlow流表项中的匹配字段对数据包中的内容ID进行匹配操作；如果匹配成功，OF交换机根据流表项中的指令字段执行转发操作；缓存服务器对用户的数据请求进行内容的分发。否则，控制器基于其全局网络视图选择一条最优路径并将OpenFlow流表下发到该路径经过的OF交换机中。本发明能减少路由器的复杂度和数据包处理时延，同时能够与现有IP网络和OpenFlow协议较好的融合。

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及内容分发网络中基于软件定义网络与名字路由技术的分发方法。

背景技术

内容分发网络(Content Delivery Network，CDN)通过将内容源推送到距离用户较近的网络边缘，来提高用户访问的响应速度，改善用户的访问体验。但传统CDN存在以下几个问题：1、受限于传统的网络架构，CDN提供商获得的网络信息有限，并且无法有效控制底层网络行为，因此CDN提供商很难进一步提高服务水平。2、传统CDN大多采用基于域名解析系统(Domain Name System,DNS)进行用户访问的重定向，这个重定向过程包括访问远端根DNS服务器以及全局负载均衡设备进行缓存服务器选择的过程，需要花较长时间去定位距离用户实际上很近的缓存服务器；导致用户获取内容的往返时延(Round-Trip Time,RTT)增加。基于第一个问题，软件定义网络(Software Defined network,SDN)技术可以让CDN提供商获得详细的网络信息，并且使其拥有修改网络状态及拓扑的能力。这使得其具备使用算法整体优化内容调度的能力以及对用户行为的统计分析。对于后一个问题，可以借鉴命名数据网络(Named Data Network,NDN)中的名字路由技术对其进行改善。

SDN的特征包括：1、控制和转发分离。SDN控制器执行网络控制功能，底层OF交换机(OpenFlow Switch,OF Switch)根据SDN控制器下发的OpenFlow流表项执行转发功能。2、控制平面集中化。所有的控制功能集中在SDN控制器中，简化了网络运维，提高了路由管理的灵活性。3、SDN控制器具有软件可编程的特性，可以通过软件编程的方式满足不同的网络控制和使用需求。

NDN的特征是：网络中的路由器不再是基于数据包的IP地址进行路由，而是基于用户请求数据包中的内容名字进行路由。在用户进行内容访问请求时，省去了将请求内容映射为IP地址的DNS解析过程，直接根据请求的具体名字为用户就近提供服务，提高用户访问的响应时间。

现有基于软件定义网络和名字路由技术的分发方法存在着以下问题：1、底层不同路由器或者交换机需要重复对数据包进行解析以获取数据包中的内容名称，这增加了路由器或者交换机的复杂度同时也增加了其数据包处理时间。2、不能与现有IP网络和OpenFlow协议很好兼容，同时需要对OpenFlow流表项做较大更改。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种基于SDN和名字路由技术的内容分发方法，旨在减少路由器的复杂度和数据包处理时延，省去不同路由器对数据包重复检测这一复杂过程。同时能够与现有IP网络和OpenFlow协议较好的融合，避免对它们做较大更改。

本发明提出的基于SDN和名字路由的内容分发方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)用户的请求数据包发送到网关设备；

(2)网关设备对用户请求数据包进行深度数据包检测得到数据包中的内容名字，将内容名字映射为内容ID，并将其填充到数据包IP首部的可选字段中；