[发明专利]一种NDN中支持pipeline模式获取内容的方法

说明书

本发明公开了一种NDN中支持pipeline模式获取内容的方法，该方法通过引入网络编码技术，使得请求者能够以pipeline模式连续发送请求数据内容代多个线性无关编码报文的兴趣报文。以pipeline式发送的兴趣报文由中间路由器利用多路径进行转发，从而带回多个线性无关编码报文，这些编码报文添加进路径上节点的缓存又可响应将来请求相同数据内容代的兴趣报文。本发明能够实现命名数据网络以pipeline模式发送兴趣报文，不仅能够加速数据内容的获取，而且可使各兴趣报文带回不同的编码报文，充分利用命名数据网络中多路径传输和网络内缓存的优势，提升网络的传输性能。

技术领域

本发明属于未来网络体系结构技术领域，具体涉及一种NDN中支持pipeline模式获取内容的方法。

背景技术

命名数据网络(NDN)是最有希望的未来网络体系结构之一。NDN关注数据内容本身而不是存储内容的位置，它以内容名称标识和路由报文。NDN潜在地支持多路径传输和网络内缓存。在NDN中，通信由请求者驱动，请求者发送兴趣报文请求数据内容，该报文携带数据内容的名称信息，路由器通过多路径转发兴趣报文到数据源来寻求响应。缓存有匹配数据报文的任一路由器或者数据源均可响应兴趣报文的请求。每个NDN路由器均可以缓存经过的数据报文，即支持网络内缓存。

网络内缓存和多路径传输使得NDN具有高效传输数据内容的潜力。数据内容提供者和路由器中缓存均可看做数据源。多路径传输使得请求者可以利用多个接口发送兴趣报文以请求数据内容。因此，请求者可以pipeline模式(请求者同时发送多个兴趣报文并行请求不同的数据内容)实现内容的并行快速获取，即通过连续发送不同的兴趣报文请求不同的数据内容。然而，如果NDN中请求者以pipeline模式发送兴趣报文，请求者需要事先知道连续请求的这些数据报文的特定名字以及每个数据报文的具体路由信息，而这个前提在请求者访问数据内容时不一定成立。而且，NDN中网络内缓存和多路径传输若要充分结合以实现高效的内容传输需要复杂的协调，具体地说，如果要使用缓存中的内容，缓存内容的可达性信息需要在路由系统中进行通告。但是由于缓存内容的高度动态性，路由系统需要以数据报文的粒度维护缓存内容的可达性信息，这会给网络带来很大的计算负担。因此，目前NDN中的转发策略是利用所有可用路径传输，或者是选择性能最好的路径传输或是随机选择一条路径传输，最终实现的都只是单路径传输的效果。所以NDN中请求者即使以pipeline模式发送兴趣报文也不能充分利用网络内缓存和多路径传输带来的优势优化传输性能。

因此，有研究提出利用网络编码来充分结合NDN中网络内缓存和多路径传输的特点。在基于网络编码的NDN中，数据内容以“代”进行传输，每代数据内容以统一的名称进行标识并包含多个大小相同的线性无关编码报文。每个编码报文均可响应请求该代数据内容的兴趣报文。因此请求者并不是请求具体的数据内容，而是请求该代数据内容中的任一编码报文。请求者只要收到与每代编码报文数量相同的线性无关编码报文即可解码出原始数据内容。因此基于网络编码的NDN中，请求者可以pipeline模式发送兴趣报文，路由器通过多路径转发兴趣报文可获取到多个线性无关编码报文，返回的编码报文添加进缓存又可响应将来请求相同数据内容代的兴趣报文，从而充分结合网络内缓存和多路径传输，优化NDN传输性能。

目前虽有一些研究提出基于网络编码的NDN中可以pipeline模式发送兴趣报文，但是并没有解决pipeline发送模式下的兴趣报文聚合以及如何确保请求者收到多个线性无关编码报文等问题。

发明内容

发明目的：本发明提供一种NDN中支持pipeline模式获取内容的方法，通过引入网络编码使NDN支持请求者以pipeline模式发送兴趣报文，实现内容的快速获取以及网络传输性能的提升。

技术方案：本发明所述的一种NDN中支持pipeline模式获取内容的方法，包括以下步骤：

(1)兴趣报文以pipeline模式发送并利用多路径进行转发来请求线性无关编码报文；