[发明专利]一种针对数据分片的命名数据网络连续数据推送方法

说明书

本发明涉及一种针对数据分片的命名数据网络连续数据推送方法，属于计算机网络数据传输技术领域。包括a)设置NDN各结点名称和位置信息及结点间连接链路b)结点相互通告链路状态并建立链路状态数据库c)结点交换链路状态数据库信息并汇总全网链路状态信息d)数据源结点向全网通告持有数据内容名称e)各结点计算到达其他结点和获取数据内容的最优路径并写入FIB表f)数据源发送推送请求兴趣包及用户回复推送应答数据包g)用户发送数据请求兴趣包及数据源回复推送数据包h)用户计数并接收推送数据包i)用户清点校验推送数据包并发送重传请求兴趣包及数据源重传部分推送数据包。实现了数据包的连续推送并降低了链路和带宽消耗。

技术领域

本发明涉及一种针对数据分片的命名数据网络连续数据推送方法，尤其涉及命名数据网络NDN(Named Data Networking)中一种针对数据分片的连续数据推送方法，属于计算机网络数据传输技术领域。

背景技术

命名数据网络NDN是一种以命名数据为主要通信对象的网络体系，是信息中心网络的一种实现方案。在NDN中，通过对数据内容命名并根据数据包的名字信息进行寻址，改变了目前网络基于IP地址的寻址方式，实现了数据内容和主机地址的分离，数据通信模式从“端到端”转变为“端到网络”。NDN中的通信由数据请求者驱动，即数据请求者需要首先发送数据请求，数据发布者根据所请求数据内容的名称将相应的数据内容回复给数据请求者。NDN中包含两种格式的包，分别是兴趣包(Interest Packet)和数据包(Data Packet)，其中兴趣包是用户即数据请求者为请求数据而发送的包含所需数据内容的名字的请求包，数据包是数据源即数据发布者为响应兴趣包而回复的，包含用户所需数据内容的包，并且数据包和相应兴趣包的内容名称相同，命名也一致。

由于NDN中的兴趣包不携带目的地址信息，所有兴趣包均被路由器以逐跳转发的方式进行处理。NDN中按照兴趣包的流动方向，定义结点中兴趣包流入的接口为“下游接口”，兴趣包流出的接口为“上游接口”。NDN中每个路由器包含三种表结构，分别是转发信息表FIB(Forwarding Information Base)、待定请求表PIT(Pending Interest Table)和内容存储表CS(Content Store)。FIB表记录的是相应名字的兴趣包可以被转发的“上游接口”集合，用来将兴趣包转发到所匹配的下一接口，如果没有匹配接口，则这个兴趣包将被丢弃。PIT表存储的是已经被当前结点转发出去的兴趣包的名字及其对应的“下游接口”，便于结点收到数据包后，按照兴趣包转发的反向路径将数据包回复给数据请求者。CS中存储的是数据发布者发送而来的数据，在数据包转发过程中，沿途路由器将数据包的数据内容缓存在其CS中，则邻近用户可以直接从该路由器中获取数据内容，而无需到数据发布者源头那里去获取。

在现有的NDN数据通信模式中，数据内容的获取必须通过用户发送兴趣包驱动数据源回复数据包的“拉”模式，且兴趣包与数据包传输存在“一对一”的限制关系。在这一通信模式下，NDN的数据通信效率存在两个主要限制因素：

(1)NDN中，现有数据传输模式是用户发送兴趣包驱动数据源回复数据包的“拉”模式，即仅当用户需要某项数据内容时，用户才发送兴趣包驱动数据源回复数据包。而对于网络中的公共数据信息，如配置信息、网络拓扑信息等用户进行数据通信所必需的数据信息，若用户也通过发送兴趣包驱动数据源回复数据包的方式来获取这些数据内容，则兴趣包的发送将占用较多的链路资源。若数据源能够直接将这些数据内容“推送”给用户则能够大大节省链路带宽。

(2)NDN通过兴趣包与数据包“一对一”的通信模式实现用户数据内容获取。而受网络结点的传输能力限制，较大的数据文件将被分成多个数据分片，即该数据文件由多个数据包组成。当用户需要此数据文件时，需要发送多个兴趣包，才能收到所有数据包以获取完整的数据内容。因此NDN中较大数据的分片数据传输占用较多链路资源，导致了信道链路和带宽资源的浪费。