[发明专利]基于CCN网络的路由保护方法、路由器及互联网

说明书

本发明公开了一种基于CCN网络的路由保护方法、路由器及互联网，在CCN网络的各路由节点配置转发模块、路由切换模块和路由管理模块，路由管理模块通信连接网络的控制器，路由切换模块中存储备用PIT路由；主路径正常状态下，路由节点通过主路由转发数据，备用PIT路由不形成转发路由；当主路径发生异常时，备选路径上的路由节点启动节点保护模式或链路保护模式。本发明通过设计路由切换模块，在控制面下发转发面过程中，由路由切换模块决策是否下发转发面，基于节点保护和链路保护的方式和方法实现了数据不断流传输，提高了数据传输的安全性和可靠性，且实现了现行网络的不断流设备版本升级等功能。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于CCN网络的路由保护方法、路由器及互联网。

背景技术

随着互联网业务的蓬勃发展，用户关心的重心从信息的存储位置转向信息本身，以信息为中心的网络通信模型，即ICN，成为备受关注的焦点。ICN的核心思想是采用以信息命名的方式取代传统以IP地址为中心的网络通信模型，从而方便用户进行内容搜索和内容获取，实现从以IP地址为中心的转发向以内容为中心的转发的演进。NDN是一种采用名字路由，通过路由器来缓存内容网络体系结构，能够使数据传输更快，并能提高内容的检索效率。NDN的具体实现例子是施乐公司的帕洛阿托研究中心（PARC）的Van Jacobson等提出的内容中心网络，简称CCN。

CCN路由节点通过3种重要的数据结构完成数据的转发，分别是转发信息库FIB、待定兴趣表PIT和内容缓存库CS。其中，FIB记录当前节点到达内容提供节点的下一跳接口，相当于IP网中的FIB，由路由协议自动生成，是转发兴趣包的依据。与IP转发不同的是，NDN转发允许有一组转发出口，而不限于一个。PIT用于记录已经转发但未响应兴趣包的内容名及其来源接口，目的是使相应的数据包能够准确到达请求者，当响应数据包利用某PIT条目转发后，或者某PIT条目超出阈值，则将该条目删除。CS用于保存路由节点的缓存内容，类似于IP路由器中的缓存，但采用了不同于IP的缓存替换策略，路由器会定期更新CS缓存的信息，对于热点请求的数据路由器进行持续的缓存，而对于超时的数据路由器则将其从缓存中删除。

对于传统的NDN网络，当客户端请求者请求内容时，首先广播兴趣包，兴趣包到达路由节点后，执行以下步骤：

1、路由器根据兴趣包中的内容名，查询CS，如果CS中包含所请求的数据包，则直接向兴趣包的来源接口返回数据包的副本，并丢弃这个已经被满足的兴趣包；

2、否则在PIT中继续查询，如果PIT中有该内容名条目，则说明之前已经收到过相同的兴趣包且已经转发，但是没有获得返回结果，需要把该兴趣包的来源接口接入PIT对应的接口列表中，同时将该兴趣包丢弃。当对应数据包返回时，根据接口列表向对应接口回复数据的副本，并将该数据包存储在CS中以满足未来的潜在请求；

3、如果CS和PIT中都没有结果，则查找FIB，如果在FIB中发现有对应内容名条目，则说明该节点第一次收到该兴趣包，这时根据FIB的接口列表（不包含兴趣包进来的接口）转发该兴趣包，并在PIT中增加新的条目；

4、如果在CS、PIT和FIB三个结构中都没有结果，则说明不存在相关的匹配路由，该节点无法处理这个兴趣包，于是将其丢弃或者泛洪。

当兴趣包到达缓存有对应请求数据的节点后，就会沿原路径返回一个包含该数据名和数据内容以及发送者签名的数据包到请求节点。需要注意的是，兴趣包和数据包并不携带主机或接口地址（如IP地址），兴趣包根据所要请求数据的名称路由到数据的持有者，数据包则通过兴趣包经过各个节点时所建立的状态信息反向传送给数据的请求方。

路由器对于数据包的处理则相对简单，当数据包到达路由节点时，根据数据包的内容名字段，先在CS中查找。如果CS中存在，则丢弃该数据包；如果CS中没有，则在PIT中查找。如果PIT中存在对应条目，将数据转发给该PIT匹配条目的所有接口，并缓存该内容到CS中；如果PIT中没有匹配条目，则丢弃该数据包。