[发明专利]一种以数据为中心的通信方法

摘要

本发明提供了一种以数据为中心的通信方法，所述网络包括IPv6骨干网、以数据为中心的子网以及IP子网，以数据为中心的子网称为数据子网。IP子网包括接入路由器，IP普通设备，IP数据提供者和IP数据消费者；IP子网通过接入路由器连接到IPv6骨干网；在IP子网中，IP数据提供者是能够产生或者提供一种数据的服务器或者节点，支持IP协议；IP数据消费者是授权能够获取一种数据的节点，支持IP协议；IP普通设备既不是数据消费者也不是数据提供者，用于执行路由转发功能，支持IP协议；节点能够从距离最近的节点以单播方式获取服务数据，缩短了获取服务数据的延迟和代价，提高了服务质量，本发明可应用于大数据获取等领域，具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种以数据为中心的通信方法，其特征在于，网络包括IPv6骨干网、以数据为中心的子网以及IP子网，以数据为中心的子网称为数据子网；IP子网包括接入路由器，IP普通设备，IP数据提供者和IP数据消费者；IP子网通过接入路由器连接到IPv6骨干网；在IP子网中，IP数据提供者是能够产生或者提供一种数据的服务器或者节点，支持IP协议；IP数据消费者是授权能够获取一种数据的节点，支持IP协议；IP普通设备既不是数据消费者也不是数据提供者，用于执行路由转发功能，支持IP协议；数据子网包括数据接入路由器、普通设备，数据提供者和数据消费者；数据接入路由器支持IP协议，数据子网通过数据接入路由器连接到IPv6骨干网；在数据子网中，数据提供者是能够产生或者提供某种数据的服务器或者节点，不支持IP协议；数据消费者是授权能够获取某种数据的节点，不支持IP协议；普通设备既不是数据消费者也不是数据提供者，用于执行路由转发功能，不支持IP协议；在所述网络中，一种数据由一个数据名称唯一定义，一个数据名称由名称前缀和名称ID构成；在IP网络中，一个IP地址由路由前缀和接口ID构成；在所述网络中，一个名称前缀映射为一个路由前缀，一个名称ID映射为一个接口ID，由此一个数据名称能够映射为一个IP地址，即一种数据由一个数据名称以及该数据名称映射的IP地址唯一定义；名称前缀与路由前缀的映射关系以及名称ID与接口ID的映射关系预先设定，每个接入路由器、数据接入路由器、数据消费者和数据提供者维护一个映射表来保存映射关系；能够映射为一种数据名称的IP地址称为任播地址，即任播地址定义了一种数据，能够提供该种数据的所有数据提供者构建成任播组，该任播组由该任播地址唯一标识；在IP子网中，接入路由器或者普通设备维护一个任播路由表，每个表项由四个域构成：任播地址，下一跳，距离以及生命周期；接入路由器、普通设备或者数据提供者维护一个任播请求表，每个表项由两个域构成：任播地址和下一跳；在数据子网中，数据接入路由器或者普通设备维护一个名称路由表，每个表项由四个域构成：数据名称，接口，距离以及生命周期；数据接入路由器、普通设备或者数据提供者维护一个名称请求表，每个表项由两个域构成：任播地址和接口；在IP数据提供者P1为任播组成员，该任播组由任播地址A1标识，任播地址A1定义了数据C1，IP数据提供者P1能够产生和提供数据C1，IP数据提供者P1位于IP子网内，该IP子网的接入路由器为AR1，IP数据提供者P1的单播地址为U1的情况下，IP数据提供者P1产生数据C1后，执行下述过程来发布数据C1：步骤101：开始；步骤102：IP数据提供者P1发送一条数据发布消息，数据发布消息的目的地址为接入路由器AR1的单播地址，源地址为U1，负载为任播地址A1以及距离参数dist，距离参数dist的初始值为0；步骤103：接入路由器或者IP普通设备从上一跳接收到该数据发布消息后，查看任播路由表，如果存在任播地址域值为A1且下一跳域值为上一跳单播地址的表项，则进行步骤105，否则执行步骤104；步骤104：从上一跳接收到该数据发布消息的接入路由器或者IP普通设备在任播路由表中创建一个表项，该表项的任播地址域为A1，下一跳域值为上一跳的单播地址，距离域值为数据发布消息中的距离参数dist值，生命周期域值设置为最大值，执行步骤106；步骤105：从上一跳接收到该数据发布消息的接入路由器或者IP普通设备更新任播地址域值为A1且下一跳域值为上一跳单播地址的表项，即将该表项的距离域值设置为数据发布消息中的距离参数dist值；步骤106：如果从上一跳接收到该数据发布消息的接入路由器为AR1，则执行步骤109，否则执行步骤107；步骤107：接收到该数据发布消息的IP普通设备判断在步骤104创建或者在步骤105更新的表项的距离域值是否大于其他所有任播域值等于A1的表项的距离域值，如果是，进行步骤108，否则进行步骤109；步骤108：接收到该数据发布消息的IP普通设备将数据发布消息中的距离参数dist递增1，将源地址更新为自己的单播地址，然后发送该数据发布消息，执行步骤103；步骤109：结束；在数据子网中，数据接入路由器启动后，执行下述过程以建立到达自己的路由：步骤201：开始；步骤202：数据接入路由器从自己的每个接口发送路由器发布消息；步骤203：普通设备、数据提供者或者数据消费者从自己的接口f收到该数据接入路由器发布消息后，保存接口f；步骤204：判断收到该数据接入路由器发布消息的是否为普通设备，如果是执行步骤205，否则执行步骤206；步骤205：收到该路由器发布消息的普通设备从除了接收到路由器发布消息的接口以外的所有接口发布路由器发布消息，执行步骤203；步骤206：结束；在数据提供者P4能够产生和提供数据C3，数据C3由数据名称N3定义，数据提供者P4位于数据子网内，该数据子网的数据接入路由器为CAR3的情况下，数据提供者P4产生数据C3后，执行下述过程来发布数据C3：步骤301：开始；步骤302：数据提供者P4构建一个数据名称发布消息，该数据名称发布消息的负载为数据名称N3以及距离参数dist，距离参数dist的初始值为0，然后从到达接入路由器CAR3的接口发送该数据名称发布消息；步骤303：数据接入路由器或者普通设备从接口f’接收到该数据名称发布消息后，查看名称路由表，如果存在数据名称域值为N3且接口域值为f’的表项，则进行步骤305，否则执行步骤304；步骤304：从接口f’接收到数据发布消息的数据接入路由器或者普通设备在名称路由表中创建一个表项，该表项的数据名称域为N3，接口域值为f’，距离域值为数据名称发布消息中的距离参数dist值，生命周期域值设置为最大值，执行步骤306；步骤305：从接口f’接收到该数据发布消息的数据接入路由器或者普通设备更新数据名称域值为N3且接口域值为f’的表项，即将该表项的距离域值设置为数据名称发布消息中的距离参数dist值；步骤306：判断接收到该数据名称发布消息的数据接入路由器是否为数据接入路由器CAR3，是则执行步骤309，否则执行步骤307；步骤307：接收到该数据发布消息的普通设备判断在步骤304创建或者在步骤305更新的表项的距离域值是否大于其他所有数据名称域值等于N3的表项的距离域值，如果是，进行步骤308，否则进行步骤309；步骤308：接收到该数据名称发布消息的普通设备将数据名称发布消息中的距离参数dist递增1，然后从到达接入路由器CAR3的接口发送该消息，执行步骤303；步骤309：结束；在IP数据消费者S1位于IP子网，该IP子网的接入路由器为AR1，数据C2由任播地址A2定义的情况下，如果在相同的IP子网内至少有一个能够提供数据C2的IP数据提供者，则IP数据消费者S1能够通过下述过程获取数据C2：步骤401：开始；步骤402：IP数据消费者S1构建数据请求消息，该数据请求消息的目的地址为任播地址A2，源地址为自己的单播地址，然后IP数据消费者S1将该数据请求消息发送到到达接入路由器AR1的下一跳；步骤403：如果是任播地址A2标识的任播组成员从上一跳H1接收到该数据请求消息，则进行步骤404，否则进行步骤407；步骤404：任播组成员查看任播请求表，判断是否存在任播地址域值为A2且下一跳域值为H1的表项，如果是，进行步骤406，否则进行步骤405；步骤405：任播组成员在任播请求表中创建一个表项，该表项的任播地址为A2，下一跳为H1；步骤406：任播组成员构建一个数据响应消息，该数据响应消息的源地址为A2，目的地址为数据消费者S1的单播地址，负载为数据C2，然后执行步骤415；步骤407：IP普通设备或者接入路由器AR1从上一跳H2接收到该数据请求消息后，查看任播请求表，判断是否存在任播地址为A2的表项，如果是，则进行步骤408，否则进行步骤410；步骤408：IP普通设备或者接入路由器AR1判断是否存在任播地址为A2且下一跳域值为H2的表项，如果是，进行步骤415，否则进行步骤409；步骤409：IP普通设备或者接入路由器AR1在任播请求表中创建一个表项，该表项的任播地址为A2，下一跳为H2，然后执行步骤415；步骤410：IP普通设备或者接入路由器AR1在任播请求表中创建一个表项，该表项的任播地址为A2，下一跳为H2；步骤411：判断是否为接入路由器AR1接收到数据请求消息，如果是，则进行步骤414，否则进行步骤412；步骤412：IP普通设备查看任播路由表，判断是否存在任播地址域值为A2的表项，如果有，则进行步骤414，否则进行步骤413；步骤413：IP普通设备将数据请求消息发送到达到接入路由器AR1的下一跳，执行步骤403；步骤414：IP普通设备或者接入路由器AR1将数据请求消息转发到任播地址域值为A2的表项的下一跳，执行步骤403；步骤415：IP普通设备或者接入路由器AR1创建或者接收到数据响应消息后，查看任播请求表，对于每个任播地址等于A2的表项，IP普通设备或者接入路由器AR1将数据响应消息的目的地址更新为该表项的下一跳域值，然后转发该数据响应消息，同时从任播请求表中删除该表项；步骤416：判断是否是IP数据消费者S1接收到数据响应消息，如果是，进行步骤417，否则进行步骤415；步骤417：IP数据消费者S1保存数据响应消息中的数据C2；步骤418：结束。