[发明专利]基于命名数据网络的Top-k查询方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于命名数据网络的Top‑k查询方法及系统，本发明在命名数据网络中的数据消费节点上查询兴趣包的发送和路由转发，在命名数据网络中的数据生产节点上进行本地化数据Top‑k查询处理，在命名数据网络中的路由节点上对来自不同数据源而有关同一兴趣的返回数据包中各数据项的排序、聚合处理以及最终返回完备的Top‑k查询结果给上一跳，最终逐级回溯直到发出查询兴趣包的数据消费节点，进而完成整个Top‑k查询过程。本发明不仅能够在路由过程中处理大规模数据，而且提高了查询的效率、可扩展性和性能。

主权项

1.一种基于命名数据网络的Top‑k查询方法，其特征在于实施步骤包括：1)接收上一跳的查询兴趣包，对循环或重复的查询兴趣包对应的查询兴趣包进行抑制，如果接收的查询兴趣包被抑制，则跳转执行步骤1)；否则，跳转执行步骤2)；2)判断完全匹配内容存储CS是否找到匹配的Top‑k查询结果，如果找到匹配的Top‑k查询结果则跳转执行步骤3)；否则，跳转执行步骤4)；3)判断Top‑k查询结果是否完备，如果Top‑k查询结果完备，则向上一跳返回完备的Top‑k查询结果，结束并退出；否则如果Top‑k查询结果不完备，则跳转执行步骤4)；4)初始化转发信息库转出接口数组变量OutfaceFIB和待定兴趣表转出接口数组变量OutfacePIT；判断完全匹配待定兴趣表PIT是否找到匹配的条目，如果找到匹配的条目，则将查询兴趣包的接收接口inface添加到匹配的条目、待定兴趣表PIT中匹配条目的Outface的值添加到待定兴趣表转出接口数组变量OutfacePIT；否则，将查询兴趣包存入待定兴趣表PIT，并设置存入条目的待定兴趣表转出接口数组变量OutfacePIT为空；5)判断最长前缀匹配转发信息库FIB是否匹配成功，如果匹配不成功，则丢弃查询兴趣包并退出；否则，跳转执行步骤6)；6)将匹配结果存入转发信息库转出接口数组变量OutfaceFIB；7)将转发信息库转出接口数组变量OutfaceFIB减去待定兴趣表转出接口数组变量OutfacePIT得到下一跳接口集合OUT；8)执行本地Top‑k查询，将本地Top‑k查询得到的k个答案作为Top‑k查询结果并缓存到内容存储CS，并根据下一跳接口集合OUT将查询兴趣包分别转发至各下一跳；9)等待下一跳返回内容数据包，当收到内容数据包时解析获取内容数据包中的Top‑k查询结果，并跳转执行步骤10)；10)将收到的Top‑k查询结果、内容存储CS中的Top‑k查询结果进行聚合处理，得到包含k个答案的新的Top‑k查询结果并替换更新内容存储CS中的缓存；11)根据下一跳集合OUT中的下一跳是否全部返回Top‑k查询结果来更新内容存储CS中的Top‑k查询结果的完备状态，如果内容存储CS中的Top‑k查询结果尚未完备，则跳转执行步骤9)；否则，跳转执行步骤12)；12)将内容存储CS中的Top‑k查询结果封装，判断完全匹配待定兴趣表PIT是否找到匹配的条目，如果找到匹配的条目，则将封装后的Top‑k查询结果转发给匹配的条目对应的上一跳；否则，丢弃查询兴趣包并退出。