[发明专利]一种应用于内容中心网的负载均衡方法

摘要

本发明针对现有技术存在的问题，通过构建逻辑拓扑集合、建立流行度统计表、在Interest包头部建立拓扑编号和缓存位置、修改FIB表以及在Data包的头部增加缓存位置字段，将多拓扑路由与CCN内建CS的特点相结合，提出了一种应用于内容中心网的负载均衡方法。这样，通过多拓扑路由的方法，将Interest包(内容请求包)映射到不同的逻辑拓扑中进行转发，以避免重载链路的过度使用，达到保护重载链路的目的；同时，利用CCN中的CS，将高流行度的内容缓存到重载链路的上游节点上，进一步保护重载链路，从路由和缓存两个方面来均衡链路间的负载。

主权项

1.一种应用于内容中心网的负载均衡方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、构建逻辑拓扑集合逻辑拓扑集合中，每个逻辑拓扑在保证连通的前提下，保留实际物理拓扑中的若干条链路，未出现的链路即为该逻辑拓扑所要保护的链路；构建的逻辑拓扑集合中含有K个逻辑拓扑g1、g2、……gK，同时，令实际物理拓扑为g0；(2)、构建流行度统计表在CCN路由器中，构建一张流行度统计表，其主要包含内容名和频率两个字段，用于统计各请求内容的到达频率，根据请求内容到达频率的在流行度统计表中的排名来表示其流行度高低；流行度统计表有查询和更新两个操作，查询返回所查询内容名在流行度统计表中的排名，若流行度统计表中无相应表项，则认为其排名为∞，即排名无穷大，而更新操作的处理过程为：2.1)、检查流行度统计表中是否存在关于所更新内容名的表项；若存在，则将表项中的频率加1，否则，转步骤2.2；2.2)、检查流行度统计表是否已满，若已满，则删除表中到达频率最低的表项，转步骤2.3；否则，直接转步骤2.3；2.3)、创建所更新内容名的表项，其频率初始化为1；(3)、修改FIB表项FIB表项由内容前缀和转发端口2个字段构成；一条FIB表项中的转发端口由f0、f1、…、fk、…fK共K+1个端口构成，其中，端口fk，k＝1、2、…、K，代表Interest包在逻辑拓扑gk中转发时的转发端口；f0代表Interest包在实际物理拓扑g0中转发时的转发端口；(4)、对Interest包的处理Interest包头部在现有基础上增加拓扑编号、缓存位置2个字段；Interest包的拓扑编号为i表示该Interest包在拓扑gi上转发；缓存位置代表相应Data包在回送时所要缓存的CCN路由器，CCN路由器对Interest包的处理过程为：4.1)、查询CS有无相应Data包，若有，则直接返回该Data包，结束该处理过程；否则，转步骤4.2；4.2)、查询PIT有无相关表项，若有，转步骤4.3；否则，转步骤4.4；4.3)、更新PIT表项，然后检查该Interest包的拓扑编号是否为0，若为0，则，结束该处理过程；否则转步骤4.7；4.4)、创建PIT表项，转步骤4.5；4.5)、选择一个合适的拓扑来进行转发，选择方法为：4.5.1)、若Interest包头部的拓扑编号i＝0，则转步骤4.5.2，否则，转步骤4.6；4.5.2)、若转发端口f0的负载未超过阈值，则保持Interest包头部的拓扑编号为0，转步骤4.7，否则，转步骤4.5.3；4.5.3)、在FIB表项中的转发端口f1到fK中选择在一个转发端口fj，使得fj≠f0且转发端口fj的负载未超过阈值，更新Interest包头部的拓扑编号为j，转步骤4.6；若不存在这样的转发端口，则转步骤4.5.4；4.5.4)、在FIB表项中的转发端口f1到fK中选择一个端口fj，使得fj≠f0，更新Interest包头部的拓扑编号为j，转步骤4.6；4.6)、若Interest包头部的缓存位置为空，则更新所在CCN路由器的流行度统计表，并查询该内容名在流行度统计表中的排名，若其排名足够高即小于该路由器CS的容量，则更新该Interest包的缓存位置为当前CCN路由器，转步骤4.7；4.7)、根据Interest包头部记录的拓扑编号j，选择从转发端口fj转发该Interest包；(5)、对Data包的处理Data包的头部增加缓存位置字段，用来标志该Data包所要缓存的位置，内容源在响应用户的内容请求时，Data包头部的缓存位置设置为Interest包中的缓存位置，其处理过程如下：5.1)、检查该Data包头部的缓存位置是否和所在CCN路由器匹配，若匹配，则缓存该Data包到CS，转步骤5.2，否则，直接转步骤5.2；5.2)、查询PIT，获得相应PIT表项，转步骤5.3；5.3)、根据步骤5.2得到的PIT表项，向该PIT表项中记录的各接收端口回送Data包。