命名数据网络下一种实时流数据分发的方法技术

本发明专利技术涉及网络通信技术领域，涉及命名数据网络下的一种实时流数据分发的方法；解决实时流数据分发不高效及用户与流数据源缺少交互问题；包括实时流数据分发机制和用户与流数据源服务器之间交互机制；实时流数据分发机制包括实时流数据分发链路建立过程和实时流数据分发链路断开过程；用户与流数据源服务器之间交互机制通过流数据源服务器沿实时流数据分发链路分发特定数据包实现，所有收到特定数据包的路由节点构建反向PIT条目以建立用户到流数据源服务器的反向通信链路，用户沿建立的反向通信链路发送用户产生的用户数据包；本发明专利技术能够实现高效的实时流数据分发,并增加用户与流数据源的交互性保证。

【技术实现步骤摘要】
命名数据网络下一种实时流数据分发的方法
本专利技术涉及网络通信
，特别涉及命名数据网络下的一种实时流数据分发的方法。
技术介绍
命名数据网络(NDN,NamedDataNetworking)是近些年来提出的一种试图替代传统基于TCP/IP协议的网络的未来互联网架构，其通过统一化的数据命名和网络内置的缓存，将通信核心从通信节点的位置转移到通信请求的内容。NDN架构下的内容分发完全是由数据接收端，也就是数据请求方发起，用户通过拉(pull)的方式获取数据。NDN的通信流程主要是：用户发出请求一个内容的兴趣包(Interest)；兴趣包到达路由节点后，首先在内容缓存(ContentStore，CS)中查找是否存在相应数据包(Data)，如果存在则直接返回相应数据包给用户，如果不存在则查找未决兴趣表(PendingInterestTable，PIT)；如果PIT中存在相同的内容请求则记录该兴趣包来源端口并丢弃该兴趣包，不存在查找转发信息表(ForwardingInformationBase，FIB)；如果FIB中存在相应内容名字前缀就按照FIB中查找到的转发端口转发该兴趣包,同时在PIT中记录该兴趣信息,否则丢弃该兴趣包。当内容源收到该兴趣包之后，返回相应数据包。中间节点根据PIT中记录沿反向路径转发该数据包，并根据缓存决策策略决定是否在CS中缓存该数据包。目前NDN架构下的实时流数据的分发是利用标准的NDN通信流程进行数据分发，用户通过实时发送兴趣包获取相应内容，现有方法存在以下问题:首先,NDN基于包级别的全状态路由转发对于实时流数据分发业务操作流程复杂，路由节点需要构建、删除大量的PIT条目，加重了网络路由节点负担。其次,NDN基于拉的内容分发模式使得用户需要实时发送大量的兴趣包，并需要保证用户请求与流数据源分发同步，这需要额外的操作开销,同时降低了数据分发的实时性。最后，对于一些需要实时获取用户交互数据的实时流数据分发业务(例如网络直播，需要用户的互动参与)，由于用户只能收数据而不能主动发数据(这需要流数据源发出内容请求才能实现，但流数据源不能识别是哪个用户正在请求数据)，故缺少用户与流数据源的交互操作。因此，设计一种高效并具有交互性保证的实时流数据的分发方法，对NDN架构下的内容分发有着重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出了命名数据网络下的一种实时流数据分发方法，能够实现高效的实时流数据分发,并增加用户与流数据源的交互性保证。命名数据网络下的一种实时流数据分发方法包括：实时流数据分发机制和用户与流数据源服务器之间交互机制；所述实时流数据分发机制包括实时流数据分发链路建立过程和实时流数据分发链路断开过程。所述实时流数据分发链路建立过程，具体包括以下步骤：S401：用户向其接入的路由节点发送特定兴趣包，请求获得所需要的实时流数据；S402：路由节点收到特定兴趣包,获得特定兴趣包中内容名字，并根据内容名字依次查找节点的未决兴趣表PIT与转发信息表FIB来决定是本地处理该特定兴趣包还是转发该特定兴趣包；如果PIT表中存在相同的内容请求，路由节点就向对应内容条目的请求来源端口列表中添加特定兴趣包来源端口，并丢弃特定兴趣包；如果PIT表中不存在相同的内容请求，路由节点就继续查找FIB表；如果FIB表中找到内容请求对应路由转发端口，路由节点就向转发端口转发特定兴趣包，并在PIT表中记录请求信息，请求信息包括内容名字、兴趣包来源端口和特定兴趣包转发端口；如果FIB表中没有找到内容请求对应路由，路由节点就直接丢弃特定兴趣包；S403：流数据源服务器收到特定兴趣包,根据PIT表中记录向路由节点顺序推送实时产生的正常数据包序列；S404：路由节点顺序收到来自流数据源服务器发送的正常数据包，并根据PIT表中记录向请求来源端口列表中所有端口转发正常数据包，同时路由节点每在收到正常数据包后就重置该PIT记录的生存时间，以此来保证数据分发路径不会因超时而被删除，且不在内容缓存CS中缓存正常数据包；S405：用户顺序接收到正常数据包，根据需要将正常数据包交给相应的流数据应用进行数据包的处理。所述实时流数据分发链路断开过程，具体包括以下步骤：S501：用户向其接入的路由节点发送注销兴趣包，请求断开流数据分发过程；S502：路由节点收到注销兴趣包，获得注销兴趣包中内容名字，并根据内容名字查找节点的未决兴趣表PIT；在PIT表中查找到相应内容请求后，路由节点就从对应内容条目的请求来源端口列表中删除注销兴趣包的来源端口；在删除注销兴趣包的来源端口之后，如果内容条目的请求来源端口列表为空，路由节点按照内容条目的转发端口转发注销兴趣包，并在转发完成后删除内容条目；如果内容条目的请求来源端口列表不为空，路由节点就直接丢弃注销兴趣包；S503：流数据源服务器收到注销兴趣包,根据PIT表中记录删除注销兴趣包来源端口；由于不存在请求端口，流数据源服务器断开正常数据包发送，此后用户不会收到来自流数据源服务器发送的正常数据包。所述用户与流数据源服务器之间交互机制，包括以下步骤：S601：流数据源服务器使用流数据分发机制建立的流数据分发链路向用户发送特定数据包,用以获得所需的用户实时产生的数据；S602：路由节点收到特定数据包，根据特定数据包中内容名字建立用户到流数据源的反向PIT条目，同时路由节点按照未决兴趣表PIT中根据流数据分发机制建立的内容条目转发特定数据包；S603：用户收到特定数据包，根据需要沿反向PIT链路向流数据源发送用户自己产生的用户数据包；S604：路由节点收到用户产生的用户数据包，根据未决兴趣表PIT中反向PIT条目转发用户数据包，但路由节点不删除反向PIT条目，同时路由节点不在内容缓存CS中缓存用户数据包；S605：流数据源服务器接收到来自用户的用户数据包。所述的反向PIT条目是指路由节点收到特定数据包后在未决兴趣表PIT中创建的内容条目；条目包含内容名字、数据包来源端口和生存时间三个字段；内容名字由表示反向的字段和特定数据包名字组成，数据包来源端口是指特定数据包的来源端口，生存时间是反向PIT条目的生存时间，生存时间数值由流数据源服务器设定。所述的反向PIT链路是指用户到流数据源服务器的路径上所有路由节点未决兴趣表PIT中反向PIT条目建立起来的稳定链路。与现有技术相比本专利技术的有益效果是：1.本专利技术所述的实时流数据分发的方法通过使用特定兴趣包在数据源和用户之间建立稳定的分发链路保证了实时流数据分发的可靠性，增加了分发效率，同时降低了网络的控制开销；2.本专利技术所述的实时流数据分发的方法在数据包分发过程中由于不缓存流数据源分发的数据包，使得路由节点可以更合理利用其缓存空间；3.本专利技术所述的实时流数据分发的方法通过使用注销兴趣包断开数据分发链路，使得路由节点能够实时控制流数据包转发，避免了无用的流数据分发；4.本专利技术所述的实时流数据分发的方法通过流数据源利用数据分发链路分发特定数据包建立反向PIT链路，实现了用户与流数据源的实时交互；附图说明图1-a是本专利技术实施例提供的兴趣包格式图；图1-b是本专利技术实施例提供的数据包格式图；图2是本专利技术实施例提供的未决兴趣表PIT的格式图；图3是本专利技术所述的命名数据网络下实时流本文档来自技高网...

【技术保护点】
命名数据网络下的一种实时流数据分发方法，其特征在于，所述方法包括：实时流数据分发机制和用户与流数据源服务器之间交互机制；所述实时流数据分发机制包括实时流数据分发链路建立过程和实时流数据分发链路断开过程。

【技术特征摘要】
1.命名数据网络下的一种实时流数据分发方法，其特征在于，所述方法包括：实时流数据分发机制和用户与流数据源服务器之间交互机制；所述实时流数据分发机制包括实时流数据分发链路建立过程和实时流数据分发链路断开过程。2.根据权利要求1所述的命名数据网络下的一种实时流数据分发方法，其特征在于：所述实时流数据分发链路建立过程，具体包括以下步骤：S401：用户向其接入的路由节点发送特定兴趣包，请求获得所需要的实时流数据；S402：路由节点收到特定兴趣包,获得特定兴趣包中内容名字，并根据内容名字依次查找节点的未决兴趣表PIT与转发信息表FIB来决定是本地处理该特定兴趣包还是转发该特定兴趣包；如果PIT表中存在相同的内容请求，路由节点就向对应内容条目的请求来源端口列表中添加特定兴趣包来源端口，并丢弃特定兴趣包；如果PIT表中不存在相同的内容请求，路由节点就继续查找FIB表；如果FIB表中找到内容请求对应路由转发端口，路由节点就向转发端口转发特定兴趣包，并在PIT表中记录请求信息，请求信息包括内容名字、兴趣包来源端口和特定兴趣包转发端口；如果FIB表中没有找到内容请求对应路由，路由节点就直接丢弃特定兴趣包；S403：流数据源服务器收到特定兴趣包,根据PIT表中记录向路由节点顺序推送实时产生的正常数据包序列；S404：路由节点顺序收到来自流数据源服务器发送的正常数据包，并根据PIT表中记录向请求来源端口列表中所有端口转发正常数据包，同时路由节点每在收到正常数据包后就重置该PIT记录的生存时间，以此来保证数据分发路径不会因超时而被删除，且不在内容缓存CS中缓存正常数据包；S405：用户顺序接收到正常数据包，根据需要将正常数据包交给相应的流数据应用进行数据包的处理。3.根据权利要求1所述的命名数据网络下的一种实时流数据分发方法，其特征在于：所述实时流数据分发链路断开过程，具体包括以下步骤：S501：用户向其接入的路由节点发送注销兴趣包，请求断开流数据分发过程；S502：路由节点收到注销兴趣包，获得注销兴趣包中内容名字，并根据内容名字查找节点的未决兴趣表PIT；在PIT表中查找到相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玲，范闯闯，杨秀华，汤海燕，骆宝童，高华照，佟余琪，顾琳，渠云龙，刘丹，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22