支持消费者移动的数据预取方法、接入基站和终端技术

本发明专利技术涉及支持消费者移动的数据预取方法、接入基站和终端。方法包括：当前基站接收来自移动消费者的兴趣包；解析兴趣包，去除兴趣包中关于移动消费者的有关信息，并将去除处理后的兴趣包正常转发给其它基站；根据移动消费者的有关信息预测移动消费者的下一个将要接入的基站，并结合接收到的兴趣包构造新的预取兴趣包；发出所述预取兴趣包，将移动消费者将要请求的数据包提前预取到下一个将要接入的基站。本发明专利技术的有益效果是：通过预测移动的数据消费者未来将要请求的数据的名字，采用基站协助预取数据的方法，将未来数据消费者将要请求的数据包提前预取到数据消费者即将接入的基站，从而可以降低通信延时，提高网络通信质量。

【技术实现步骤摘要】
支持消费者移动的数据预取方法、接入基站和终端
本专利技术涉及网络通信
，尤其涉及一种以信息为中心的网络下支持消费者移动的数据预取方法以及相应的一些设备包括例如接入基站和终端。
技术介绍
以信息为中心的网络（ICN，Information-CenterNetwork）是近年来试图替代传统的基于TCP/IP协议的未来互联网架构，在ICN中用户只关心任何网络节点迅速地获取数据（或者副本），不关心内容的位置。这方面的代表是命名数据网络（NamedDataNetworking，NDN）。NDN的所有数据都是基于名字来标识，其网络通信基于两类数据包，一类是兴趣（Interest）包，另一类是数据（Data）包，两者根据完整或相对的名字进行匹配，如图1a和图1b所示。网络通信过程完全由数据消费者驱动，请求方通过向网络中发送Interest包，以数据命名为纽带，通过拉（pull）的方式获取Data包。当需要进行网络通信时，数据消费者首先发送一个Interest包请求一个Data包，对于收到这个Interest包的中间节点来说，如果本地没有目标的Data数据，则将根据转发策略选择性地将所收到的Interest包转发出去，直到找到拥有该数据的节点；最后，被请求的Data包按照对应Interest包转发的路径原路返回给数据消费者完成一次通信。在Interest遍历的路由路径上任何缓存的Data副本都可以用来满足该请求，因此数据消费者发送的Interest包并不一定要到达所请求的数据的生产者处便能得到满足。由于NDN集成了数据传输和基于命名的路由，因此不存在额外的数据传输开销，带宽的利用率更加充分。NDN中交互的数据包粒度比较高，大多是传输单一的数据包，一般较大的数据对象（例如一个整体的视频文件）都将被细分为多个数据块进行传输。由于NDN是基于数据的名字请求内容，因此，数据的命名规则对整个网络的性能至关重要。NDN采用的是一种分层的结构化命名方式，网络中采用最长名字前缀匹配的方式查找数据和寻找转发接口。图2是一个数据包名字的具体例子。为了显示和描述上的方便，一般讨论数据命名时都使用URI（UniformResourceIdentifier，通用资源标识符）的格式呈现，其中每一个部分由一个“/”分隔（参见图2中HumanReadable部分的示例），但分隔符“/”本身并不是名字的一部分。在实际应用环境中，这样的URI名字会被编码成最终命名数据网络中的二进制对象，编码名字时不需要包含分隔符“/”（参见图2中BinaryEncoding部分的示例）。通常，Data包中的内容名字字段（即图1a和图1b中的ContentName）作为数据内容的唯一标识，由数据的生产者自行决定如何命名，只需要和数据消费者端的应用程序命名遵循同样的约定即可。ContentName一般使用一些从字面上比较容易理解的字符串进行命名，而在一些高安全性应用领域也可以对名字进行加密处理。在图2所示例子中，ContentName的最后一个部分_s3是用来标识这个数据包是原始文件的第几块的，这样可以方便应用程序按递增顺序查找数据包并在接收后按照顺序进行合并。另外，该数据命名中还包含有版本号信息（_v<timestamp>）等。命名数据网络采用的数据消费者端驱动的通信模型使得它可以很直接地支持数据消费者的移动而不需要额外的通信设施和辅助技术。一个数据消费者可以不需要分配IP地址也不需要建立连接便可以发出Interest包请求数据，由于请求的数据是通过Interest包到达的路径原路返回，整个路径的生命周期是很短的，一旦请求的数据返回给请求方，整个通信路径自动消失。如图3所示，由于并没有形成一个特定的通信路径，当数据消费者从位置A移动到位置B时并不需要进行其它额外的操作，而只需要该移动的消费者自身重新开始一次新的通信过程即可。但是，数据消费者的移动很大程度上增加了额外的通信延时。如图3所示，数据消费者从位置A移动到位置B时，由于基站切换和命名数据网络中Data包按Interest包转发路径原路返回的基本性质，数据消费者在原始位置A处请求的Data包由于返回到位置A处而无法完成一次通信过程，造成了丢包和假重传现象（并不需要真的重传，请求的Data包可以从附近节点的缓存中获取得到）。因此，在移动通信环境下，数据消费者发出的Interest包往往难以在一轮Interest-Data通信过程内得到满足。特别地，如果数据消费者请求的是对于音频、视频等流媒体文件，由于大多数流媒体文件的容量较大，而流媒体文件的传输延时是影响网络通信质量的关键因素，这种数据消费者的移动无形中又再次加重了通信延时。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种以信息为中心的网络下支持消费者移动的数据预取方法，包括：当前接入基站接收来自移动消费者发来的用于请求数据的兴趣包，所述兴趣包包括所述移动消费者的有关信息；所述当前接入基站解析所述兴趣包，去除所述兴趣包中关于所述移动消费者的有关信息，并将去除处理后的兴趣包正常转发给其它基站；所述当前接入基站根据所述移动消费者的有关信息预测所述移动消费者的下一个将要接入的基站，并结合接收到的所述兴趣包构造新的预取兴趣包；所述当前接入基站发出所述预取兴趣包，将所述移动消费者将要请求的数据包提前预取到所述下一个将要接入的基站。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供一种接入基站，用于在以信息为中心的网络下与数据消费者进行互动，所述接入基站包括：移动定制策略模块，用于接收到来自移动消费者的兴趣包，转发所述兴趣包，还用于根据从所述兴趣包提取出的有关参数生成包含预测序列号的新的预取兴趣包，并将所述预取兴趣包发送到所述移动消费者下一个将要接入的基站；邻居基站表，用于提供所述接入基站的各个邻居基站的名字、用于表示与所述接入基站的位置关系的各个邻居基站的位置向量、以及所述接入基站与其各个邻居基站的距离。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供一种供移动的数据消费者使用的终端，包括：信息获取模块，用于获取移动的数据消费者的有关信息，包括移动速度、移动方向向量、以及所述移动的数据消费者向基站发送兴趣包的频率；信息添加模块，用于在所述移动的数据消费者发送所述兴趣包前，在所述兴趣包的请求数据中增加所述有关信息。本专利技术的有益效果是：通过预测移动的数据消费者未来将要请求的数据的名字，采用基站协助预取数据的方法，将未来数据消费者将要请求的数据包提前预取到数据消费者即将接入的基站，从而可以降低通信延时，提高网络通信质量。附图说明图1为NDN中的两类数据包（Interest包和Data包）的示意图；图2为NDN中的数据命名方法的示例图；图3为现有NDN对数据消费者移动的支持的示意图；图4为本专利技术一种实施例中数据预取方法的流程示意图；图5为本专利技术一种实施例中的邻居基站表的结构示意图；图6为星型AP拓扑结构示意图；图7为本专利技术一种实施例中的接入基站位置示意图。具体实施方式本专利技术的设计思想是：考虑到流媒体文件的数据往往采用分块的方式进行传输且终端用户在请求数据的时候通常会按照数据块的序列号顺次进行请求这一特点，充分利用命名数据网络中通过名字获取数据以及中间节点具有数据缓存能力的基本性质，通过预测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以信息为中心的网络下支持消费者移动的数据预取方法，其特征在于，包括：当前接入基站接收来自移动消费者发来的用于请求数据的兴趣包，所述兴趣包包括所述移动消费者的有关信息；所述当前接入基站解析所述兴趣包，去除所述兴趣包中关于所述移动消费者的有关信息，并将去除处理后的兴趣包正常转发给其它基站；所述当前接入基站根据所述移动消费者的有关信息预测所述移动消费者的下一个将要接入的基站，并结合接收到的所述兴趣包构造新的预取兴趣包；所述当前接入基站发出所述预取兴趣包，将所述移动消费者将要请求的数据包提前预取到所述下一个将要接入的基站。

【技术特征摘要】
1.一种以信息为中心的网络下支持消费者移动的数据预取方法，其特征在于，包括：当前接入基站接收来自移动消费者发来的用于请求数据的兴趣包，所述兴趣包包括所述移动消费者的有关信息；所述当前接入基站解析所述兴趣包，去除所述兴趣包中关于所述移动消费者的有关信息，并将去除处理后的兴趣包正常转发给其它基站；所述当前接入基站根据所述移动消费者的有关信息预测所述移动消费者的下一个将要接入的基站，并结合接收到的所述兴趣包构造新的预取兴趣包；所述当前接入基站发出所述预取兴趣包，将所述移动消费者将要请求的数据包提前预取到所述下一个将要接入的基站；其中，所述结合接收到的所述兴趣包构造新的预取兴趣包这一步骤包括：所述当前接入基站根据预测出的所述下一个将要接入的基站，从所述当前接入基站的邻居基站表中得到所述当前接入基站与所述下一个将要接入的基站之间的距离；所述当前接入基站根据所述距离计算出预取序列号；所述当前接入基站根据所述预取序列号构造新的预取兴趣包，所述新的预取兴趣包中关于序列号的部分为所述预取序列号。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动消费者的有关信息包括：所述移动消费者的移动速度、所述移动消费者的移动方向向量、以及所述移动消费者向基站发送兴趣包的频率。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述移动消费者的有关信息预测所述移动消费者的下一个将要接入的基站这一步骤包括：所述当前接入基站根据所述移动消费者的移动方向向量以及所述当前接入基站的邻居基站表中的邻居基站的位置向量的夹角，选择与所述移动消费者的移动方向向量夹角最小的邻居基站作为所述移动消费者的下一个将要接入的基站，其中所述当前接入基站的邻居基站表包括所述当前接入基站的各个邻居基站的名字、用于表示与所述当前接入基站的位置关系的各个邻居基站的位置向量、以及所述当前接入基站与其各个邻居基站的距离。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前接入基站根据所述距离计算出预取序列号这一步骤包括：根据公式...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷凯，袁杰，邹凡云，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44