一种基于内容的路由方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及互联网领域，其公开了一种基于内容的路由方法，包括以下步骤：(A)控制器名字路由系统NRC进行路由拓扑发现和维护、集中式路由计算和路由信息查询；(B)转发信息表FIB缓存活动路由信息；(C)控制器名字路由系统NRC获取路由节点的查询信息并更新转发信息表FIB。本发明专利技术的有益效果是：本机制能有效解决路由器端路由表过大的问题；减少路由器链路状态同步消耗的大量带宽；能有效减少计算资源冗余，提高效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及互联网领域，尤其涉及一种基于内容的路由方法和系统。
技术介绍
未来网络发展有两个方向，一是软件定义网络SDN(SoftwareDefinedNetwork)——由美国斯坦福大学CleanSlate研究组提出的一种新型网络创新架构，其核心为将传统交换机(路由器)设备进行“拆分”：传统的交换机功能由最底层的流量转发，以及更高级的其他处理功能(如网管控制、负载均衡等)这两部分组成，而SDN剥离了交换机除转发之外的所有高级处理功能，并且将这部分高级处理功能移到“控制器”中，实现控制面与转发面分离。另一个是以内容为中心的网络CCN(ContentCentricNetworking)，即网络以内容为中心，而不同于以主机为中心的当前因特网。CCN通过内容名字标志每一个内容。对网络来说，其中流动的都是有名字的内容，网络能区分每一个内容，而其作用是管理所有内容的流动，并用正确的内容相应内容请求者。CCN利用网络设备内部缓存在时间和空间上解耦了内容的发送者和接收者，能更好地适应今天的网络特征(内容分发、移动等)。美国帕洛阿托研究中心(PARC，PaloAltoResearchCenter)于2009年研究开发了CCN的一种实现CCNx。CCNx通信由内容消费者驱动，数据以“块”为单位进行传输。CCNx有两种包类型：Interest包和Data包。当消费者需要请求内容时，广播Interest包，各路由节点根据Interest包“名字”按照最长前缀匹配查找并返回该“名字”所对应的Data包，在路由器节点上由三个关键数据结构完成包转发，分别是内容缓存(ContentStore)、等待兴趣表PIT(PendingInterestTable)和路由转发表FIB。CCNx本身并没有集成路由协议。美国孟菲斯大学、亚利桑那州立大学及加州大学洛杉矶分校为CCNx共同开发了一个路由协议：命名数据链路状态路由协议(NLSR)。NLSR作为CCNx自治域内路由协议，采用分布式路由算法在每个路由节点计算全网拓扑和路由并保存全网内容名字前缀。其缺点如下：内容名字前缀的数量远远高于IP地址的数量，且不断地高速扩张，而每个NLSR路由器试图建立一张囊括全网的FIB表，其规模可达109量级，这需要大量甚至实际无法解决的存储资源；每个支持NLSR的路由器需要完成LSDB同步、全网拓扑发现和路由计算的功能，而随着路由表的扩张，每个路由器进行LSDB同步占用过大的带宽，且路由计算花费路由器过多的计算资源；实际上全网拓扑在某一个时刻是唯一的，每个路由器独立地实现全网拓扑的发现和路由计算，造成一定程度的计算冗余。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种基于内容的路由方法和系统，解决现有技术中路由器需要大量甚至实际无法解决的存储资源、路由计算花费过多的计算资源和计算冗余的问题。本专利技术提供了一种基于内容的路由方法，包括以下步骤：(A)控制器名字路由系统NRC进行路由拓扑发现和维护、集中式路由计算和路由信息查询；(B)转发信息表FIB缓存活动路由信息；(C)控制器名字路由系统NRC获取路由节点的查询信息并更新转发信息表FIB。作为本专利技术的进一步改进：所述步骤(A)中，控制器名字路由系统NRC从路由节点上获取到链路状态通告LSAs之后，将LSAs的内容加入到链路状态数据库LSDB中，NRC根据LSDB中的邻居链路状态通告ALSAs建立全网拓扑和计算路由，而后对每个路由器建立一个元素的哈希链表，用以将内容名字前缀链路状态通告NLSAs和邻居链路状态通告ALSAs对应起来。作为本专利技术的进一步改进：所述步骤(A)中，NRC建立全网拓扑之后计算多源最短路径，并将对应的部分路由信息库RIB表返回给各个路由节点；下发FIB表项以集合的形式发回给路由节点，该集合包含了全网的路由器和内容名字前缀，各个路由器重新安装FIB表；如果表项数量大于某个设定阈值，则取部分表项作为路由节点的FIB表。作为本专利技术的进一步改进：路由节点发布自身链路状态通告LSAs，并向直连路由器发送Info兴趣包获取链路状态信息。作为本专利技术的进一步改进：所述步骤(C)中进一步包括路由节点收到Interest包时的处理步骤：(C1)查找内容CS缓存：发现匹配的请求内容则发送该内容到请求端口，否则，转发给悬而未决表PIT查找；(C2)查找PIT表：若PIT中有一个Interest匹配的，意味着一个相同的Interest消息已经被转发并正在等待，新Interest消息到达的端口被添加到PIT中；否则进一步查找FIB表；(C3)查找FIB表：若FIB表中找到匹配此兴趣包的下一跳路由，转发此兴趣包到下一条路由器，并在PIT表中添加此兴趣包请求等待的消息；否则，发送查询命令向NRC查询；(C4)查找RIB表：NRC根据自己的RIB表查找对应FIB表项，并返回给路由节点。作为本专利技术的进一步改进：所述步骤(A)中路由计算具体为：NRC从各个路由器获取LSAs建立全网LSDB，ALSA包含了一个路由器到另一个路由器的链路信息，建立一个矩阵W，Wij表示路由器i到路由器j的链路开销，运用弗洛伊德算法即可算出任何两点的最短路径及下一跳，每次ALSA改变时都会重新计算路由,设为从节点i到j的所有中间节点全部取自集合{1,2,…,k本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于内容的路由方法，其特征在于：包括以下步骤：(A)控制器名字路由系统NRC进行路由拓扑发现和维护、集中式路由计算和路由信息查询；(B)转发信息表FIB缓存活动路由信息；(C)控制器名字路由系统NRC获取路由节点的查询信息并更新转发信息表FIB。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种基于内容的路由方法，其特征在于：包括以下步骤：(A)控制器名字路由系统NRC
进行路由拓扑发现和维护、集中式路由计算和路由信息查询；(B)转发信息表FIB缓存活动
路由信息；(C)控制器名字路由系统NRC获取路由节点的查询信息并更新转发信息表FIB。
2.根据权利要求1所述的基于内容的路由方法，其特征在于：所述步骤(A)中，控制器名
字路由系统NRC从路由节点上获取到链路状态通告LSAs之后，将LSAs的内容加入到链路状
态数据库LSDB中，NRC根据LSDB中的邻居链路状态通告ALSAs建立全网拓扑和计算路由，而
后对每个路由器建立一个元素的哈希链表，用以将内容名字前缀链路状态通告NLSAs和邻
居链路状态通告ALSAs对应起来。
3.根据权利要求1所述的基于内容的路由方法，其特征在于：所述步骤(A)中，NRC建立
全网拓扑之后计算多源最短路径，并将对应的部分路由信息库RIB表返回给各个路由节点；
下发FIB表项以集合的形式发回给路由节点，该集合包含了全网的路由器和内容名字前缀，
各个路由器重新安装FIB表；如果表项数量大于某个设定阈值，则取部分表项作为路由节点
的FIB表。
4.根据权利要求1所述的基于内容的路由方法，其特征在于：路由节点发布自身链路状
态通告LSAs，并向直连路由器发送I...

【专利技术属性】
技术研发人员：李挥，尘福兴，陈文生，
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