一种路由节点及路由方法技术

本发明专利技术提供了一种路由节点及路由方法，路由节点从上一跳接收到一数据包后，判断数据包是内容请求数据包还是内容响应数据包，若是内容请求数据包，则判断本地是否存储有该数据包所请求的内容数据，若是，则根据内容数据生成一内容响应数据包，并将该内容响应数据包发送至上一跳，否则，将该内容请求数据包发送至下一跳；若是内容响应数据包，判断本地是否存储有该数据包所携带的内容数据，若是，则直接将该内容响应数据包发送至下一跳，否则，将该内容数据进行本地存储后，再将该内容响应数据包发送至下一跳。本发明专利技术在现有TCP/IP网络的架构下，实现网内缓存功能，避免传统TCP/IP网络的缺陷，加快内容数据的分发与获取。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于网络通信领域，尤其涉及一种路由节点及方法，其兼容现有网络实现网内缓存，并能利用网内缓存进行通信。
技术介绍
近年来，互联网技术得到快速发展，移动设备数量快速增加，基于传统的TCP/IP体系的架构获得了巨大成功。尽管如此，根据思科的预测报告，到2019年，以视频分发相关的流量将占据总互联网IP流量79％以上的份额，人们使用网络的主要方式从端到端的通信逐渐转变为对内容的访问和分享。而TCP/IP体系结构具有先天缺陷，在可扩展性、移动性方面存在多种问题，阻碍互联网的发展。因而，研究者提出了以信息为中心的网络体系结构(ICN，Information-Centric Networking)。内容中心网络(CCN，Content-Centric Networking)是ICN的实例，也被称为命名数据网络(NDN，Named Data Networking)。内容中心网络不同于TCP/IP体系中的主机为中心，CCN网络是以内容为中心传输数据。CCN通过对网络中存在的所有数据内容进行命名，数据包根据内容名进行路由。中间路由器节点缓存内容，并且可以响应内容的请求，直接将缓存内容返回给用户，加快内容的分发速率，减少用户获取内容的时延。然而，由于CCN网络的提出是一种clean-slate的方式，因此从现有TCP/IP网络正常过渡到CCN网络存在许多问题，包括CCN网络中的转发表膨胀问题，转发表更新问题，针对邮件服务等业务的处理不如传统IP网络的处理方式等等问题。我们提出了在现有的IP网络中来实现网内缓存机制。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的在于，提供一种路由节点及方法，在现有TCP/IP网络的架构下，实现网内缓存功能，避免传统TCP/IP网络的缺陷，加快内容数据的分发与获取。(二)技术方案首先，本专利技术对数据包进行扩展，使其具有类型字段和内容标识字段，其中，类型字段能标示出数据包是内容请求数据包还是内容响应数据包，内容标识字段能标示出内容请求数据包所请求的内容数据，或者，标示出内容响应数据包所携带的内容数据。其次，本专利技术提供的路由节点包括检索模块和存储模块，存储模块用于在本地缓存内容数据，检索模块用于根据数据包中的内容标识字段，判断所述存储模块中是否缓存有该数据包所请求的内容数据，或者，该数据包所携带的内容数据。再次，针对任意一个路由节点，本专利技术提供的路由方法，包括：S1，从上一跳接收到一数据包后，判断数据包是内容请求数据包还是内容响应数据包，若数据包是内容请求数据包，则执行步骤S2，若数据包是内容响应数据包，则执行步骤S3；S2，判断路由节点本地是否存储有该数据包所请求的内容数据，若是，则根据内容数据生成一内容响应数据包，并将该内容响应数据包发送至上一跳，否则，将该内容请求数据包发送至下一跳；S3，判断本地是否存储有该数据包所携带的内容数据，若是，则直接将该内容响应数据包发送至下一跳，否则，将该内容数据进行本地存储后，再将该内容响应数据包发送至下一跳。(三)有益效果本专利技术的路由节点具有缓存功能，其能缓存网络中数据包中所携带的内容数据，其后在收到针对该内容数据的内容请求数据包时，其不必将数据包转发至下一跳，而是提取本地缓存中的内容数据，并生成内容响应数据包回发至请求方，这样能降低网络中的重复内容数据的获取，同时减少了用户请求的等待时间。附图说明图1是本专利技术实施例中请求方从发出内容请求数据包到接收到响应数据的流程图；图2是本专利技术实施例内容请求包中包含的自定义类型的IPv6扩展首部；图3是本专利技术实施例内容响应包中包含的自定义类型的IPv6扩展首部格式；图4是本专利技术实施例中间路由节点的结构示意图；图5是本专利技术实施例客户端发送请求包的流程；图6是本专利技术实施例中间路由节点接收到IP数据包的处理流程；图7是本专利技术另一实施例的网络拓扑和报文传输示意图。具体实施方式本专利技术提供一种路由节点及路由方法，路由节点从上一跳接收到一数据包后，判断数据包是内容请求数据包还是内容响应数据包，若是内容请求数据包，则判断本地是否存储有该数据包所请求的内容数据，若是，则根据内容数据生成一内容响应数据包，并将该内容响应数据包发送至上一跳，否则，将该内容请求数据包发送至下一跳；若是内容响应数据包，判断本地是否存储有该数据包所携带的内容数据，若是，则直接将该内容响应数据包发送至下一跳，否则，将该内容数据进行本地存储后，再将该内容响应数据包发送至下一跳。本专利技术在现有TCP/IP网络的架构下，实现网内缓存功能，避免传统TCP/IP网络的缺陷，加快内容数据的分发与获取。具体地，本专利技术所说的路由节点，可以是具有转发功能的路由器，其上一跳和下一跳可以是其他路由节点的地址，也可以是源地址，也可以是目的地址。路由节点除了具备转发功能外，还包括存储模块和检索模块，存储模块用于在本地缓存内容数据，检索模块用于根据数据包中的内容标识字段，判断所述存储模块中是否缓存有该数据包所请求的内容数据，或者，该数据包所携带的内容数据。进一步，在TCP/IP网络的架构下，本专利技术对IPv6数据(简称IP数据包)包添加自定义类型的扩展首部，即在该扩展首部中增加两个字段：类型字段和内容标识字段，其中根据自定义扩展首部中类型字段(Type)来区分内容请求数据包、内容响应数据包两种IP数据包，例如，内容请求数据包的类型字段置的值为1，内容响应数据包的类型字段置的值为2。内容标识字段包含全局统一的内容标识，使得IP数据包可选地具有内容感知能力，具体地，内容标识字段可以是内容数据的内容名，例如“/ABC.com/video/comm/abc.mp4”。需要注意的是，内容标识应是全局唯一的，如果两个具有不同名称的内容相同，这两个内容会被识别为不同的内容。例如，文件的命名形式为：“/ABC.com/video/comm/abc.mp4”和“/ABC.com/video/abc.mp4”指向的内容相同但会识别为不同的内容数据。路由节点在收到一IPv6数据包后，首先判断所述IPv6数据包是否具有自定义类型的扩展首部，如果是，路由节点才进一步判断所述IPv6数据包是内容请求数据包还是内容响应数据包；如果IPv6数据包不具有自定义类型的扩展首部，路由节点采用TCP/IP协议转发IPv6数据包。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。图1是本专利技术实施例中请求方从发出内容请求数据包到接收到响应数据的流程图，流程包括：ST1：对IPv6数据包的扩展和路由器功能的扩展：为了实现在IP网络中实现网内缓存的功能，本实施例定义了一种IPv6扩展首部类型。其中根据自定义扩展首部中类型字段(Type)来区分内容请求数据包、内容响应数据包两种IP数据包，在本实施例中，内容请求数据包的类型字段置的值为1，内容响应数据包的类型字段置的值为2。内容标识字段包含全局统一的内容标识，使得IP数据包可选地具有内容感知能力。如图2所示，本实施例中内容请求数据包的自定义类型的扩展首部包含内容标识字段、类型字段以及其他基本字段。内容标识字段是通过分层形式对内容进行命名，其形式类似于CCN网络或其他基于内容名的网络中的内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路由节点，其特征在于，所述路由节点在从上一跳接收到一数据包后，判断所述数据包是内容请求数据包还是内容响应数据包：若所述数据包是内容请求数据包，所述路由节点判断本地是否存储有该数据包所请求的内容数据，若是，则根据所述内容数据生成一内容响应数据包，并将该内容响应数据包发送至上一跳，否则，将该内容请求数据包发送至下一跳；若所述数据包是内容响应数据包，所述路由节点判断本地是否存储有该数据包所携带的内容数据，若是，则直接将该内容响应数据包发送至下一跳，否则，将该内容数据进行本地存储后，再将该内容响应数据包发送至下一跳。

【技术特征摘要】
1.一种路由节点，其特征在于，所述路由节点在从上一跳接收到一数据包后，判断所述数据包是内容请求数据包还是内容响应数据包：若所述数据包是内容请求数据包，所述路由节点判断本地是否存储有该数据包所请求的内容数据，若是，则根据所述内容数据生成一内容响应数据包，并将该内容响应数据包发送至上一跳，否则，将该内容请求数据包发送至下一跳；若所述数据包是内容响应数据包，所述路由节点判断本地是否存储有该数据包所携带的内容数据，若是，则直接将该内容响应数据包发送至下一跳，否则，将该内容数据进行本地存储后，再将该内容响应数据包发送至下一跳。2.根据权利要求1所述的路由节点，其特征在于，所述数据包包括类型字段和内容标识字段，所述路由节点根据类型字段确定所述数据包是内容请求数据包还是内容响应数据包，根据内容标识字段确定内容请求数据包所请求的内容数据或内容响应数据包所携带的内容数据。3.根据权利要求2所述的路由节点，其特征在于，所述路由节点包括检索模块和存储模块，其中：所述存储模块用于在本地缓存内容数据；所述检索模块用于根据数据包中的内容标识字段，判断所述存储模块中是否缓存有该数据包所请求的内容数据，或者，该数据包所携带的内容数据。4.根据权利要求2所述的路由节点，其特征在于，所述数据包为IPv6数据包，所述类型字段和内容标识字段位于所述IPv6数据包的扩展首部中。5.根据权利要求4所述的路由节点，其特征在于，所述路由节点在收到一IPv6数据包后，首先判断所述IPv6数据包是否具有自定义类型的扩展首部，如果是，所述路由节点才进一步判断所述IPv6数据包是内容请求数据包还是内...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛开平，吴枫，张祥，孙龙，曹承宝，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34