一种基于POF的边缘快速路由与缓存系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于POF的边缘快速路由与缓存系统及方法，包括：一个POF控制器和n个内容路由器；n个内容路由器组成位于用户和骨干网之间的边缘网络；按照边缘网络的拓扑建立编址坐标空间区域；利用坐标将内容分配到指定编址坐标空间区域；通过控制器下发流表实现内容路由器对内容网协议包(兴趣包和数据包)的快速路由和缓存操作。本发明专利技术提供了一种在边缘网络中快速路由与缓存内容的方法，并具有自组织、可拓展等特性。

An edge fast routing and caching system and method based on POF

The invention discloses a POF edge fast routing and caching system and method, which is based on a POF controller and a N content router; N content router which is arranged between the user and the backbone network edge; establish coordinate addressing space area according to the edge of the network topology will be assigned to the specified encoding content; address space area coordinates by using the table of contents; a content router network protocol packet sent by the controller (flow in packets and data packets) fast routing and buffer operation. The invention provides a method for fast routing and caching contents in an edge network, and has the characteristics of self organization and expansion.

【技术实现步骤摘要】
一种基于POF的边缘快速路由与缓存系统及方法
本专利技术属于未来网络
，具体的说是一种由POF(协议无感知转发)技术支持的边缘快速路由与缓存系统及方法。
技术介绍
近二十年，智能终端的广泛应用和移动通信系统的猛越发展，智能终端、无线流量、连接数呈万倍的速度激增，给人们生活方式、工作模式以及政治、经济等方面带来了深刻影响。为适应未来海量移动数据的爆炸式增长，加快新业务新应用的开发，第五代移动通信(fifthgenerationmobilecommunicationnetwork,5G)网络应运而生。5G网络是广带化、泛在化、智能化、融合化、绿色节能的网络，将满足人们超高流量密度、超高连接数密度、超高移动性的需求。5G与传统4G不同的是，后者主要应用场景是连续广域覆盖和热点高容量的场景，而5G新拓展的场景是主要面向物联网业务的低功耗大连接和低时延高可靠的场景，将重点解决传统移动通信无法很好地支持物联网及垂直行业应用的问题。为了解决出现的新挑战，目前主要提出的技术有信息中心网络(Information-CentricNetworking,ICN)内置缓存技术和协议无感知转发(Prot本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于POF的边缘快速路由与缓存系统，其特征在于：所述边缘快速路由与缓存系统包括：一个POF控制器和n个内容路由器；所述n个内容路由器依据划分方法连接成分层的网格拓扑结构，形成位于用户和骨干网之间的边缘网络；所述划分方法为，根据内容路由器距离用户或骨干网以及相邻内容路由器的跳数距离和连通情况划分层次，每层的内容路由器互相连通，并与相邻层的内容路由器构成连通；所有内容路由器通过以太网进行通信；s个用户分别连接到相应的内容路由器，边缘网络的边界路由器连接到用户和骨干网；POF控制器根据边缘网络拓扑确定编址坐标空间维数，对内容路由器进行分配，使得n个内容路由器节点分别负责对应的一片编址坐标空间区域...

【技术特征摘要】
1.一种基于POF的边缘快速路由与缓存系统，其特征在于：所述边缘快速路由与缓存系统包括：一个POF控制器和n个内容路由器；所述n个内容路由器依据划分方法连接成分层的网格拓扑结构，形成位于用户和骨干网之间的边缘网络；所述划分方法为，根据内容路由器距离用户或骨干网以及相邻内容路由器的跳数距离和连通情况划分层次，每层的内容路由器互相连通，并与相邻层的内容路由器构成连通；所有内容路由器通过以太网进行通信；s个用户分别连接到相应的内容路由器，边缘网络的边界路由器连接到用户和骨干网；POF控制器根据边缘网络拓扑确定编址坐标空间维数，对内容路由器进行分配，使得n个内容路由器节点分别负责对应的一片编址坐标空间区域，每个内容路由器负责的区域由一个或多个连续的基本单元区域组成，每个内容路由器负责区域的具体大小由内容路由器的能力C决定；内容路由器按照边缘网络的拓扑建立编址坐标空间区域；利用编址坐标将内容分配到指定编址坐标空间区域；同层的内容路由器对应到编址坐标空间中连续的一层区域，即物理拓扑中相邻的内容路由器，其负责的空间区域在编址坐标空间中也是相邻的；所述编址坐标空间被完全分配给n个内容路由器节点；所述POF控制器完成对内容路由器的编址坐标空间映射后，依据处理策略为每个内容路由器制订相应的流表，并下发至每个内容路由器；所述内容路由器根据从控制器接收到的流表生成自身的转发处理流表，并依据处理策略，对接收到的兴趣包或数据包进行处理，实现边缘快速路由转发和缓存功能。2.根据权利要求1所述的基于POF的边缘快速路由与缓存系统，其特征在于：所述POF控制器包括：链路发现和拓扑管理模块，空间划分模块；链路发现模块使内容路由器之间互相发现，建立通信连接。拓扑管理模块根据链路建立边缘网络的拓扑结构，空间划分模块根据拓扑建立坐标编址空间并根据内容路由器的实际拓扑进行区域划分。3.根据权利要求1所述的基于POF的边缘快速路由与缓存系统，其特征在于：所述内容路由器为运行协议无感知交换机POFSwitch进程的服务器。4.根据权利要求1所述的基于POF的边缘快速路由与缓存系统，其特征在于：所述POF控制器利用TCP6633端口监听所述n个内容路由器。5.根据权利要求1所述的基于POF的边缘快速路由与缓存系统，其特征在于：所述网络中传递的内容网协议报文包括用户请求内容的兴趣包和返回给用户内容的数据包，都包含一个全局唯一的内容标识；所述内容标识生成方法为，对于任意内容c的结构化、长度不定的描述，使用安全散列函数产生一定长度的全局唯一的二进制内容标识。6.根据权利要求1所述的基于POF的边缘快速路由与缓存系统，其特征在于：所述编址坐标空间根据边缘网络的拓扑复杂程度确定；所述编址坐标空间中的坐标依据约束规则从内容标识中选取，使得每个内容都对应到编址坐标空间中的特定区域；所述约束规则1为根据层数k和内容路由器个数，并考虑各层内容路由器数目集合{n1,n2,n3…}的最大值kmax，坐标的长度length需满足且length>log2kmax，n为拓扑中内容路由器的总数，考虑到更细粒度的空间划分，实际会选取较长的坐标编码。7.根据权利要求1所述的基于POF的边缘快速路由与缓存系统，其特征在于：所述第i个内容路由器负责的区域坐标范围为(xi,yi),xi和yi为对应的坐标集合。8.根据权利要求1所述的基于POF的边缘快速路由与缓存系统，其特征在于：所述处理策略为对于第i个内容路由器接收到的内容兴趣包或内容数据包，提取其中的内容标识字段中的坐标编码，通过对二进制坐标编码的掩码匹配，流表F可以判断内容目的地，与第i个内容路由器节点在拓扑结构中的方位关系，并结合内容路由器实际与邻居节点的链接情况以及出口带宽情况，所述目的地即为内容标识的坐标编码确定的编址坐标空间中的区域；选择距离目的地最近的下一跳节点，将内容兴趣包...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雷，李平，邓皓煜，
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