一种信息中心网络中转发端口的确定方法及装置制造方法及图纸

本申请实施例提供一种信息中心网络中转发端口的确定方法，用以解决在信息中心网络中由于现有的转发策略无法根据当前网络状态的变化来确定转发端口，从而导致可能出现网络阻塞的问题。方法包括：在待定兴趣表中确定与第一请求内容对应的兴趣表项；根据兴趣表项中保存的端口信息，创建与所述第一请求内容对应请求队列；确定与所述第一请求内容对应最大往返时延，并根据最大往返时延构建报酬函数；根据报酬函数、请求队列以及所述最大往返时延构建最优化问题；根据李雅普诺夫函数对最优化问题进行计算，得到李雅普诺夫漂移，并根据李雅普诺夫漂移确定与第一请求内容对应转发端口。本申请还公开了一种信息中心网络中转发端口的确定装置。

A method and device for determining forwarding port in Information Center Network

【技术实现步骤摘要】
一种信息中心网络中转发端口的确定方法及装置
本申请涉及计算机
，尤其涉及一种信息中心网络中转发端口的确定方法及装置。
技术介绍
传输控制协议/因特网互联(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，TCP/IP)协议凭借其简洁的分层结构、良好的网络性能以及可拓展性等优点，在过去一直作为互联网的核心标准主机协议。而随着互联网的快速发展，用户的使用需求以及背景都已经发生了很大的变化，导致传统的TCP/IP协议架构在拓展性、移动性、安全性等方面显示出诸多不便。为了解决TCP/IP协议架构下存在的诸多问题，现有技术中提出了信息中心网络(InformationCentricNetwork，ICN)，而命名数据网络(NamedDataNetworking，NDN)，更是信息中心网络中的主流方案。路由和转发是网络协议的核心部分，优秀的路由和转发策略有利于提高网络的传输性能。在NDN的转发表中，一个信息名称可以对应着多个输出端口，这为多播传输提供了直接支持，然而若选择从所有的端口进行转发，无疑增加了冗余数据的传输，容易造成网络拥塞。而在现有的网络协议中转发策略往往只能根据端口是否故障以及人为设置的端口优先等级，来确定选择哪些端口来进行转发。由此可见，在基于NDN架构的网络中利用现有的这种转发策略，很容易出现针对一条请求选择多个端口进行转发的情况，从而很容易造成网络阻塞。因而，目前亟需一种能够根据当前网络状态的变化，动态调整转发端口的NDN网络转发方法，以使得NDN在进行转发时，选择端口更具有自适应性，以避免网络拥塞的出现。
技术实现思路
本申请实施例提供一种信息中心网络中转发端口的确定方法，用以解决在信息中心网络中由于现有的转发策略无法根据当前网络状态的变化来确定转发端口，从而导致可能出现网络阻塞的问题。本申请实施例还提供一种信息中心网络中转发端口的确定装置，用以解决在信息中心网络中由于现有的转发策略无法根据当前网络状态的变化来确定转发端口，从而导致可能出现网络阻塞的问题。本申请实施例采用下述技术方案：第一方面，一种信息中心网络中转发端口的确定方法，包括：在待定兴趣表中确定与第一请求内容对应的兴趣表项；其中，所述兴趣表项中保存有接收到的、与所述第一请求内容对应的兴趣包的端口信息；根据所述兴趣表项中保存的端口信息，创建与所述第一请求内容对应的请求队列；确定与所述第一请求内容对应的最大往返时延，并根据所述最大往返时延构建报酬函数；根据所述报酬函数、所述请求队列以及所述最大往返时延构建最优化问题；根据李雅普诺夫函数对所述最优化问题进行计算，得到李雅普诺夫漂移，并根据所述李雅普诺夫漂移确定与所述第一请求内容对应转发端口。第二方面，一种信息中心网络中转发端口的确定装置，包括：兴趣表项确定单元，用于在待定兴趣表中确定与第一请求内容对应的兴趣表项；其中，所述兴趣表项中保存有接收到的、与所述第一请求内容对应的兴趣包的端口信息；队列创建单元，用于根据所述兴趣表项中保存的端口信息，创建与所述第一请求内容对应的请求队列；报酬函数构建单元，用于确定与所述第一请求内容对应的最大往返时延，并根据所述最大往返时延构建报酬函数；最优化问题构建单元，用于根据所述报酬函数、所述请求队列以及所述最大往返时延构建最优化问题；转发端口确定单元，用于根据李雅普诺夫函数对所述最优化问题进行计算，得到李雅普诺夫漂移，并根据所述李雅普诺夫漂移确定与所述第一请求内容对应转发端口。由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例方案至少具备如下一种技术效果：采用本申请所提供的信息中心网络中转发端口的确定方法，由于在确定转发端口时，首先会在待定兴趣表中确定与第一请求内容对应的兴趣表项，以根据兴趣表项中保存的端口信息，创建与第一请求内容对应请求队列，确定与所述第一请求内容对应最大往返时延，并根据所述最大往返时延构建报酬函数，进而根据所述报酬函数、所述请求队列以及所述最大往返时延构建最优化问题，通过李雅普诺夫函数对所述最优化问题进行计算，得到李雅普诺夫漂移，并根据所述李雅普诺夫漂移确定与所述第一请求内容对应转发端口。采用这样的转发端口确定方法，在确定转发端口的过程中，通过引入报酬函数以及李雅普诺夫方法，从而可以从待选择的转发端口中确定出往返时延最短的转发端口，进而可以在很大程度上避免由于转发端口选择不当而导致网络拥塞的问题。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种基于命名数据网络的兴趣包处理流程示意图；图2为本申请实施例提供的一种命名数据网络中PIT表的存储结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种基于命名数据网络的数据包处理流程示意图；图4是本申请实施例提供的一种信息中心网络中转发端口的确定方法的具体流程示意图；图5是本申请实施例提供的一种信息中心网络中转发端口的确定装置的具体结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。本申请实施例提供一种信息中心网络中转发端口的确定方法，用以解决在信息中心网络中由于现有的转发策略无法根据当前网络状态的变化来确定转发端口，从而导致可能出现网络阻塞的问题。而其中，命名数据网络(NamedDataNetworking，NDN)作为信息中心网络(InformationCentricNetwork，ICN)的实例之一，凭借先进的理念、方案的可行性和诸多实质性进展，目前已经成为信息中心网络的主流方案。在NDN中，主要有两种类型的数据包：兴趣包(InterestPacket)和数据包(DataPacket)。其中，兴趣包中写入了用户所请求的内容名称，而数据包中则写入了用户所请求的内容本身。基于NDN的请求处理流程如图1所示，当用户需要通过NDN请求内容时，用户首先可以向服务器发送兴趣包，当兴趣包抵达NDN节点后，该NDN节点中内容缓存(ContentStore，CS)表首先被查询，其目的是检查本地是否已经缓存了与兴趣包所请求内容对应的数据。若检测到本地已缓存，则NDN节点会将检测到的匹配数据包会从该兴趣包的入口端口转出，同时将该兴趣包丢弃。否则，NDN节点将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信息中心网络中转发端口的确定方法，其特征在于，包括：/n在待定兴趣表中确定与第一请求内容对应的兴趣表项；其中，所述兴趣表项中保存有接收到的、与所述第一请求内容对应的兴趣包的端口信息；/n根据所述兴趣表项中保存的端口信息，创建与所述第一请求内容对应的请求队列；/n确定与所述第一请求内容对应的最大往返时延，并根据所述最大往返时延构建报酬函数；/n根据所述报酬函数、所述请求队列以及所述最大往返时延构建最优化问题；/n根据李雅普诺夫函数对所述最优化问题进行计算，得到李雅普诺夫漂移，并根据所述李雅普诺夫漂移确定与所述第一请求内容对应转发端口。/n

【技术特征摘要】
1.一种信息中心网络中转发端口的确定方法，其特征在于，包括：
在待定兴趣表中确定与第一请求内容对应的兴趣表项；其中，所述兴趣表项中保存有接收到的、与所述第一请求内容对应的兴趣包的端口信息；
根据所述兴趣表项中保存的端口信息，创建与所述第一请求内容对应的请求队列；
确定与所述第一请求内容对应的最大往返时延，并根据所述最大往返时延构建报酬函数；
根据所述报酬函数、所述请求队列以及所述最大往返时延构建最优化问题；
根据李雅普诺夫函数对所述最优化问题进行计算，得到李雅普诺夫漂移，并根据所述李雅普诺夫漂移确定与所述第一请求内容对应转发端口。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述最大往返时延构建报酬函数，具体包括：
根据以下公式，利用最大往返时延构建报酬函数：



其中，RTTc，max表示与所述第一请求内容对应的最大往返时延，表示t时段内与所述第一请求内容对应的平均往返时延，βc表示针对所述第一请求内容预先设置的权重因子。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述报酬函数、所述请求队列以及所述最大往返时延构建最优化问题，具体包括：
根据以下公式，构建以所述报酬函数取值最大化为目标，以所述请求队列以及所述最大往返时延为限制条件的最优化问题：
Maximize：
subjectto：1)
2)
3)
4)f(t)∈{1，2，...，F}；
其中，Maximize：表示以所述报酬函数取值最大化为目标，表示所述请求队列长度，ITEMmax表示所述请求队列所允许的最大长度，则表示限制条件为请求队列长度不能超过所述请求队列所允许的最大长度；表示平均往返时延，RTTc，max表示与所述第一请求内容对应的最大往返时延，则表示限制条件为平均往返时延不能超过所述最大往返时延；表示链路容量，表示最大链路容量，则表示限制条件为链路容量不能超过最大链路容量；f(t)表示待选择的转发端口，f(t)∈{1，2，...，F}表示待选择的转发端口的范围。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据李雅普诺夫函数对所述最优化问题进行计算，得到李雅普诺夫漂移，具体包括：
根据以下公式将所述最优化问题中的限制条件转化为虚拟化队列：
U(t+1)＝max[U(t)+Q(t)-ITEMmax，0]
Zc(t+1)＝max[Zc(t)+Timerc(t)-RTTc，max，0]
Hf(t+1)＝max[Hf(t)+capf(t)-CAPmax，0]；
根据以下公式构造李雅普诺夫函数：



其中，L(Θ(t))表示Θ(t)的李雅普诺夫函数，Θ(t)表示t时刻接收到的请求数量，Θ(t)＝[U(t)，Z(t)，H(t)]；
根据以下公式计算李雅普诺夫漂移：



其中，Δ(Θ(t))表示Θ(t)的李雅普诺夫漂移。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述李雅普诺夫漂移确定与所述第一请求内容对应转发端口，具体包括：
根据所述李雅普诺夫漂移，基于以下公式确定与所述第一请求内容对应转发端口：
Minimize：Δ(Θ(t))-V·E{r(t，f)|Θ(t)}；
将使得以上公式取值最小的转发端口f，确定为与所述第一请求内容对应转发端口。...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄光平，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44