一种NDN中基于路由接口排名的转发方法技术

本发明专利技术公开了一种NDN中基于路由接口排名的转发方法，包括：在路由节点的FIB表中添加命中率优先级字段，替代原有的路由优先级字段；通过命中率优先级对每个名称前缀的可用转发接口进行优先级排序，命中率越高的接口越优先转发所接收的兴趣包；其中，命中率优先级计算方法为：计算接口的兴数比；兴数比为每个周期内，通过该接口转发出去的兴趣包和通过该接口原路返回的数据包的比值；兴数比越小的接口，命中率越高，越优先转发所接收的兴趣包。本发明专利技术在NDN网络下基于命中率优先级对接口的转发进行排序，通过降低低效接口转发率，减少网络链路中的兴趣包和数据包，以达到提高高效路由转发接口的命中率、缓解网络拥塞状态的目的。

A forwarding method based on routing interface ranking in NDN

【技术实现步骤摘要】
一种NDN中基于路由接口排名的转发方法
本专利技术涉及转发策略
，具体涉及一种NDN中基于路由接口排名的转发方法，该转发方法用于解决NDN(命名数据网络)中的链路拥堵状态。
技术介绍
互联网应用和服务的快速发展为传统网络架构带来了新的挑战，网络架构不仅需要支持端到端的通信，还要满足数据分发、移动性、安全性等需求。为了解决传统TCP/IP网络的不足，一些研究人员认为可以通过对现有网络架构添加补丁(patch)来满足新需要。但过多的补丁会增加网络架构的复杂性，而且这只是临时的补救措施，并不能从根本上解决问题。对此，有学者认为需要对网络架构进行重新研究，设计新型网络架构以满足新需求。信息中心网络(InformationCentricNetworking，ICN)是未来网络架构的研究方向之一，该网络模型不再关注传统的端到端传输模式，而是将注意力放在内容的获取上。它通过分离内容标识与位置信息，让数据对象本身成为网络架构中的核心要素，从而将当前通信范例对数据位置的关注转向对数据内容的关注，实现了高效、可靠的信息分发。命名数据网络项目作为ICN的一种具体实现方式，旨在开发一种新的互联网架构，利用当前互联网基于主机的点到点通信架构的优势，摒弃其地址定位的劣势，以适应新兴的通信模式。通过数据命名代替数据位置，NDN将数据转化为网络中位于一级的实体。NDN网络利用数据名字来主动取回数据的方式与传统的IP网络利用地址定位数据的方式之间的差异，给作为NDN网络核心的路由和转发机制带来了新的设计方式，具有很大的研究空间和研究价值。>NDN中路由与转发的关系不同于传统IP网络，在传统网络中，节点通过各种路由策略获得全局或局部的路由信息，通过一定的算法得到路由表，多数情况下，转发平台仅根据路由表的下一跳信息进行转发，转发平台不具备独立的判断能力。而在NDN中，转发平台被赋予了独立的判断力，能够根据往返时延RTT等网络性能数据从路由表中独立地选取转发接口，完成数据的转发，即转发平台与路由计算协作完成数据的转发。目前NDN主要由三种转发策略，分别为洪泛转发策略、智能洪泛转发策略和最优转发策略。NDN节点接口的状态分为正常、未知、故障三种，ndnSIM采用GREEN、YELLOW、RED来标示三者。节点间是通过Face进行通信的，接口状态初始为YELLOW且动态更新，例如，一个GREEN接口在长时间不使用的情况下会转变为YELLOW状态，而一个YELLOW接口如果经过探测显示可以正常工作，则将状态更新为GREEN。不同转发策略的实现与接口状态有关。(1)洪泛转发策略在洪泛转发策略中，路由节点将兴趣包转发给所有在FIB表中名字前缀匹配成功且状态不为RED的接口。使用该策略虽然可以获得较小的平均时延，但由于发送大量兴趣包而增加了网络流量，在访问量大、带宽有限的情况下容易造成拥塞现象。(2)最优转发策略在最优转发策略中，路由节点将兴趣包转发给FIB表中名字前缀匹配并且排序最前的GREEN接口或者排序最前的YELLOW接口，忽略所有的RED接口。其中排序规则是以路由代价为指标，从小到大排序。使用最优转发策略由于发送的兴趣包较少，能因此有效避免网络中冗余流量的产生，但由于节点状态更新滞后，重传次数明显增加。(3)智能洪泛转发策略在智能洪泛转发策略中，路由节点优先考虑将兴趣包转发给排序最前的GREEN接口，若不存在GREEN接口则将兴趣包洪泛转发给所有的YELLOW接口，忽略所有RED接口。智能洪泛转发策略的性能介于最优转发策略与洪泛转发策略之间。由于网路带宽资源有限而内容传输数据量庞大的实际运行状况，最优转发策略虽降低网路冗余流量，只向排序最前的GREEN或YELLOW接口发送请求，其结果相对洪泛转发策略，有较高时延和较多的请求重传次数。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺点，本专利技术提供一种NDN中基于路由接口排名的转发方法，通过对每个名字前缀可用的转发接口进行新的路由优先级规定，可以有效避免出现向命中率低的接口转发，降低无用接口转发率，从而达到在转发层面缓解网络拥塞的目的。本专利技术公开一种NDN中基于路由接口排名的转发方法，包括：在路由节点的FIB表中添加命中率优先级字段，替代原有的路由优先级字段；通过所述命中率优先级对每个名称前缀的可用转发接口进行优先级排序，命中率越高的接口越优先转发所接收的兴趣包；其中，所述命中率优先级计算方法为：计算接口的兴数比；所述兴数比为每个周期内，通过该接口转发出去的兴趣包和通过该接口原路返回的数据包的比值；兴数比越小的接口，命中率越高，越优先转发所接收的兴趣包。作为本专利技术的进一步改进，所述转发方法适用于网络状态为繁忙或者拥塞的路由转发。作为本专利技术的进一步改进，当所述兴数比大于1，则舍弃此接口。作为本专利技术的进一步改进，当所述兴数比介于0～1之间，则按照兴趣比的大小对接口进行排序，兴数比越小的接口，命中率越高，越优先转发所接收的兴趣包。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术在NDN网络下针对网络繁忙或拥塞状态提出来的一种更为高效的路由转发策略，通过降低低效接口转发率，减少网络链路中的兴趣包和数据包，以达到提高高效路由转发接口的命中率、缓解网络拥塞状态的目的。附图说明图1为本专利技术一种实施例公开的FIB表中存储的转发状态信息；图2为本专利技术一种实施例公开的NDN中基于路由接口排名的转发方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术做进一步的详细描述：由于兴趣包的过多转发导致网络内的数据包过多，从而出现网络拥塞的现象；为此，本专利技术提供一种NDN中解决链路拥塞状态的基于路由接口排名的转发方法。本专利技术的转发方法基于兴趣包的转发而开展的，在阐述本专利技术的转发方法前，需明确兴趣包的转发方法为：消费者发送兴趣包；判断路由节点cs表中是否有匹配项，即兴趣包中请求的内容名字是否在cs表中存在；如果在缓存中有匹配内容，则返回相应的Data数据包；如果在缓存中没有匹配内容，则查找PIT表；判断在PIT表中是否存在相同的记录；若在PIT表中存在相同的记录，则丢弃此兴趣包；若在PIT表中不存在相同的记录，则将此兴趣包的信息写入PIT表中，同时在FIB表中查找对应名字前缀的转发接口。本专利技术的转发方法在进行转发之前，需要先对PIT表进行修改，具体修改为：如图1所示，本专利技术的NDN路由器的FIB表和IP路由器中的FIB表相似，区别为用保存名字前缀代替了IP中的地址前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种NDN中基于路由接口排名的转发方法，其特征在于，包括：/n在路由节点的FIB表中添加命中率优先级字段，替代原有的路由优先级字段；/n通过所述命中率优先级对每个名称前缀的可用转发接口进行优先级排序，命中率越高的接口越优先转发所接收的兴趣包；/n其中，所述命中率优先级计算方法为：/n计算接口的兴数比；所述兴数比为每个周期内，通过该接口转发出去的兴趣包和通过该接口原路返回的数据包的比值；/n兴数比越小的接口，命中率越高，越优先转发所接收的兴趣包。/n

【技术特征摘要】
1.一种NDN中基于路由接口排名的转发方法，其特征在于，包括：
在路由节点的FIB表中添加命中率优先级字段，替代原有的路由优先级字段；
通过所述命中率优先级对每个名称前缀的可用转发接口进行优先级排序，命中率越高的接口越优先转发所接收的兴趣包；
其中，所述命中率优先级计算方法为：
计算接口的兴数比；所述兴数比为每个周期内，通过该接口转发出去的兴趣包和通过该接口原路返回的数据包的比值；
兴数比越小的接口，命中率...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽，刘晓雨，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11