一种CCN的分布式移动性数据传输方法技术

本发明专利技术公开了一种CCN的分布式移动性数据传输方法。本方法为：1）接收者从接入路由器AR1移动到与路由器AR2的重叠区域时，发送一包含该AR2标识信息的消息HI给AR1；2）当AR1接收到该HI时，从请求列表PIT中查找该接收者对应的内容名字，并与该AR2的标识构造一信令消息，删除对应的PIT条目；3）AR1沿着该内容名字对应的逆向路径发送该信令消息，确定出分支节点；分支节点将PIT中对应的条目指向该AR2并继续转发该信令消息，后续路由器建立该内容名字对应的PIT条目并将下一跳接口指向AR2；4）从分支节点到AR2的中间路由器建立该内容名字对应的PIT条目。本发明专利技术避免了切换时延和巨大网络开销。

【技术实现步骤摘要】
一种CCN的分布式移动性数据传输方法
本专利技术公开了一种数据传输方法，尤其涉及一种CCN的分布式移动性数据传输方法，属于移动通信
。
技术介绍
随着信息技术的飞速发展，新的互联网应用层出不穷，致使传统IP技术面临众多挑战。特别是移动通信技术的飞速发展以及物联网和云计算等新兴数据应用的涌现，正在逐渐改变互联网用户获取服务资源的传统模式，使互联网逐步从互联互通的基本功能向支撑海量数据交互的需求发展，并对网络安全、高效移动等都提出新的挑战。近些年，研究者使用了很多方法和手段来完善和优化现有互联网，使其支持更大规模、更高效率的数据资源获取，如在互联网架构方面建设了越来越多的数据中心，在传输层面越来越广泛地使用P2P等优化数据传输的技术，但是这些“打补丁”的方式使得传统互联网体系结构越来越冗余，功能越来越复杂。为此，国内外学者开展了对未来网络架构重新设计的诸多研究，并将其提升到了国家战略高度，旨在从根本上考虑解决当前互联网支撑高效数据传输的问题。以信息为中心的未来网络体系(Information Centric Networking,ICN)，通过以标识的内容取代主机的地址，实现基于内容名字寻址与路由的新型网络架构，得到了广泛的关注，其中“内容中心网络”(Content-Centric Networking,CCN)是其中最为典型的代表方案。与传统方式相比，CCN基于内容名字的寻址路由致力于改变现有的网络通信模式，从关注于“资源在哪里”转变为“资源是什么”，从实现基于端地址的转发转变为基于资源名字的转发，从而能一定程度上解决路由可扩展性、数据分发效率等问题。CCN通过对内容的直接命名和基于该名字的寻址支持对内容本身的缓存,并通过全分布式的逐跳寻址方式保证了对海量内容寻址的效率，其基本的通信模式如图1所示。对某些内容的请求(Interest)被发送给一个路由器，路由器维护一个等待的Interest 表(PIT, Pending Interest Table),该表中维护了接收到 Interest 但是还没有收到对应数据包的内容信息，这样CCN路由器就不会重复地发送Interest，从而起到一定程度的聚合作用。PIT中还包含了某个内容名字对应的请求接口，从而可以在接收到对应数据后传回到请求的接口。另外，内容缓存(CS，Content Store)用于缓存接收到的数据包，当下次再有该内容的请求时，路由器可以直接用CS中的数据予以响应。转发信息表(Forwarding Information Base,FIB)类似于IP网络中的路由表,指示某个内容应该从哪个接口去请求。伴随着社会生活节奏的加快，移动通信的发展也在改变着人与人之间的沟通方式。因此，随着第三代移动通信技术在中国的部署与发展，移动互联网的概念已经深入人心，成为了未来信息通信业的发展重心。而移动性支持技术是支撑移动互联网最为重要的技术之一。虽然在CCN中，内容的路由和寻址摆脱了对于标识节点位置信息的IP地址的强依赖，路由依靠内容名字逐跳建立，接收节点移动到新的位置之后，可以通过重新发送内容请求消息继续通信过程，但是如何有效地利用CCN固有的缓存机制实现接收节点快速切换是一个值得研究的问题(参考文献:B.Ahlgren，et al.，A Survey ofInformation-Centric Networking(Draft)，in Proceedings of Information-CentricNetworking Seminar，February2011)。当前的主要研究思路分为两类:I)基于集中式的位置管理:如Do-hyung Kim等人将CCN的业务类型分为实时流量和非实时流量，并针对性地提出接收者切换管理机制，其核心思想是在网络中部署存储节点位置信息的汇聚节点(Rendezvous point)(参考文献:D.Kim，et al.，MobilitySupport in Content Centric Networks, in Proceedings of the ICN workshop onInformation-centric networking, Helsinki, Finland, August2012.)。但该方案仍然存在可扩展性差，而且不能很好地兼容CCN去中心化特征的问题；2)基于接入网的代理方式:如J.Lee和D.Kim等人提出基于代理的移动性管理机制(参考文献:J.Lee，D.kim，M-W.Jang，and B-J.Lee, Proxy-based MobilityManagement Scheme in Mobile Content Centric Networking(CCN) environments，inProceedings of29th International Conference on Consumer Electronics (ICCE)，LasVegas, USA, January2011 ； J.Lee,and D.Kimj Proxy-assisted Content SharingUsing Content Centric Networking(CCN) for Resource-limited Mobile ConsumerDevices,IEEE Transactions on Consumer Electronics，57(2):477-483，June 2011.；Soon Y.0hj Davide Lauj and Mario Gerlaj Content Centric Networking in Tactical andEmergency MANETsj in Proceedings of the3rd IFIPj Venice, Italy, 0ctober2010.;)，以解决接收者移动过程中的数据包丢失问题。但该机制并没有很好地利用CCN固有的缓存资源，从而支持1?效的接收者移动。此外，内容发布者也可能是一个移动的设备。Sape Mullender分析了 CCN中源移动的问题:不仅面临巨大的路由收敛问题，而且可能会由于源节点移动造成内容验证的困难(参考:http://www.ccnx.0rg/pipermai I/ccnx-users/attachments/20110919/71193aec/)。当前的解决方案主要分为两类:I)基于隧道的方式:如Jihoon Lee分析了 CCN中源节点移动的问题，并提出了基于隧道转发的源移动解决方案(参考:J.Lee，S.Cho and D.Kim, Device MobilityManagement in Content-Centric Networking, IEEE Communications Magazine, 50 (12):28-34, December2012.)。但基于隧道的方式在海量数据交互中会引入巨大的额外开销；2)基于有状态的路由机制:如Dookyoon Han等提出了 PMC (Publisher Mobilityin CCN)，在路由器的转发表中建立两种条目:稳定条目和动态条目，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CCN的分布式移动性数据传输方法，其中移动者为接收者，其步骤为：1）接收者从当前的接入路由器AR1移动到AR1与另一接入路由器AR2的重叠区域时，该接收者发送一包含该AR2标识信息的切换初始化消息HI给该AR1；2）当该AR1接收到该HI消息时，从自己的请求列表PIT中查找该接收者对应的内容名字，并用该内容名字和该AR2的标识构造一信令消息；所述信令消息包括目标接入路由器、切换所对应的接收者、需要中间路由器处理的内容名字；并且该AR1删除该接收者对应的请求表PIT条目；3）该AR1沿着该内容名字对应的转发信息表FIB的逆向路径发送该信令消息，中间路由器判断自己的转发信息表FIB中该内容名字的发布者的接口和该AR2的接口是否相同，如果相同，则该中间路由器删除该接收者对应的请求表PIT条目并继续转发该信令消息；如果不同，则该中间路由器为该接收者路径切换的分支节点，并将自己请求列表PIT中该接收者对应的请求表PIT条目指向该AR2并继续转发该信令消息，后续路由器建立该内容名字对应的PIT条目，并将下一跳接口指向目标接入路由器AR2；4）从该分支节点到该AR2的中间路由器建立该内容名字对应的PIT条目，用于接收对应的数据并将其发送给进入该AR2的该接收者。...

【技术特征摘要】
1.一种CCN的分布式移动性数据传输方法，其中移动者为接收者，其步骤为: 1)接收者从当前的接入路由器ARl移动到ARl与另一接入路由器AR2的重叠区域时，该接收者发送一包含该AR2标识信息的切换初始化消息HI给该ARl ； 2)当该ARl接收到该HI消息时，从自己的请求列表PIT中查找该接收者对应的内容名字，并用该内容名字和该AR2的标识构造一信令消息；所述信令消息包括目标接入路由器、切换所对应的接收者、需要中间路由器处理的内容名字；并且该ARl删除该接收者对应的请求表PIT条目； 3)该ARl沿着该内容名字对应的转发信息表FIB的逆向路径发送该信令消息，中间路由器判断自己的转发信息表FIB中该内容名字的发布者的接口和该AR2的接口是否相同，如果相同，则该中间路由器删除该接收者对应的请求表PIT条目并继续转发该信令消息；如果不同，则该中间路由器为该接收者路径切换的分支节点，并将自己请求列表PIT中该接收者对应的请求表PIT条目指向该AR2并继续转发该信令消息，后续路由器建立该内容名字对应的PIT条目，并将下一跳接口指向目标接入路由器AR2 ； 4)从该分支节点到该AR2的中间路由器建立该内容名字对应的PIT条目，用于接收对应的数据并将其发送给进入该AR2的该接收者。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于采用CCN的层次化命名机制建立该信令消息。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于该信令消息的名字格式为:/AR/handover-receiver/content ;其中，AR 为目标接入路由器，handover-receiver 表不这个消息是用于某个接收者的切换过程，content为需要中间路由器处理的内容的名字。4.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于该信令消息中设有一个Ibit的标志位，当某中间路由器确定为所述分支节点后，将该标志位设置为I ;所述中间路由器检测该信令消息中的标志位，如果其值为1，则不再进行接口的对比，直接建立该内容名字对应的PIT条目，并将下一跳接口指向目标接入路由器AR2。5.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于该信令消息中包含一定时器，该逆向路径中的中间路由器在接收到该信令消息 后，将调整的FIB或PIT状态绑定到该定时器；如果该定时器超时，但是该中间路由器没有收到该内容名字对应的数据或该内容名字对应请求时，则将该调整的FIB或PIT状态删除。6.一种CCN的分布式移动性数据传输方法，其中移...

【专利技术属性】
技术研发人员：延志伟，李晓东，
申请(专利权)人：中国科学院计算机网络信息中心，
类型：发明
国别省市：