[发明专利]一种基于字节编号的命名数据网络数据分片可靠传输方法

说明书

本发明涉及一种基于字节编号的命名数据网络数据分片可靠传输方法，属于计算机网络数据传输技术领域。包括：发布者将每项数据内容按字节进行编号；请求者发送询问兴趣包，比较转发节点的最大传输单元MTU记录最小值；发布者回复应答数据包告知字节长度和起始字节编号及最大传输单元；请求者发送请求兴趣包包含想要获取的数据内容的名称和字节编号范围；发布者将相应字节的数据内容封装为内容数据包回复给请求者；请求者等待接收内容数据包并准备重传请求兴趣包；请求者接收并校验内容数据包，根据校验结果决定重传请求兴趣包或继续请求后续内容数据包；请求者正确接收完整数据内容后结束数据传输。所述方法实现了数据可靠传输以及链路拥塞避免。

技术领域

本发明涉及命名数据网络NDN(Named Data Networking)中一种基于字节编号的数据分片可靠传输方法，属于计算机网络数据传输技术领域。

背景技术

命名数据网络NDN保留了TCP/IP网络的沙漏模型，不同的是，NDN用内容块(Content Chunk)代替了IP包，从网络的角度看，NDN用对数据内容命名代替了对物理实体命名，用户所交换的数据内容与位置无关。NDN中数据报文分为兴趣包和数据包两类，兴趣包和数据包中都含有一个内容名称来标识内容请求者想要获取的数据内容或数据包负载的数据内容，数据包还包含所要交换的数据内容及其内容发布者的签名。NDN通过内容请求者发送兴趣包驱动内容发布者回复数据包的方式进行数据通信。NDN中路由节点均具备缓存功能来缓存经过本节点的数据包，数据包独立于其位置而存在，因此缓存的数据包可以用于响应将来相同的数据内容请求。

NDN路由节点通过3种重要的数据结构完成数据内容的转发，分别是转发信息库FIB(Forwarding Information Base)、待定兴趣表PIT(Pending Interest Table)和内容缓存库CS(Content Store)。NDN节点将兴趣包流入的接口称为下游接口，兴趣包流出的接口称为上游接口。NDN节点的CS中存储了内容发布者发送的经过本节点的数据包，可以用于响应未来潜在的相同数据内容请求；PIT记录了已经被当前节点转发出去的兴趣包中的内容名称及其对应的下游接口，保证当接收到数据包时能将其正确地返回给内容请求者；FIB记录了相应内容名称的兴趣包可以被转发的上游接口集合，用来将兴趣包转发到匹配的下一节点。

目前，NDN通过内容请求者发送兴趣包驱动内容发布者回复数据包的方式进行数据通信。在这一通信模式下，NDN数据传输可靠性存在两个问题：

(1)NDN数据通信过程中，内容发布者只负责发送数据包，内容请求者针对是否正确接收了所需的数据包对内容发布者不做出反馈，数据包传输缺少确认重传机制，无法保证数据的可靠传输；

(2)NDN中利用内容块进行数据传输，较大的内容块在NDN中传输时会因路由节点的最大传输单元MTU限制而被分成多个数据分片封装成多个数据包，路由节点根据其MTU大小决定每个数据分片的大小，数据分片的划分没有综合考虑转发路径上所有路由节点的数据处理能力，易造成数据分片在中间路由节点传输阻塞或数据处理不及时，导致网络链路拥堵而丢弃数据包。

综上所述，目前NDN中缺少一种能实现数据包接收确认的可靠传输方法和能适应路由节点数据处理能力的数据分片机制，用来实现NDN中数据分片大小的合理设置，从而避免链路拥塞，减少数据包丢弃，降低数据传输时延，实现NDN中数据的可靠传输。

发明内容

本发明的目的在于进一步提高NDN的数据传输可靠性，通过数据包接收确认方式实现可靠传输，同时合理设置NDN中传输内容块的数据分片大小，避免链路拥塞和数据包丢弃，降低数据传输时延；提出了一种基于字节编号的命名数据网络数据分片可靠传输方法。

本发明的技术方案包括以下几部分：

a)内容发布者将每项数据内容按字节进行编号；

b)内容请求者发送询问兴趣包并比较转发路径上各路由节点的最大传输单元MTU记录最小值；