[发明专利]一种命名数据网络中的多属性概率缓存方法

说明书

本发明公开了一种命名数据网络中的多属性概率缓存方法，包括：路由节点判断Data包的属性；若Data包的属性为不可共享属性，则不缓存Data包中携带的数据；若Data包的属性为共享属性，则根据节点缓存概率判断是否缓存Data包中携带的数据；其中，P＝P(v)+P(u)，P(v)＝β/(ɑ+β)，P(u)＝u/(u+θ)；式中，P为节点缓存概率，P(v)为节点中心度概率，P(u)为节点距离概率；β值为路由节点PIT中所有Interest表项端口数量和，ɑ值为NDN网络中路由节点总个数之和；u是Data包经过路由节点的跳数，θ是大于0的正整数。本发明有效的降低了NDN网络中不同路由节点对相同数据的冗余存储，节约了路由节点缓存的使用，降低了网络延迟，提升了NDN网络性能。

技术领域

本发明涉及缓存策略技术领域，具体涉及一种命名数据网络中的多属性 概率缓存方法。

背景技术

现代互联网是一个全球范围内的通信网络，其已成为承载全球通信的重 要基础设施。目前的互联网体系结构被设计为一个端到端连接的用来传输数 据的底层通信框架。随着用户数量以及通信数据量的增加，这种以终端为中 心、位置为寻址方式的通信框架出现了移动性差、可靠性差、不能适应网络 上层应用变化等问题。对于现有互联网体系结构与不断变化的用户用户需求 之间的矛盾日益激化，未来互联网体系结构的研究和发展已经成为学术界和 工业界共同关注的热点问题。

目前国内外汇总的方案主要有“改良”和“革命”两种路线，“改良”路线是渐 进式的不断完善现有的IPv4协议，最终平滑过渡到IPv6，然而这种方式仅扩 大了地址空间，不能从本质上改变IP协议设计的不足，技术进步程度有限， 很难满足未来网络发展需求。“革命”路线，即重新设计以信息中心网络作为 互联网体系结构，彻底改变现有互联网体系结构的不足。命名数据网络 (Named-Data Networking，NDN)是以信息为中心网络建设中一种比较优秀 的体系架构。

命名数据网络(NDN)将目前通信方式对数据位置的关注，转向对数据 内容本身的关注。其通信方式完全不同于当前所使用IP地址标识信息位置的 方式，NDN网络对数据本身进行命名，使得数据本身成为通信的直接目标。 NDN网络将用户分为消费者和生产者两种角色，消费者在网络中生产发送 Interest包(兴趣包)，生产者生产Data包(数据包)用于满足Interest包的请 求。消费者获取所需资源，是通过生产发送Interest包，当Interest匹配到名 字属性值相同的Data时，消费者就能通过Data包沿Interest包之前路线原路 回传获取所需资源。

NDN网络中生产者和消费者之间存有一个或多个路由节点，路由节点负 责Interest包的转发，Data包的回溯和Data包中携带数据的缓存。每个路由 节点都包含三张表，分别是转发请求表(Pending Interest Table，PIT)、转发信 息表(ForwardingInformation Base，FIB)和内容仓库(Content Store，CS)。 PIT记录所有Interest包发送的上行信息，当Interest包到达路由节点时查看 PIT表，若存在PIT表中存在Interest信息则记录该Interest来源端口，若没有 Interest信息则创建该Interest表项，并且根据PIT表信息正确地回溯Data包， 当Data包从相应端口回溯后，删除与该数据匹配的PIT表项。FIB存储前缀， 接口列表元组，采用Interest名字属性值最长匹配查询，将Interest包从潜在 所需数据资源端口转发出去。CS类似IP路由器中的内存缓存，对回溯到该路 由节点的数据进行缓存。