[发明专利]一种基于内容聚类的命名数据网络路由系统及其聚类查询方法

摘要

本发明属于命名数据网络领域，具体涉及一种基于内容聚类的命名数据网络路由系统及其聚类查询方法。本发明包括：簇头节点信息库用于存储每一类簇的信息：类簇名ClassName，簇头节点ID；簇内节点信息索引表用于记录类簇内节点的信息：节点ID，节点名称NodeName，访问次数Times，更新时间UpdateTime；每一个类簇都拥有一个与该类簇相对应的簇内节点信息索引表。本发明中将命名数据网络进行聚类，按照不同的内容类型划分为多个类别，分别形成类簇。直接定位内容减少请求兴趣包转发次数提高路由效率，并且易于管理和维护网络。

主权项

1.一种基于内容聚类的命名数据网络路由系统，包括簇头节点信息库其特征在于：簇头节点信息库用于存储每一类簇的信息：类簇名ClassName，簇头节点ID；簇内节点信息索引表用于记录类簇内节点的信息：节点ID，节点名称NodeName，访问次数Times，更新时间UpdateTime；每一个类簇都拥有一个与该类簇相对应的簇内节点信息索引表；簇查询模块用于接收用户发送的请求数据包，对请求数据包进行处理和查询，簇查询模块包括名称解析模块、类簇内容匹配模块和簇内节点匹配模块三部分：名称解析模块接收命名数据网络用户发送的请求兴趣包：包名和内容；对请求兴趣包进行解析，解析为三元组的请求兴趣包InP，包括：类名，请求兴趣名，内容，其中类名是用于在类簇名ClassName中查找到匹配的类簇，请求兴趣名是用于定位满足请求兴趣包的节点位置；将请求兴趣包InP发送给类簇内容匹配模块；类簇内容匹配模块接收来自名称解析模块的请求兴趣包InP，从簇头节点信息库中获取类簇名ClassName；对类名和类簇名ClassName进行名称前缀匹配查找，查找到类相似度Sclass大于阈值α的类簇时，符合条件的类簇构成类簇相似表，并根据类相似度高低对类簇进行排列；依据类簇相似表把请求兴趣包InP交给簇内节点匹配模块，并把类簇相似表中相关信息删除；簇内节点匹配模块接收来自类簇内容匹配的请求兴趣包InP，获取类簇相似表中类簇的簇内节点信息索引表；对请求兴趣名和索引表中节点名称NodeName进行匹配查找，若查找到节点相似度Snode大于阀值β的节点时，再依据簇内节点信息索引表查找这类节点ID，进行查找数据；簇维护模块是对簇头节点、簇内节点进行管理，簇维护模块包括候选簇头模块、簇内节点管理模块和节点替换模块三部分：候选簇头模块是用于管理簇头节点，从簇头节点信息库和簇内节点信息索引表获取信息；当簇头节点发生异常时，候选簇头模块将选择一个候选节点来替代当前簇头节点，并更新簇头节点信息库；在每个类簇中，选择与簇头节点相邻一跳的所有邻居节点为后备节点；在后备节点中，在满足具有最大连通度，并且只归属为一个类簇的节点中选择一个节点为候选簇头节点；簇头节点在时间Tcopy内，对候选簇头节点发送相应簇内节点信息索引表进行备份；簇内节点管理模块是用于管理更新簇内节点，在时间Tupdate内，该模块将对簇内节点信息索引表中所包含节点进行检查，检查节点是否依然存在于该类簇，若存在，则保留该项索引表信息；否则，则对簇内节点索引表中相对应信息进行修改或删除；替换模块是用于处理归属类簇的移动节点；若节点更新数据后归属为另一类簇，该节点会主动发送请求信息要求加入该类簇；当簇内节点索引表空间充足时，则加入该节点的信息；当节点由于簇内节点索引表空间不足而不能正常加入时，节点需要按优先级排队等候；排队优先级以节点的访问次数Times作为度量参数，节点的访问次数Times值越大，优先级越高；当节点的访问次数Times值相同时，按照先到先服务原则进行处理；当簇内节点索引表有空间时，再将排队等候的节点依照顺序加入其中。