CN107196985B - 数据管理方法、装置及网络设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据管理方法、装置及网络设备,属于网络技术领域。方法包括:接收数据请求设备发送的数据请求包,数据请求包中至少包括第一源标识、第一目的标识和请求数据标识;根据第一目的标识和请求数据标识,在CCM中查找请求的数据;如果在CCM中未查找到请求的数据,则判断数据请求包是否允许缓存;如果数据请求包允许缓存,则以第一源标识和封装在数据请求包中的数据内容的标识,在CCM中缓存封装在数据请求包中的数据内容。本发明网络设备除了转发数据请求包外,还会在未存储请求数据的情况下,决定是否对数据请求包进行处理,在对数据请求包进行处理时会缓存封装在数据请求包中的数据内容,因此实现了数据的沿路缓存。
Description
技术领域
本发明涉及网络技术领域,特别涉及一种数据管理方法、装置及网络设备。
背景技术
随着科技的进步和信息化的普及,目前网络应用的主体已经转换为文字、图像和视频等数据,因此在互联网领域对硬件资源共享的需求已经逐步降低,取而代之数据共享成为了主要目标。用户关注的不再是数据存储在哪里,而是数据本身。因此,传统的IP(Internet Protocol,网络协议)网络已有逐渐向以数据内容为中心的网络架构转变的趋势。对于以数据内容为中心的网络架构而言,均会在网络中对数据进行存储,但是不同网络架构在对数据进行具体管理,诸如数据发现、数据请求与匹配、数据转发等时有所不同。
如图1所示,DONA(Data Oriented Network Architecture,面向数据的网络体系架构)采用额外的RH(Resolution Handler,名字解析器)来解析数据名字、查找数据和定位数据的实际存储位置,然后通过传统的IP网络来传输数据。参见图1所示的DONA的具体工作流程:步骤1-3为数据在RH上的注册过程,数据发布者将数据在RH中进行注册,以便数据请求者可以根据数据的名字在RH中查找、获取数据;步骤4-7为数据请求者通过RH来查找数据,数据请求者将对数据的获取请求发送给一个RH后,该RH通过各个RH之间的连接,将对数据的获取请求发送给数据发布者;步骤8-11为数据发布者将数据发送给数据请求者。
如图2所示,4WARD(The Architecture and design for the future Internet,欧盟未来网络体系架构)通过层次化的NRS(Name Resolution System,名字解析***)来注册、解析数据名字。参见图2所示的4WARD的具体工作流程,步骤1-2,数据发布者将数据的名字在NRS中进行注册;步骤3-6,数据请求者通过NRS来获取所请求的数据的实际存放位置;步骤7-9和步骤a-c为数据请求者通过路由设备将数据获取请求发送至数据发布者;步骤10-12和步骤d-f为数据发布者将数据发送给数据请求者。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在以下问题:
针对上述两种网络架构而言,网络架构中的任一RH或路由设备在接收到数据请求者发送的数据获取请求后,若自身非请求数据的数据发布者,则直接将数据获取请求进行转发,不进行任何操作处理,对数据获取请求的处理方式很单一、很具局限性,这便导致了数据请求者仅可从数据发布者一处获取到请求的数据,而数据获取请求可能需要经过多个设备的转发才能转发至数据发布者,这无疑增添了各个网络设备的操作,较为繁琐复杂,降低了数据的传播效率和网络性能。
发明内容
为了解决现有技术的问题,本发明实施例提供了一种数据管理方法、装置及网络设备。所述技术方案如下:
第一方面,提供了一种数据管理方法,所述方法包括:
接收数据请求设备发送的数据请求包,所述数据请求包中至少包括第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,所述第一源标识用于指示所述数据请求设备,所述第一目的标识用于指示请求的数据的存储设备;
根据所述第一目的标识和所述请求数据标识,在CCM(Cached Content Manager,内容缓存管理器)中查找请求的数据;
如果在所述CCM中未查找到所述请求的数据,则判断所述数据请求包是否允许缓存;
如果所述数据请求包允许缓存,则以所述第一源标识和封装在所述数据请求包中的数据内容的标识,在所述CCM中缓存所述封装在所述数据请求包中的数据内容。
在第一方面的第一种可能的实现方式中,所述在CCM中查找请求的数据之后,所述方法还包括:
如果在所述CCM中查找到所述请求的数据,则丢弃所述数据请求包,并将所述请求的数据封装在新数据包中,所述新数据包中的第二源标识为所述第一目的标识,所述新数据包中的第二目的标识为所述第一源标识;
根据所述第二目的标识,在FIB(Forwarding Information Base,数据转发表)中确定所述新数据包的下一跳地址,根据所述新数据包的下一跳地址转发所述新数据包。
结合第一方面,在第一方面的第二种可能的实现方式中,所述判断所述数据请求包是否允许缓存之后,所述方法还包括:
如果所述数据请求包不允许缓存,则根据所述第一目的标识,在FIB中确定所述数据请求包的下一跳地址,根据所述数据请求包的下一跳地址转发所述数据请求包。
结合第一方面,在第一方面的第三种可能的实现方式中,所述方法还包括:
基于所述第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,判断所述数据请求包是否出现在本地存储的环路检测记录中;
若所述数据请求包已出现在所述环路检测记录中,则丢弃所述数据请求包;
若所述数据请求包未出现在所述环路检测记录中,则基于所述第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,在所述环路检测记录中记录所述数据请求包,并根据所述第一目的标识,在FIB中确定所述数据请求包的下一跳地址,根据所述数据请求包的下一跳地址转发所述数据请求包。
结合第一方面,在第一方面的第四种可能的实现方式中,所述方法还包括:
获取所述数据请求包中包括的路径转发信息,所述路径转发信息记录了所述数据请求包经过的每一个网络设备;
判断自身的设备标识是否出现在所述路径转发信息中;
若所述数据请求包出现在所述路径转发信息中,则丢弃所述数据请求包;
若所述数据请求包未出现在所述路径转发信息中,则在所述路径转发信息中添加所述设备标识,并在FIB中确定所述数据请求包的下一跳地址,根据所述数据请求包的下一跳地址转发所述数据请求包。
第二方面,提供了一种数据管理装置,所述装置包括:
接收模块,用于接收数据请求设备发送的数据请求包,所述数据请求包中至少包括第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,所述第一源标识用于指示所述数据请求设备,所述第一目的标识用于指示请求的数据的存储设备;
查找模块,用于根据所述第一目的标识和所述请求数据标识,在CCM中查找请求的数据;
第一判断模块,用于如果在所述CCM中未查找到所述请求的数据,则判断所述数据请求包是否允许缓存;
缓存模块,用于如果所述数据请求包允许缓存,则以所述第一源标识和封装在所述数据请求包中的数据内容的标识,在所述CCM中缓存所述封装在所述数据请求包中的数据内容。
在第二方面的第一种可能的实现方式中,所述装置还包括:
第一处理模块,用于如果在所述CCM中查找到所述请求的数据,则丢弃所述数据请求包,并将所述请求的数据封装在新数据包中,所述新数据包中的第二源标识为所述第一目的标识,所述新数据包中的第二目的标识为所述第一源标识;根据所述第二目的标识,在FIB中确定所述新数据包的下一跳地址,根据所述新数据包的下一跳地址转发所述新数据包。
结合第二方面,在第二方面的第二种可能的实现方式中,,所述装置还包括:
第二处理模块,用于如果所述数据请求包不允许缓存,则根据所述第一目的标识,在FIB中确定所述数据请求包的下一跳地址,根据所述数据请求包的下一跳地址转发所述数据请求包。
结合第二方面,在第二方面的第三种可能的实现方式中,所述装置还包括:
第二判断模块,用于基于所述第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,判断所述数据请求包是否出现在本地存储的环路检测记录中;
第三处理模块,用于若所述数据请求包已出现在所述环路检测记录中,则丢弃所述数据请求包;若所述数据请求包未出现在所述环路检测记录中,则基于所述第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,在所述环路检测记录中记录所述数据请求包,并根据所述第一目的标识,在FIB中确定所述数据请求包的下一跳地址,根据所述数据请求包的下一跳地址转发所述数据请求包。
结合第二方面,在第二方面的第四种可能的实现方式中,所述装置还包括:
获取模块,用于获取所述数据请求包中包括的路径转发信息,所述路径转发信息记录了所述数据请求包经过的每一个网络设备;
第三判断模块,用于判断自身的设备标识是否出现在所述路径转发信息中;
第四处理模块,用于若所述数据请求包出现在所述路径转发信息中,则丢弃所述数据请求包;若所述数据请求包未出现在所述路径转发信息中,则在所述路径转发信息中添加所述设备标识,并在FIB中确定所述数据请求包的下一跳地址,根据所述数据请求包的下一跳地址转发所述数据请求包。
第三方面,提供了一种网络设备,包括:发送器、接收器、存储器和处理器,所述存储器、所述发送器和所述接收器分别与所述处理器连接,所述存储器存储有程序代码,所述处理器用于调用程序代码,执行以下操作:
通过所述接收器接收数据请求设备发送的数据请求包,所述数据请求包中至少包括第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,所述第一源标识用于指示所述数据请求设备,所述第一目的标识用于指示请求的数据的存储设备;
根据所述第一目的标识和所述请求数据标识,在CCM中查找请求的数据;
如果在所述CCM中未查找到所述请求的数据,则判断所述数据请求包是否允许缓存;
如果所述数据请求包允许缓存,则以所述第一源标识和封装在所述数据请求包中的数据内容的标识,在所述CCM中缓存所述封装在所述数据请求包中的数据内容。
在第三方面的第一种可能的实现方式中,处理器用于调用程序代码,执行以下操作:
如果在所述CCM中查找到所述请求的数据,则丢弃所述数据请求包,并将所述请求的数据封装在新数据包中,所述新数据包中的第二源标识为所述第一目的标识,所述新数据包中的第二目的标识为所述第一源标识;
根据所述第二目的标识,在FIB中确定所述新数据包的下一跳地址,通过所述发送器根据所述新数据包的下一跳地址转发所述新数据包。
结合第三方面,在第三方面的第二种可能的实现方式中,处理器用于调用程序代码,执行以下操作:
如果所述数据请求包不允许缓存,则根据所述第一目的标识,在FIB中确定所述数据请求包的下一跳地址,通过所述发送器根据所述数据请求包的下一跳地址转发所述数据请求包。
结合第三方面,在第三方面的第三种可能的实现方式中,处理器用于调用程序代码,执行以下操作:
基于所述第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,判断所述数据请求包是否出现在本地存储的环路检测记录中;
若所述数据请求包已出现在所述环路检测记录中,则丢弃所述数据请求包;
若所述数据请求包未出现在所述环路检测记录中,则基于所述第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,在所述环路检测记录中记录所述数据请求包,并根据所述第一目的标识,在FIB中确定所述数据请求包的下一跳地址,通过所述发送器根据所述数据请求包的下一跳地址转发所述数据请求包。
结合第三方面,在第三方面的第四种可能的实现方式中,处理器用于调用程序代码,执行以下操作:
获取所述数据请求包中包括的路径转发信息,所述路径转发信息记录了所述数据请求包经过的每一个网络设备;
判断自身的设备标识是否出现在所述路径转发信息中;
若所述数据请求包出现在所述路径转发信息中,则丢弃所述数据请求包;
若所述数据请求包未出现在所述路径转发信息中,则在所述路径转发信息中添加所述设备标识,并在FIB中确定所述数据请求包的下一跳地址,通过所述发送器根据所述数据请求包的下一跳地址转发所述数据请求包。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
网络设备除了转发数据请求设备发送的数据请求包外,还会在未存储请求数据的情况下,决定是否对数据请求包进行处理,在对数据请求包进行处理时会缓存封装在数据请求包中的数据内容,因此实现了数据的沿路缓存,这样后续过程中若有其他网络设备请求该数据内容,则除了从网络请求设备中获取外,还可从转发该数据请求包的网络设备中获取,进而可降低数据请求包的转发次数,即降低了网络中各个网络设备的操作,提高了数据的传播效率和网络性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明背景技术提供的DONA网络架构中的数据转发示意图;
图2是本发明背景技术提供的4WARD网络架构中的数据转发示意图;
图3A是本发明实施例提供的一种网络架构的具体部署示意图;
图3B是本发明实施例提供的一种网络设备的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的一种数据管理方法的流程图;
图5是本发明实施例提供的一种数据包格式示意图;
图6是本发明实施例提供的一种数据管理方法的流程图;
图7是本发明实施例提供的一种数据管理方法的流程图;
图8是本发明实施例提供的一种数据管理方法的流程图;
图9是本发明实施例提供的一种数据管理方法的流程图;
图10是本发明实施例提供的一种数据管理装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图3A是本发明实施例提供的一种网络架构的具体部署示意图。参见图3A,本发明实施例提供的网络架构包括:用户设备、ICN(Information Centric Network,信息中心网络)路由器、骨干网、IP路由器和数据中心。其中,用户设备为数据请求者,即请求数据的设备;数据中心为数据发布者,即存储数据的设备。通过ICN路由器、骨干网、IP路由器的数据传输,用户设备可从数据中心获取数据。
本发明实施例仅在ICN路由器处进行增量部署,而不修改传统网络中的其他网络设备,比如IP路由器。其中,每一个ICN路由器均设置有CCM和FIB。其中,一个ICN路由器现阶段配备有一个CCM,CCM用于管理缓存数据,FIB用于存储路由转发策略。在本发明实施例中,ICN路由器无需记录数据链路状态,且还具有沿路缓存功能。即,ICN路由器在转发用户设备初始发起的数据包的同时,还可对封装在数据包中的数据内容进行缓存,以提升信息的传播效率。此外,本发明实施例中每一个数据包可使用统一转发机制进行转发,允许将一个数据包通过多个路径进行转发,且能够通过内在机制或数据包自带的路径信息来防止loop。详细过程参见后续实施例。
图3B是本发明实施例提供的一种网络设备的结构示意图,参见图4,包括:发送器301、接收器302、存储器303和处理器304,存储器303、发送器301和接收器302分别与处理器304连接,存储器303存储有程序代码,处理器304用于调用程序代码,执行以下操作:
通过接收器302接收数据请求设备发送的数据请求包,数据请求包中至少包括第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,第一源标识用于指示数据请求设备,第一目的标识用于指示请求的数据的存储设备;
根据第一目的标识和请求数据标识,在内容缓存管理器CCM中查找请求的数据;如果在CCM中未查找到请求的数据,则判断数据请求包是否允许缓存;如果数据请求包允许缓存,则以第一源标识和封装在数据请求包中的数据内容的标识,在CCM中缓存封装在数据请求包中的数据内容。
在另一个实施例中,处理器304用于调用程序代码,执行以下操作:
如果在CCM中查找到请求的数据,则丢弃数据请求包,并将请求的数据封装在新数据包中,新数据包中的第二源标识为第一目的标识,新数据包中的第二目的标识为第一源标识;
根据第二目的标识,在数据转发表FIB中确定新数据包的下一跳地址,通过发送器301根据新数据包的下一跳地址转发新数据包。
在另一个实施例中,处理器304用于调用程序代码,执行以下操作:
如果数据请求包不允许缓存,则根据第一目的标识,在FIB中确定数据请求包的下一跳地址,通过发送器301根据数据请求包的下一跳地址转发数据请求包。
在另一个实施例中,处理器304用于调用程序代码,执行以下操作:
基于第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,判断数据请求包是否出现在本地存储的环路检测记录中;
若数据请求包已出现在环路检测记录中,则丢弃数据请求包;
若数据请求包未出现在环路检测记录中,则基于第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,在环路检测记录中记录数据请求包,并根据第一目的标识,在FIB中确定数据请求包的下一跳地址,通过发送器301根据数据请求包的下一跳地址转发数据请求包。
在另一个实施例中,处理器304用于调用程序代码,执行以下操作:
获取数据请求包中包括的路径转发信息,路径转发信息记录了数据请求包经过的每一个网络设备;
判断自身的设备标识是否出现在路径转发信息中;
若数据请求包出现在路径转发信息中,则丢弃数据请求包;
若数据请求包未出现在路径转发信息中,则在路径转发信息中添加设备标识,并在FIB中确定数据请求包的下一跳地址,通过发送器301根据数据请求包的下一跳地址转发数据请求包。
本发明实施例提供的网络设备,除了转发数据请求设备发送的数据请求包外,还会在未存储请求数据的情况下,根据数据包的存储特性和要求决定是否对数据请求包进行处理,在对数据请求包进行处理时会缓存封装在数据请求包中的数据内容,因此实现了数据的沿路缓存,这样后续过程中若有其他网络设备请求该数据内容,则除了从网络请求设备中获取外,还可从转发该数据请求包的网络设备中获取,进而可降低数据请求包的转发次数,即降低了网络中各个网络设备的操作,提高了数据的传播效率和网络性能。
图4是本发明实施例提供的一种数据管理方法的流程图。交互主体为网络设备A和网络设备B,其中,网络设备A为数据请求设备,网络设备B为请求的数据的存储设备。参见图4,本发明实施例提供的方法流程包括:
401、网络设备A以特定数据包格式向网络中发送数据请求包。
在本发明实施例中,网络设备A在发送数据请求包时,采取如图5所示的数据包格式。其中,各个字段的具体含义如下:
目的名字(Destination Name):请求的数据存储设备的名字。可以采用任意的命名方式。例如,IPv4(Internet Protocol Version 4,网际协议版本4)中32比特的定长地址;CCN(Content-Centric Networking,内容中心网络)中的层次化、不定长地址等,本发明实施例对此不进行具体限定。在本发明实施例中,第一目的标识对应目的名字,用于指示请求的数据的存储设备,也即网络设备B。
源名字(Source Name):数据请求者的名字;在本发明实施例中,第一源标识对应源名字,用于指示数据请求设备,也即网络设备A。
内容名字(Content Name):既可为一个完整的名字,也可为相对于源名字的剩余部分。在本发明实施例中,请求数据标识对应内容名字。
TTL(Time To Live):数据包的存活时间;
会话序列(Sequence):会话的序列号;
内容被缓存说明(Cacheable Specification):数据内容被网络设备缓存时,需要遵从的具体说明或约束;比如,允许缓存数据内容1分钟等。
发布者信息&签名(Sender Information&Signature):数据包发送者的信息、签名,用以检测数据包的有效性等;
其他备注(annotation):需要额外说明的信息;
数据内容(Content):内容本身。在本发明实施例中,数据内容这项可为存储在网络设备A中的任意数据。
402、网络设备B在接收到网络设备A发送的数据请求包后,获取该数据请求包中携带的第一目的标识和请求数据标识,根据第一目的标识和请求数据标识在CCM中查找请求的数据。如果在CCM中查找到请求的数据,则执行下述步骤403;如果在CCM中未查找到请求的数据,则执行下述步骤405。
其中,第一目的标识网络设备A可以通过***等途径获取到,本发明实施例对此不进行具体限定。本发明实施例提供的网络框架采用CCM管理已经缓存的数据内容。目前一个网络设备配备有一个CCM,在CCM中以哈希表的存储结构实现数据内容的缓存。网络设备B在接收到数据请求包后,以第一目的标识和请求数据标识为key,在与其对应的CCM中查找是否已经缓存了网络设备A请求的数据。
403、如果在CCM中查找到请求的数据,则网络设备B丢弃数据请求包,并将请求的数据封装在新数据包中,新数据包中的第二源标识为数据请求包的第一目的标识,新数据包中的第二目的标识为数据请求包的第一源标识。
在本发明实施例中,如果网络设备B在对应的CCM中查找到请求的数据,则获取存储在CCM中网络设备A请求的数据,并将请求的数据封装在新数据包中返回给网络设备A。其中,具体过程为:网络设备B丢弃网络设备A发送的数据请求包,并将请求的数据封装在新数据包中。其中,新数据包中的第二源标识为数据请求包的第一目的标识,也即新数据包中的源名字为网络设备A发送的数据请求包中的目的名字;新数据包中的第二目的标识为数据请求包的第一源标识,也即新数据包中的目的名字为网络设备A发送的数据请求包中的源名字。
404、网络设备B根据第二目的标识,在FIB中确定新数据包的下一跳地址,根据新数据包的下一跳地址转发新数据包。
在将网络设备A请求的数据封装在新数据包中后,网络设备B根据第二目的标识在FIB表中确定新数据包的下一跳地址,根据该下一跳地址将新数据包进行转发,以便将新数据包返回给网络设备A。
405、如果网络设备B在CCM中未查找到请求的数据,则判断数据请求包是否允许缓存;如果数据请求包不允许缓存,则执行下述步骤406;如果数据请求包允许缓存,则执行下述步骤407。
在本发明实施例中,网络设备在转发数据包时,还可以根据具体的上下文环境来决定是否缓存数据包,即实现沿路缓存。由于网络设备B在CCM中未查找到请求的数据,因此网络设备B根据数据请求包的存储特性和要求,来进行处理。即数据请求包中已经明确指示该数据请求包是否允许被缓存。其中,存储特性和要求可包括数据包有效时间、对允许缓存的设备的要求等等,本发明实施例对此不进行具体限定。如果数据请求包不允许缓存,则对网络设备A发送的这个数据请求包不作任何处理,按照下述步骤406所示的方式进行数据请求包的转发。如果数据请求包允许缓存,则按照步骤407所示的方式在其对应的CCM中缓存封装在该数据请求包中的数据内容。
406、如果数据请求包不允许缓存,则网络设备B根据第一目的标识,在FIB中确定数据请求包的下一跳地址,根据数据请求包的下一跳地址转发数据请求包。
如果网络设备B根据数据请求包的存储特性和要求,判断出该数据请求包不允许缓存,则对网络设备A发送的请求数据包不作任何处理,直接在FIB中确定该数据请求包的下一跳地址,根据该下一跳地址转发该数据请求包。
407、如果数据请求包允许缓存,则网络设备B根据第一源标识和封装在该数据请求包中的数据内容的标识,在与其对应的CCM中缓存封装在该数据请求包中的数据内容。
在本发明实施例中,为了提高信息的传播效率,网络设备B在判断出数据请求包允许缓存后,还将在与其对应的CCM中按照特定格式对封装在该数据请求包中的数据内容进行缓存。由于该数据内容为原始存储在网络设备A上的数据,因此以用于指示网络设备A的第一源标识和该数据内容的标识,在网络设备B对应的CCM中对该数据内容进行缓存,实现了数据在网络中的沿路缓存。这样,后续过程网络架构中除网络设备A以外的其他网络设备在请求该数据内容时,除了可从网络设备A中获取到之外,还可从网络设备B中获取,提高了信息的网络传播效率。
本发明实施例提供的方法,网络设备除了转发数据请求设备发送的数据请求包外,还会在未存储请求数据的情况下,根据数据包的存储特性和要求决定是否对数据请求包进行处理,在对数据请求包进行处理时会缓存封装在数据请求包中的数据内容,因此实现了数据的沿路缓存,这样后续过程中若有其他网络设备请求该数据内容,则除了从网络请求设备中获取外,还可从转发该数据请求包的网络设备中获取,进而可降低数据请求包的转发次数,即降低了网络中各个网络设备的操作,提高了数据的传播效率和网络性能。
图6是本发明实施例提供的一种数据管理方法的流程图。交互主体为网络设备A和网络设备B,其中,网络设备A为数据请求设备,网络设备B为请求的数据的存储设备。以在IP网络中实现本发明实施例提供的方法为例,参见图6,本发明实施例提供的方法流程包括:
601、网络设备A以特定数据包格式向网络中发送数据请求包。
本发明实施例所提供的网络框架,可以在现有的IP网络中实现增量式部署。在IP网络中,IP目的地址对应为“目的名字”,IP源地址对应为“源名字”,图5中所示的其他部分可以封装在IP包内。由于IP自身的协议支持无loop,路径都是确定的,所以***不检测loop;由于可增量式部署,因此不需要所有的网络设备都支持,仅需要部分网络设备支持本发明实施例所提供的网络框架,其他网络设备可以保持原始的转发方式进行转发,即以现有的网络设备的转发方式进行转发即可。
602、网络设备B在接收到网络设备A发送的数据请求包后,获取该数据请求包中携带的第一IP目的地址和请求数据标识,根据第一IP目的地址和请求数据标识在CCM中查找请求的数据。如果在CCM中查找到请求的数据,则执行下述步骤603;如果在CCM中未查找到请求的数据,则执行下述步骤605。
603、如果在CCM中查找到请求的数据,则网络设备B丢弃数据请求包,并将请求的数据封装在新数据包中,新数据包中的第二IP源地址为数据请求包的第一IP目的地址,新数据包中的第二IP目的地址为数据请求包的第一IP源地址。
604、网络设备B根据第二IP目的地址,在FIB中确定新数据包的下一跳地址,根据新数据包的下一跳地址转发新数据包。
在将网络设备A请求的数据封装在新数据包中后,网络设备B根据第二IP目的地址在FIB表中确定新数据包的下一跳地址,根据该下一跳地址将新数据包进行转发,以便将新数据包返回给网络设备A。
605、如果网络设备B在CCM中未查找到请求的数据,则判断数据请求包是否允许缓存;如果数据请求包不允许缓存,则执行下述步骤606;如果数据请求包允许缓存,则执行下述步骤607。
606、如果数据请求包不允许缓存,则网络设备B根据第一IP目的地址,在FIB中确定数据请求包的下一跳地址,根据数据请求包的下一跳地址转发数据请求包。
607、如果数据请求包允许缓存,则网络设备B根据第一IP源地址和封装在该数据请求包中的数据内容的标识,在与其对应的CCM中缓存封装在数据请求包中的数据内容。
本发明实施例提供的方法,网络设备除了转发数据请求设备发送的数据请求包外,还会在未存储请求数据的情况下,根据数据包的存储特性和要求决定是否对数据请求包进行处理,在对数据请求包进行处理时会缓存封装在数据请求包中的数据内容,因此实现了数据的沿路缓存,这样后续过程中若有其他网络设备请求该数据内容,则除了从网络请求设备中获取外,还可从转发该数据请求包的网络设备中获取,进而可降低数据请求包的转发次数,即降低了网络中各个网络设备的操作,提高了数据的传播效率和网络性能。
需要说明的是,本发明实施例所提供的网络框架还可作为独立的网络层协议应用于新的网络体系结构中。网络设备按照上述数据包转发过程,对数据包进行转发、缓存。同时,本发明实施例所提供的网络框架也支持多路径转发。相比上述的数据包处理流程,增加了loop的检测机制,用来防止多路径转发造成的loop问题。其中,在本发明实施例中采取了两种不同的方式来进行防止loop检测,第一种为使用本地记录来防止loop的检测机制,详见图7所示的实施例;第二种为使用数据包自带的路径信息来进行防止loop的检测机制,详见图8所示的实施例。
图7是本发明实施例提供的一种数据管理方法的流程图。交互主体为网络设备A和网络设备B,其中,网络设备A为数据请求设备,网络设备B为请求的数据的存储设备。参见图7,本发明实施例提供的方法流程包括:
701、网络设备A以特定数据包格式向网络中发送数据请求包。
702、网络设备B在接收到网络设备A发送的数据请求包后,获取该数据请求包中携带的第一目的标识和请求数据标识,根据第一目的标识和请求数据标识在CCM中查找请求的数据。如果在CCM中查找到请求的数据,则执行下述步骤703;如果在CCM中未查找到请求的数据,则执行下述步骤705。
703、如果在CCM中查找到请求的数据,则网络设备B丢弃数据请求包,并将请求的数据封装在新数据包中,新数据包中的第二源标识为数据请求包的第一目的标识,新数据包中的第二目的标识为数据请求包的第一源标识。
704、网络设备B根据第二目的标识,在FIB中确定新数据包的下一跳地址,根据新数据包的下一跳地址转发新数据包。
705、如果网络设备B在CCM中未查找到请求的数据,则判断数据请求包是否允许缓存;如果数据请求包不允许缓存,则直接执行下述步骤706至708;如果数据请求包允许缓存,则在执行下述步骤709之后,继续执行下述步骤706至708。
706、网络设备B则基于第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,判断数据请求包是否出现在本地存储的环路检测记录中;若数据请求包已出现在环路检测记录中,则执行下述步骤707;若数据请求包未出现在环路检测记录中,则执行下述步骤708。
在本发明实施例中,将“目的名字+源名字+内容名字”作为key,在本地环路检测记录中记录数据请求包的转发痕迹。如果该数据请求包已经出现在网络设备B的环路检测记录中,也即若网络设备B曾经转发过该数据请求包,则执行下述步骤707,丢弃该数据请求包;若该数据请求包未出现在网络设备B的环路检测记录中,也即若网络设备B未转发过该数据请求包,则执行下述步骤708记录该数据包的痕迹,之后执行下述步骤709,通过FIB对该数据请求包进行转发处理。其中,环路检测记录可以通过布隆过滤器(Bloom Filter)、哈希表等数据结构实现,本发明实施例对此不进行具体限定。
707、若数据请求包已出现在环路检测记录中,则网络设备B丢弃网络设备A发送的数据请求包。
708、若数据请求包未出现在环路检测记录中,则网络设备B基于第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,在环路检测记录中记录数据请求包,并根据第一目的标识,在FIB中确定数据请求包的下一跳地址,根据数据请求包的下一跳地址转发数据请求包。
709、如果数据请求包允许缓存,则网络设备B根据第一源标识和封装在该数据请求包中的数据内容的标识,在与其对应的CCM中缓存封装在数据请求包中的数据内容。
本发明实施例提供的方法,除了转发数据请求设备发送的数据请求包外,还会在未存储请求数据的情况下,根据数据包的存储特性和要求决定是否对数据请求包进行处理,在对数据请求包进行处理时会缓存封装在数据请求包中的数据内容,因此实现了数据的沿路缓存,这样后续过程中若有其他网络设备请求该数据内容,则除了从网络请求设备中获取外,还可从转发该数据请求包的网络设备中获取,进而可降低数据请求包的转发次数,即降低了网络中各个网络设备的操作,提高了数据的传播效率和网络性能。
图8是本发明实施例提供的一种数据管理方法的流程图。交互主体为网络设备A和网络设备B,其中,网络设备A为数据请求设备,网络设备B为请求的数据的存储设备。参见图8,本发明实施例提供的方法流程包括:
801、网络设备A以特定数据包格式向网络中发送数据请求包。
802、网络设备B在接收到网络设备A发送的数据请求包后,获取该数据请求包中携带的第一目的标识和请求数据标识,根据第一目的标识和请求数据标识在CCM中查找请求的数据。如果在CCM中查找到请求的数据,则执行下述步骤803;如果在CCM中未查找到请求的数据,则执行下述步骤805。
803、如果在CCM中查找到请求的数据,则网络设备B丢弃数据请求包,并将请求的数据封装在新数据包中,新数据包中的第二源标识为数据请求包的第一目的标识,新数据包中的第二目的标识为数据请求包的第一源标识。
804、网络设备B根据第二目的标识,在FIB中确定新数据包的下一跳地址,根据新数据包的下一跳地址转发新数据包。
805、如果网络设备B在CCM中未查找到请求的数据,则判断数据请求包是否允许缓存;如果数据请求包不允许缓存,则执行下述步骤806至808;如果数据请求包允许缓存,则在执行下述步骤809之后,继续执行下述步骤806至808。
806、网络设备B获取数据请求包中包括的路径转发信息;判断自身的设备标识是否出现在路径转发信息中;若数据请求包出现在路径转发信息中,则执行下述步骤807;若数据请求包未出现在路径转发信息中,则执行下述步骤808。
在本发明实施例中,每一个数据请求包中还可包含路径转发信息。其中,路径转发信息记录了数据请求包经过的每一个网络设备。使用数据请求包中自带的路径信息便可用于防止loop。即,数据请求包在经过一个网络设备后,便将网络设备的名字记录在自身的路径信息中。因此,如果接收到的数据请求包中包含了路径转发信息,则网络设备B可以通过查找自身的名字是否已经存在数据请求包的路径信息中,来检查loop。
807、若数据请求包出现在路径转发信息中,则网络设备B丢弃网络设备A发送的数据请求包。
808、若数据请求包未出现在路径转发信息中,则网络设备B在路径转发信息中添加设备标识,并在FIB中确定数据请求包的下一跳地址,根据数据请求包的下一跳地址转发数据请求包。
其中,网络设备B在路径转发信息中添加的设备标识为自身的名字,本发明实施例对此不进行具体限定。
809、如果数据请求包允许缓存,则网络设备B根据第一源标识和封装在该数据请求包中的数据内容的标识,在与其对应的CCM中缓存封装在数据请求包中的数据内容。
本发明实施例提供的方法,网络设备除了转发数据请求设备发送的数据请求包外,还会在未存储请求数据的情况下,根据数据包的存储特性和要求决定是否对数据请求包进行处理,在对数据请求包进行处理时会缓存封装在数据请求包中的数据内容,因此实现了数据的沿路缓存,这样后续过程中若有其他网络设备请求该数据内容,则除了从网络请求设备中获取外,还可从转发该数据请求包的网络设备中获取,进而可降低数据请求包的转发次数,即降低了网络中各个网络设备的操作,提高了数据的传播效率和网络性能。
图9是本发明实施例提供的一种数据管理方法的流程图。参见图9,本发明实施例提供的方法流程包括:
901、接收数据请求设备发送的数据请求包,数据请求包中至少包括第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,第一源标识用于指示数据请求设备,第一目的标识用于指示请求的数据的存储设备。
902、根据第一目的标识和请求数据标识,在内容缓存管理器CCM中查找请求的数据。
903、如果在CCM中未查找到请求的数据,则判断数据请求包是否允许缓存。
904、如果数据请求包允许缓存,则以第一源标识和封装在数据请求包中的数据内容的标识,在CCM中缓存封装在数据请求包中的数据内容。
本发明实施例提供的方法,网络设备除了转发数据请求设备发送的数据请求包外,还会在未存储请求数据的情况下,根据数据包的存储特性和要求决定是否对数据请求包进行处理,在对数据请求包进行处理时会缓存封装在数据请求包中的数据内容,因此实现了数据的沿路缓存,这样后续过程中若有其他网络设备请求该数据内容,则除了从网络请求设备中获取外,还可从转发该数据请求包的网络设备中获取,进而可降低数据请求包的转发次数,即降低了网络中各个网络设备的操作,提高了数据的传播效率和网络性能。
可选地,在CCM中查找请求的数据之后,该方法还包括:
如果在CCM中查找到请求的数据,则丢弃数据请求包,并将请求的数据封装在新数据包中,新数据包中的第二源标识为第一目的标识,新数据包中的第二目的标识为第一源标识;
根据第二目的标识,在FIB中确定新数据包的下一跳地址,根据新数据包的下一跳地址转发新数据包。
可选地,判断数据请求包是否允许缓存之后,该方法还包括:
如果数据请求包不允许缓存,则根据第一目的标识,在FIB中确定数据请求包的下一跳地址,根据数据请求包的下一跳地址转发数据请求包。
可选地,该方法还包括:
基于第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,判断数据请求包是否出现在本地存储的环路检测记录中;
若数据请求包已出现在环路检测记录中,则丢弃数据请求包;
若数据请求包未出现在环路检测记录中,则基于第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,在环路检测记录中记录数据请求包,并根据第一目的标识,在FIB中确定数据请求包的下一跳地址,根据数据请求包的下一跳地址转发数据请求包。
可选地,该方法还包括:
获取数据请求包中包括的路径转发信息,路径转发信息记录了数据请求包经过的每一个网络设备;
判断自身的设备标识是否出现在路径转发信息中;
若数据请求包出现在路径转发信息中,则丢弃数据请求包;
若数据请求包未出现在路径转发信息中,则在路径转发信息中添加设备标识,并在FIB中确定数据请求包的下一跳地址,根据数据请求包的下一跳地址转发数据请求包。
上述所有可选技术方案,可以采用任意结合形成本发明的可选实施例,在此不再一一赘述。
图10是本发明实施例提供的一种数据管理装置的结构示意图。参见图10,该装置包括:接收模块1001、查找模块1002、第一判断模块1003、缓存模块1004。
接收模块1001,用于接收数据请求设备发送的数据请求包,数据请求包中至少包括第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,第一源标识用于指示数据请求设备,第一目的标识用于指示请求的数据的存储设备;
查找模块1002,用于根据第一目的标识和请求数据标识,在CCM中查找请求的数据;
第一判断模块1003,用于如果在CCM中未查找到请求的数据,则判断数据请求包是否允许缓存;
缓存模块1004,用于如果数据请求包允许缓存,则以第一源标识和封装在数据请求包中的数据内容的标识,在CCM中缓存封装在数据请求包中的数据内容。
可选地,该装置还包括:
第一处理模块1005,用于如果在CCM中查找到请求的数据,则丢弃数据请求包,并将请求的数据封装在新数据包中,新数据包中的第二源标识为第一目的标识,新数据包中的第二目的标识为第一源标识;根据第二目的标识,在FIB中确定新数据包的下一跳地址,根据新数据包的下一跳地址转发新数据包。
可选地,该装置还包括:
第二处理模块1006,用于如果数据请求包不允许缓存,则根据第一目的标识,在数据转发表FIB中确定数据请求包的下一跳地址,根据数据请求包的下一跳地址转发数据请求包。
可选地,该装置还包括:
第二判断模块1007,用于基于第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,判断数据请求包是否出现在本地存储的环路检测记录中;
第三处理模块1008,用于若数据请求包已出现在环路检测记录中,则丢弃数据请求包;若数据请求包未出现在环路检测记录中,则基于第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,在环路检测记录中记录数据请求包,并根据第一目的标识,在FIB中确定数据请求包的下一跳地址,根据数据请求包的下一跳地址转发数据请求包。
可选地,该装置还包括:
获取模块1009,用于获取数据请求包中包括的路径转发信息,路径转发信息记录了数据请求包经过的每一个网络设备;
第三判断模块1010,用于判断自身的设备标识是否出现在路径转发信息中;
第四处理模块1011,用于若数据请求包出现在路径转发信息中,则丢弃数据请求包;若数据请求包未出现在路径转发信息中,则在路径转发信息中添加设备标识,并在FIB中确定数据请求包的下一跳地址,根据数据请求包的下一跳地址转发数据请求包。
本发明实施例提供的装置,除了转发数据请求设备发送的数据请求包外,还会在未存储请求数据的情况下,根据数据包的存储特性和要求决定是否对数据请求包进行处理,在对数据请求包进行处理时会缓存封装在数据请求包中的数据内容,因此实现了数据的沿路缓存,这样后续过程中若有其他网络设备请求该数据内容,则除了从网络请求设备中获取外,还可从转发该数据请求包的网络设备中获取,进而可降低数据请求包的转发次数,即降低了网络中各个网络设备的操作,提高了数据的传播效率和网络性能。
需要说明的是:上述实施例提供的数据管理装置在进行数据管理时,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将装置的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。另外,上述实施例提供的数据管理装置与数据管理方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种数据管理方法,其特征在于,所述方法包括:
接收数据请求设备发送的数据请求包,所述数据请求包中至少包括存储在所述数据请求设备中的数据内容、第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,所述第一源标识用于指示所述数据请求设备,所述第一目的标识用于指示请求的数据的存储设备;
根据所述第一目的标识和所述请求数据标识,在内容缓存管理器CCM中查找请求的数据;
如果在所述CCM中未查找到所述请求的数据,则判断所述数据请求包是否允许缓存;
如果所述数据请求包允许缓存,则以所述第一源标识和封装在所述数据请求包中的数据内容的标识,在所述CCM中缓存所述封装在所述数据请求包中的数据内容。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在内容缓存管理器CCM中查找请求的数据之后,所述方法还包括:
如果在所述CCM中查找到所述请求的数据,则丢弃所述数据请求包,并将所述请求的数据封装在新数据包中,所述新数据包中的第二源标识为所述第一目的标识,所述新数据包中的第二目的标识为所述第一源标识;
根据所述第二目的标识,在数据转发表FIB中确定所述新数据包的下一跳地址,根据所述新数据包的下一跳地址转发所述新数据包。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述判断所述数据请求包是否允许缓存之后,所述方法还包括:
如果所述数据请求包不允许缓存,则根据所述第一目的标识,在数据转发表FIB中确定所述数据请求包的下一跳地址,根据所述数据请求包的下一跳地址转发所述数据请求包。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
基于所述第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,判断所述数据请求包是否出现在本地存储的环路检测记录中;
若所述数据请求包已出现在所述环路检测记录中,则丢弃所述数据请求包;
若所述数据请求包未出现在所述环路检测记录中,则基于所述第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,在所述环路检测记录中记录所述数据请求包,并根据所述第一目的标识,在数据转发表FIB中确定所述数据请求包的下一跳地址,根据所述数据请求包的下一跳地址转发所述数据请求包。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
获取所述数据请求包中包括的路径转发信息,所述路径转发信息记录了所述数据请求包经过的每一个网络设备;
判断自身的设备标识是否出现在所述路径转发信息中;
若所述数据请求包出现在所述路径转发信息中,则丢弃所述数据请求包;
若所述数据请求包未出现在所述路径转发信息中,则在所述路径转发信息中添加所述设备标识,并在数据转发表FIB中确定所述数据请求包的下一跳地址,根据所述数据请求包的下一跳地址转发所述数据请求包。
6.一种数据管理装置,其特征在于,所述装置包括:
接收模块,用于接收数据请求设备发送的数据请求包,所述数据请求包中至少包括存储在所述数据请求设备中的数据内容、第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,所述第一源标识用于指示所述数据请求设备,所述第一目的标识用于指示请求的数据的存储设备;
查找模块,用于根据所述第一目的标识和所述请求数据标识,在内容缓存管理器CCM中查找请求的数据;
第一判断模块,用于如果在所述CCM中未查找到所述请求的数据,则判断所述数据请求包是否允许缓存;
缓存模块,用于如果所述数据请求包允许缓存,则以所述第一源标识和封装在所述数据请求包中的数据内容的标识,在所述CCM中缓存所述封装在所述数据请求包中的数据内容。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
第一处理模块,用于如果在所述CCM中查找到所述请求的数据,则丢弃所述数据请求包,并将所述请求的数据封装在新数据包中,所述新数据包中的第二源标识为所述第一目的标识,所述新数据包中的第二目的标识为所述第一源标识;根据所述第二目的标识,在数据转发表FIB中确定所述新数据包的下一跳地址,根据所述新数据包的下一跳地址转发所述新数据包。
8.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
第二处理模块,用于如果所述数据请求包不允许缓存,则根据所述第一目的标识,在数据转发表FIB中确定所述数据请求包的下一跳地址,根据所述数据请求包的下一跳地址转发所述数据请求包。
9.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
第二判断模块,用于基于所述第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,判断所述数据请求包是否出现在本地存储的环路检测记录中;
第三处理模块,用于若所述数据请求包已出现在所述环路检测记录中,则丢弃所述数据请求包;若所述数据请求包未出现在所述环路检测记录中,则基于所述第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,在所述环路检测记录中记录所述数据请求包,并根据所述第一目的标识,在数据转发表FIB中确定所述数据请求包的下一跳地址,根据所述数据请求包的下一跳地址转发所述数据请求包。
10.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
获取模块,用于获取所述数据请求包中包括的路径转发信息,所述路径转发信息记录了所述数据请求包经过的每一个网络设备;
第三判断模块,用于判断自身的设备标识是否出现在所述路径转发信息中;
第四处理模块,用于若所述数据请求包出现在所述路径转发信息中,则丢弃所述数据请求包;若所述数据请求包未出现在所述路径转发信息中,则在所述路径转发信息中添加所述设备标识,并在数据转发表FIB中确定所述数据请求包的下一跳地址,根据所述数据请求包的下一跳地址转发所述数据请求包。
11.一种网络设备,其特征在于,包括:发送器、接收器、存储器和处理器,所述存储器、所述发送器和所述接收器分别与所述处理器连接,所述存储器存储有程序代码,所述处理器用于调用程序代码,执行以下操作:
通过所述接收器接收数据请求设备发送的数据请求包,所述数据请求包中至少包括存储在所述数据请求设备中的数据内容、第一源标识、第一目的标识和请求数据标识,所述第一源标识用于指示所述数据请求设备,所述第一目的标识用于指示请求的数据的存储设备;
根据所述第一目的标识和所述请求数据标识,在内容缓存管理器CCM中查找请求的数据;如果在所述CCM中未查找到所述请求的数据,则判断所述数据请求包是否允许缓存;如果所述数据请求包允许缓存,则以所述第一源标识和封装在所述数据请求包中的数据内容的标识,在所述CCM中缓存所述封装在所述数据请求包中的数据内容。
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