一种基于兴趣网络分片的ICN路由方法及***
技术领域
本发明涉及计算机网络技术领域,特别涉及一种基于兴趣网络分片的ICN路由方法及***。
背景技术
以TCP/IP协议栈为主要架构的互联网具有结构固化、扩展性较差、移动性支持受限等不足,不适应未来互联网的发展需求,为此,人们提出了多种未来互联网架构,具有代表性的是以信息为中心的网络(ICN),ICN的主要思想是通过将内容缓存到离用户更近的节点上,以达到降低数据的传输时延,同时还可以减少网络带宽的消耗和服务器的负载。这种基于内容名称直接寻址和路由的通信机制在部署应用面临着很多挑战性。现有的ICN路由技术,如全转发、随机转发、最短路径转发等,只是单一性地解决了内容路由选路,无法兼顾到在最优路径上提高跳数减少率、内容命中率、带宽使用率等性能。
发明内容
本发明提供一种基于兴趣网络分片的ICN路由方法及***,能够将网络划分为不同的兴趣分片,在兴趣分片网络中通过最优传输路径去传输兴趣数据内容,提高跳数减少率、内容命中率、带宽使用率等。
根据本发明的一个方面,提供了一种基于兴趣网络分片的ICN路由方法,包括以下步骤:客户端向网络发送兴趣请求;其中,兴趣请求用于请求用户感兴趣的数据内容;交换机根据兴趣请求,确定目标兴趣分片;交换机确定与目标兴趣分片对应的目标分片控制器;交换机在目标兴趣分片网络中将兴趣请求上传至目标分片控制器;目标分片控制器搜索用户感兴趣的数据内容;交换机将用户感兴趣的数据内容传输至客户端。
优选地,客户端向网络发送兴趣请求之前,该方法还包括以下步骤:全局控制器获取网络中至少一个交换机的历史兴趣数据包;全局控制器通过分析历史兴趣数据包,提取至少一个交换机的用户兴趣集合;全局控制器根据用户兴趣集合切分网络,得到至少一个兴趣分片。
优选地,全局控制器根据用户兴趣集合切分网络,得到至少一个兴趣分片之后,该方法还包括以下步骤:全局控制器对至少一个兴趣分片中每一个兴趣分片进行社团划分,得到每一个兴趣分片对应的至少一个分片社团;全局控制器为至少一个分片社团的每个分片社团分配分片控制器,以使至少一个分片控制器定期收集分片社团的缓存状态并保存在HASH表中。
优选地,目标分片控制器搜索用户感兴趣的数据内容,包括以下步骤:目标分片控制器根据HASH表在目标分片控制器对应的分片社团内搜索用户感兴趣的数据内容;目标分片控制器判断搜索到的用户感兴趣的数据内容与兴趣请求是否相匹配;如果匹配,则目标分片控制器获取用户感兴趣的数据内容。
优选地,目标分片控制器搜索用户感兴趣的数据内容之后,还包括以下步骤:目标分片控制器计算将用户感兴趣的数据内容传输至客户端的最优传输路径;目标分片控制器向交换机发送数据传输策略;其中,交换机将用户感兴趣的数据内容传输至客户端,具体为:交换机根据最优传输路径将用户感兴趣的数据内容传输至客户端。
根据本发明的另一个方面,还提供了一种基于兴趣网络分片的ICN路由***,包括客户端、交换机、目标分片控制器:
其中,客户端包括:第一发送单元,用于向网络发送兴趣请求;其中,兴趣请求用于请求用户感兴趣的数据内容;
其中,交换机包括:确定单元,用于根据兴趣请求,确定目标兴趣分片;确定单元,还用于确定与目标兴趣分片对应的目标分片控制器;上传单元,用于在目标兴趣分片网络中将兴趣请求上传至目标分片控制器;
其中,目标分片控制器包括:搜索单元,用于搜索用户感兴趣的数据内容;
交换机还包括:传输单元,用于将用户感兴趣的数据内容传输至客户端。
优选地,基于兴趣网络分片的ICN路由***还包括全局控制器:
其中,全局控制器包括:第一获取单元,用于在发送单元向网络发送兴趣请求之前,获取网络中至少一个交换机的历史兴趣数据包;提取单元,用于通过分析历史兴趣数据包,提取至少一个交换机的用户兴趣集合;第一获取单元,还用于根据用户兴趣集合切分网络,得到至少一个兴趣分片。
优选地,全局控制器还包括:社团划分单元,用于在第一获取单元根据用户兴趣集合切分网络,得到至少一个兴趣分片之后,对至少一个兴趣分片中每一个兴趣分片进行社团划分,得到每一个兴趣分片对应的至少一个分片社团;控制单元,用于为至少一个分片社团的每个分片社团分配分片控制器,以使至少一个分片控制器定期收集分片社团的缓存状态并保存在HASH表中。
优选地,搜索单元包括:搜索子单元,用于根据HASH表在目标分片控制器对应的分片社团内搜索用户感兴趣的数据内容;判断子单元,用于判断搜索到的用户感兴趣的数据内容与兴趣请求是否相匹配;获取子单元,用于当判断子单元判断搜索到的用户感兴趣的数据内容与兴趣请求相匹配时,获取用户感兴趣的数据内容。
优选地,目标分片控制器还包括:计算单元,用于在所述搜索单元搜索用户感兴趣的数据内容之后,计算将用户感兴趣的数据内容传输至客户端的最优传输路径;第二发送单元,用于向交换机发送数据传输策略;
交换机还包括:传输单元,具体用于根据最优传输路径将用户感兴趣的数据内容传输至客户端。
与现有技术相比较,本发明的有益效果如下:
通过本发明,全局控制器会根据用户的历史兴趣包将网络划分为不同的兴趣分片网络,当用户向网络发出兴趣请求时,交换机就会根据用户发送的兴趣请求自动将网络切换到相应的兴趣分片网络中,通过该兴趣分片网络对应的分片控制器搜索用户感兴趣的兴趣数据内容,再计算最优的传输路径,通过最优传输路径将搜索到的用户感兴趣的数据内容传输至客户端。这样可以将网络按照兴趣进行分片,在查找目标内容时能够提高查找效率,进一步提高内容命中率;通过最优传输路径传输数据,可以提高跳数减少率、带宽使用率等。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。附图中:
图1是根据本发明实施例的基于兴趣网络分片的ICN路由方法的流程图;
图2是根据本发明实施例的基于兴趣网络分片的ICN路由***的结构框图;
图3是根据本发明实施例一的基于兴趣网络分片的ICN路由方法的使用流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明附图,对本发明技术方案进行描述,但所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种基于兴趣网络分片的ICN路由方法,图1是根据本发明实施例的基于兴趣网络分片的ICN路由方法的流程图,如图1所示,包括以下步骤:
步骤S101:客户端向网络发送兴趣请求;其中,兴趣请求用于请求用户感兴趣的数据内容;
步骤S102:交换机根据兴趣请求,确定目标兴趣分片;
步骤S103:交换机确定与目标兴趣分片对应的目标分片控制器;
步骤S104:交换机在目标兴趣分片网络中将兴趣请求上传至目标分片控制器;
步骤S105:目标分片控制器搜索用户感兴趣的数据内容;
步骤S106:交换机将用户感兴趣的数据内容传输至客户端。
在实施过程中,在步骤S101之前,全局控制器会获取网络中至少一个交换机的历史兴趣数据包;全局控制器通过分析历史兴趣数据包,提取至少一个交换机的用户兴趣集合;全局控制器根据用户兴趣集合切分网络,得到至少一个兴趣分片。
进一步的,全局控制器对至少一个兴趣分片中每一个兴趣分片进行社团划分,得到每一个兴趣分片对应的至少一个分片社团;全局控制器为至少一个分片社团的每个分片社团分配分片控制器,以使至少一个分片控制器定期收集分片社团的缓存状态并保存在HASH表中。
在步骤S105中,目标分片控制器根据HASH表在目标分片控制器对应的分片社团内搜索用户感兴趣的数据内容;目标分片控制器判断搜索到的用户感兴趣的数据内容与兴趣请求是否相匹配;如果匹配,则目标分片控制器获取用户感兴趣的数据内容。
在步骤S105之后,目标分片控制器计算将用户感兴趣的数据内容传输至客户端的最优传输路径;目标分片控制器向交换机发送数据传输策略;交换机根据最优传输路径将用户感兴趣的数据内容传输至客户端。
通过上述步骤,可以在兴趣分片网络中查找用户感兴趣的数据内容,能够提高查找效率,进一步提高内容命中率;通过最优传输路径传输数据,可以提高跳数减少率、带宽使用率等。
本发明实施例还提供了一种基于兴趣网络分片的ICN路由***,用于实现上述基于兴趣网络分片的ICN路由方法中。图2是根据本发明实施例的基于兴趣网络分片的ICN路由***的结构框图,如图2所示,该***包括客户端10、交换机20、目标分片控制器30:
其中,客户端10包括:第一发送单元101,用于向网络发送兴趣请求;其中,兴趣请求用于请求用户感兴趣的数据内容;
其中,交换机20包括:确定单元201,用于根据兴趣请求,确定目标兴趣分片;确定单元201,还用于确定与目标兴趣分片对应的目标分片控制器30;上传单元202,用于在目标兴趣分片网络中将兴趣请求上传至目标分片控制器30;
其中,目标分片控制器30包括:搜索单元301,用于搜索用户感兴趣的数据内容;
交换机20还包括:传输单元203,用于将用户感兴趣的数据内容传输至客户端10。
对于基于兴趣网络分片的ICN路由***,还包括全局控制器40:
其中,全局控制器40包括:第一获取单元401,用于在发送单元101向网络发送兴趣请求之前,获取网络中至少一个交换机的历史兴趣数据包;提取单元402,用于通过分析历史兴趣数据包,提取至少一个交换机的用户兴趣集合;第一获取单元401,还用于根据用户兴趣集合切分网络,得到至少一个兴趣分片。
对于基于兴趣网络分片的ICN路由***,全局控制器40还包括:社团划分单元403,用于在第一获取单元401根据用户兴趣集合切分网络,得到至少一个兴趣分片之后,对至少一个兴趣分片中每一个兴趣分片进行社团划分,得到每一个兴趣分片对应的至少一个分片社团;控制单元404,用于为至少一个分片社团的每个分片社团分配分片控制器,以使至少一个分片控制器定期收集分片社团的缓存状态并保存在HASH表中。
对于基于兴趣网络分片的ICN路由***,搜索单元301包括:搜索子单元3011,用于根据HASH表在目标分片控制器30对应的分片社团内搜索用户感兴趣的数据内容;判断子单元3012,用于判断搜索到的用户感兴趣的数据内容与兴趣请求是否相匹配;获取子单元3013,用于当判断子单元3012判断搜索到的用户感兴趣的数据内容与兴趣请求相匹配时,获取用户感兴趣的数据内容。
对于基于兴趣网络分片的ICN路由***,目标分片控制器还包括:计算单元302,用于计算将用户感兴趣的数据内容传输至客户端10的最优传输路径;第二发送单元303,用于向交换机20发送数据传输策略;
交换机20还包括:传输单元203,具体用于根据最优传输路径将用户感兴趣的数据内容传输至客户端10。
需要说明的是,装置实施例中描述的基于兴趣网络分片的ICN路由***对应于上述的方法实施例,其具体的实现过程在方法实施例中已经进行过详细说明,在此不再赘述。
为了使本发明的技术方案和实现方法更加清楚,下面将结合优选的实施例对其实现过程进行详细描述。
实施例一
本实施例提供一种基于兴趣网络分片的ICN路由方法,也就是按照用户的兴趣将网络进行分片,这样就可以快速的搜索到用户感兴趣的数据内容。
图3是根据本发明实施例一的基于兴趣网络分片的ICN路由方法的使用流程图,包括以下步骤:
步骤S301:全局控制器获取网络中至少一个交换机的历史兴趣数据包;
本发明实施例中,网络中有至少一个交换机,每个交换机中存储有多个用户发送的兴趣请求的历史兴趣数据包,全局控制器会提取至少一个交换机中的历史兴趣数据包,该历史兴趣数据包可以代表大多数用户的兴趣集合,对用户兴趣进行分类有参考意义;
步骤S302:全局控制器通过分析上述历史兴趣数据包,提取至少一个交换机的用户兴趣集合;
本发明实施例中,全局控制器通过分析历史兴趣数据包可以将用户的兴趣进行分类,并对每一个类别的兴趣都进行命名,得到用户的兴趣集合;
步骤S303:全局控制器根据上述用户兴趣集合切分网络,得到至少一个兴趣分片;
本发明实施例中,全局控制器根据获取的用户兴趣集合对网络进行切分,每一种用户兴趣对应的数据内容就可以作为一个兴趣分片,这样就对网络中各种类型的数据内容按照兴趣类型进行了明确的划分,在用户请求获取某一种兴趣类型相对应的数据内容时就能够快速的搜索到,提高了搜索的速率,进一步的也提高了用户获取感兴趣的数据内容的效率;
步骤S304:全局控制器对至少一个兴趣分片中每一个兴趣分片进行社团划分,得到每一个兴趣分片对应的至少一个分片社团;
步骤S305:全局控制器为至少一个分片社团的每个分片社团分配分片控制器,以使至少一个分片控制器定期收集分片社团的缓存状态并保存在HASH表中;
步骤S306:客户端向网络发送兴趣请求;
本发明实施例中,上述兴趣请求用于请求用户感兴趣的数据内容;
步骤S307:交换机根据上述兴趣请求,确定目标兴趣分片;
步骤S308:交换机确定与目标兴趣分片对应的目标分片控制器;
步骤S309:交换机在目标兴趣分片网络中将上述兴趣请求上传至目标分片控制器;
步骤S310:目标分片控制器搜索用户感兴趣的数据内容;
本发明实施例中,目标分片控制器搜索用户感兴趣的数据内容的具体实施方式为:目标分片控制器根据HASH表在目标分片控制器对应的分片社团内搜索用户感兴趣的数据内容;目标分片控制器判断搜索到的用户感兴趣的数据内容与兴趣请求是否相匹配;如果匹配,则目标分片控制器获取用户感兴趣的数据内容。
可选的,如果目标分片控制器判断搜索到的用户感兴趣的数据内容与兴趣请求不相匹配,则目标控制器将上述兴趣请求发送至与目标分片控制器相邻的第一目标分片控制器;第一目标分片控制器根据HASH表在第一目标分片控制器对应的分片社团内搜索用户感兴趣的数据内容;第一目标分片控制器判断搜索到的用户感兴趣的数据内容与兴趣请求是否相匹配;如果匹配,则第一目标分片控制器获取用户感兴趣的数据内容。这样可以很快速的搜索到用户感兴趣的数据内容,提高查找效率;
可选的,目标分片控制器搜索用户感兴趣的数据内容之后,还可以计算将用户感兴趣的数据内容传输至客户端的最优传输路径;目标分片控制器向交换机发送数据传输策略;进一步的交换机就可以根据最优传输路径将用户感兴趣的数据内容传输至客户端。这样可以通过最优传输路径来传输数据内容,提高传输速率。
步骤S311:交换机将用户感兴趣的数据内容传输至客户端。
可见,实施本发明实施例能够将网络按照用户兴趣进行分片,再从兴趣分片网络中查找用户感兴趣的数据内容,能够提高查找效率,进一步提高内容命中率;通过最优传输路径传输数据,可以提高跳数减少率、带宽使用率等。
综合上述,通过上述实施例,可以通过分析用户历史兴趣数据包对用户的兴趣进行分类,按照用户的兴趣类别将网络进行兴趣分片,这样当用户需要查找某一种兴趣对应的数据内容时就可以在相对应的兴趣分片中进行查找,这样能够很显著的提高查找数据内容的速率,并且在查找到目标内容之后会计算最优的传输路径,通过最优传输路径将查找到的目标内容传输至客户端供用户查看,这样可以提高传输效率,进而也能够提高跳数减少率、带宽使用率等。