一種融合內(nèi)容與網(wǎng)絡(luò)的任播路由系統(tǒng)與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，特別涉及一種融合內(nèi)容與網(wǎng)絡(luò)的任播路由系統(tǒng)與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]任播在RFC2373中被正式定義為一種標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)模型。在IP網(wǎng)絡(luò)上通過一個(gè)任播地址標(biāo)識(shí)一組提供特定服務(wù)的主機(jī)，服務(wù)訪問方并不關(guān)心提供服務(wù)的具體是哪一臺(tái)主機(jī)(比如DNS或者鏡像服務(wù))，訪問該地址的報(bào)文被IP網(wǎng)絡(luò)路由到這一組目標(biāo)主機(jī)中、由路由協(xié)議度量的“最近”目標(biāo)主機(jī)中。任播提供的是一種無狀態(tài)的、盡力而為的服務(wù)。任播的定義說明如圖1所示，將位于網(wǎng)絡(luò)中不同地方的相同服務(wù)器都命名為“A”，客戶發(fā)出目的地址為“A”的包將會(huì)被路由到最近的服務(wù)器上。例如客戶I的請(qǐng)求被路由至左上角的服務(wù)器上，客戶2的請(qǐng)求被路由至右下角的服務(wù)器上。
[0003]從任播的語義可以看出，其最基本的功能是在一組服務(wù)器中找到一個(gè)最優(yōu)的服務(wù)器。原理上，任播可以通過基于路由(route-by-name)和基于查詢(lookup-by-name)兩種方式實(shí)現(xiàn)。IP任播和多種未來網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)(如DONA，SCAFFOLD, CCN)等是基于route-by-name的方式來實(shí)現(xiàn)任播。未來網(wǎng)絡(luò)DONA和SCAAFF0LD甚至將任播作為一個(gè)基本的網(wǎng)絡(luò)原語。基于lookup-by-name的任播技術(shù),包括基于DNS域名解析的任播、基于HTTP重定向的任播、基于虛擬網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)等Overlay設(shè)施的任播等?；诓樵兊娜尾バ枰蕾嚨谌浇馕銎?，如DNS和HTTP等，將任播域名解析為一個(gè)或幾個(gè)IP地址。
[0004]基于lOute-by-name的任播可以快速適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)變化，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況將客戶請(qǐng)求路由至附近的服務(wù)器上?；趌ookup-by-name的任播對(duì)路由系統(tǒng)沒有負(fù)擔(dān)，并具有靈活的服務(wù)器選擇策略。無論是基于route-by-name的任播,還是基于lookup-by-name的任播，它們都有一些無法避免的缺點(diǎn)。
[0005]基于route-by-name的任播技術(shù)的缺點(diǎn)有:第一,服務(wù)器的選擇僅僅依賴于路由度量，缺少靈活性；第二，任播地址被發(fā)布到整個(gè)路由系統(tǒng)中，這使得路由表膨脹，并嚴(yán)重地影響了路由可擴(kuò)展性；第三，在基于名字路由的未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)(如D0NA，CCN和SCAFFOLD)中，可變長的名字降低了路由有效性。
[0006]基于lookup-by-name的任播技術(shù)的缺點(diǎn)有:第一,服務(wù)器選擇不能及時(shí)地響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，會(huì)影響服務(wù)器選擇的有效性；第二，依賴的第三方解析器可能將過期的信息引入系統(tǒng)，導(dǎo)致服務(wù)器選擇的不準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的任播技術(shù)各自所存在的缺陷，從而提供一種能夠有效提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸效率的任播路由系統(tǒng)與方法。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種融合內(nèi)容與網(wǎng)絡(luò)的任播路由系統(tǒng)，該系統(tǒng)位于包括邊緣網(wǎng)絡(luò)與核心網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，包括:映射服務(wù)器、邊緣路由器和服務(wù)器；所述邊緣路由器在邊緣網(wǎng)絡(luò)中并位于邊緣網(wǎng)絡(luò)與核心網(wǎng)絡(luò)之間的接口處；所述映射服務(wù)器位于邊緣網(wǎng)絡(luò)中；所述服務(wù)器位于邊緣網(wǎng)絡(luò)中；其中，
[0009]在所述邊緣網(wǎng)絡(luò)中，路由基于局部標(biāo)識(shí)符進(jìn)行，任播采用基于路由方式；在所述核心網(wǎng)絡(luò)中，路由基于全局位置符進(jìn)行，任播采用基于查詢方式；
[0010]所述映射服務(wù)器用于保存各個(gè)服務(wù)器的負(fù)載情況，并向所述邊緣路由器提供用于描述各服務(wù)器負(fù)載情況的服務(wù)器副本；
[0011]所述邊緣路由器根據(jù)客戶請(qǐng)求向所述映射服務(wù)器發(fā)起服務(wù)解析請(qǐng)求，以獲取所述服務(wù)器副本；根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)從所述服務(wù)器副本中選取最優(yōu)服務(wù)器；向所選擇的最優(yōu)服務(wù)器發(fā)送客戶請(qǐng)求；對(duì)客戶請(qǐng)求做全局位置符與局部標(biāo)識(shí)符之間的轉(zhuǎn)換，以協(xié)助客戶請(qǐng)求在核心網(wǎng)絡(luò)或邊緣網(wǎng)絡(luò)中的路由；
[0012]所述服務(wù)器處理客戶請(qǐng)求，并將自身的負(fù)載情況報(bào)告給所述映射服務(wù)器。
[0013]上述技術(shù)方案中，所述邊緣路由器采用map-and-encap機(jī)制實(shí)現(xiàn)全局位置符與局部標(biāo)識(shí)符的轉(zhuǎn)換，包括:在map階段，當(dāng)客戶發(fā)送的請(qǐng)求在本邊緣網(wǎng)絡(luò)沒有得到回應(yīng)時(shí)，此請(qǐng)求會(huì)被路由至本邊緣網(wǎng)絡(luò)的邊緣路由器上，所述邊緣路由器將作為目的ID的局部標(biāo)識(shí)符映射為相應(yīng)的全局位置符；在encap階段，所述邊緣路由器用映射服務(wù)器返回的作為目的LOC的全局位置符將請(qǐng)求封裝，此時(shí)的請(qǐng)求包中，內(nèi)部的源和目的地址為局部標(biāo)識(shí)符，夕卜部的源和目的地址為全局位置符；當(dāng)封裝的請(qǐng)求包到達(dá)目的邊緣路由器時(shí)，請(qǐng)求包將被解封裝，然后用局部標(biāo)識(shí)符被路由至目的服務(wù)器。
[0014]本發(fā)明還提供了基于所述的融合內(nèi)容與網(wǎng)絡(luò)的任播路由系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的任播方法，包括:
[0015]步驟I)、所述服務(wù)器的副本向所述映射服務(wù)器通告服務(wù)器的負(fù)載狀態(tài)；
[0016]步驟2)、當(dāng)客戶請(qǐng)求在本邊緣網(wǎng)絡(luò)得不到回應(yīng)時(shí)，向本邊緣網(wǎng)絡(luò)的邊緣路由器發(fā)出請(qǐng)求；
[0017]步驟3)、所述邊緣路由器向映射服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，請(qǐng)求將包的目的服務(wù)器的局部標(biāo)識(shí)符解析為全局位置符；
[0018]步驟4)、映射服務(wù)器響應(yīng)邊緣路由器的請(qǐng)求，并根據(jù)服務(wù)器的負(fù)載狀態(tài)返回一組備選服務(wù)器；
[0019]步驟5)、所述邊緣路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和服務(wù)器負(fù)載選擇最優(yōu)服務(wù)器；
[0020]步驟6)、所述邊緣路由器將客戶請(qǐng)求引導(dǎo)至最優(yōu)服務(wù)器上；
[0021]步驟7)、所述服務(wù)器的副本向所述映射服務(wù)器更新自己的負(fù)載狀況。
[0022]上述技術(shù)方案中，所述步驟6)包括:
[0023]步驟6-1)、所述邊緣路由器用映射服務(wù)器返回的作為目的LOC的全局位置符將客戶請(qǐng)求封裝；
[0024]步驟6-2)、封裝后的客戶請(qǐng)求在核心網(wǎng)絡(luò)中路由；
[0025]步驟6-3)、當(dāng)封裝的請(qǐng)求包到達(dá)目的邊緣路由器時(shí)，請(qǐng)求包將被解封裝，然后用局部標(biāo)識(shí)符被路由至目的服務(wù)器。
[0026]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0027]1、在本申請(qǐng)中，邊緣網(wǎng)絡(luò)基于內(nèi)容路由，核心網(wǎng)絡(luò)基于IP路由，內(nèi)容路由被限制在邊緣網(wǎng)絡(luò)中，克服了內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)中基于名字路由帶來的路由表膨脹問題；
[0028]2、本申請(qǐng)同時(shí)繼承了基于route-by-name和lookup-by-name任播機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)，減少了網(wǎng)絡(luò)上的無用流量傳輸，減輕了網(wǎng)絡(luò)帶寬負(fù)荷，有效提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。
【附圖說明】
[0029]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的任播原理示意圖；
[0030]圖2是本申請(qǐng)中所涉及的任播路由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3是對(duì)局部標(biāo)識(shí)符和全局位置符在網(wǎng)絡(luò)層級(jí)中所處位置的描述；
[0032]圖4是本申請(qǐng)中所涉及的任播路由方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0034]為了支持高效任播，從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)層次需要考慮兩個(gè)問題，一是如何在路由可擴(kuò)展性和報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)效率之間進(jìn)行平衡，二是如何綜合route-by-name和lookup-by-name兩種任播方式的優(yōu)缺點(diǎn)，提供支持靈活任播策略、可擴(kuò)展的任播路由方法。研究表明，基于ID/L0C分離的LISP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以很好地解決路由可擴(kuò)展性的問題。借鑒LISP，本申請(qǐng)中引入了命名內(nèi)容的概念，即為每個(gè)內(nèi)容賦予專有的名稱，并將邊緣網(wǎng)絡(luò)中的命名主機(jī)替換為命名內(nèi)容。在本申請(qǐng)中，在邊緣網(wǎng)絡(luò)中，路由基于局部標(biāo)識(shí)符來進(jìn)行，任播基于route-by-name方式；在核心網(wǎng)絡(luò)中，路由基于全局位置符來進(jìn)行，任播基于lookup-by-name方式；由映射服務(wù)器負(fù)責(zé)將局部標(biāo)識(shí)符映射到全局位置符。本申請(qǐng)的基于位置符與標(biāo)