本發(fā)明涉及內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)路由領(lǐng)域，特別是一種基于軟件定義的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)路由方法。
背景技術(shù)：
：CCN(ContentCentricNetwork)通過對內(nèi)容資源的直接命名，以及基于內(nèi)容名稱的路由來進行內(nèi)容的分發(fā)和獲取，其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點除了具有傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點所具有的路由和轉(zhuǎn)發(fā)能力外，還具備存儲內(nèi)容資源及服務(wù)內(nèi)容請求的功能，節(jié)點性能較高。CCN有兩種基本的包格式，即興趣包(InterestPacket)和數(shù)據(jù)包(DataPacket)。興趣包是請求者發(fā)出的內(nèi)容請求包；數(shù)據(jù)包是內(nèi)容服務(wù)節(jié)點(內(nèi)容發(fā)布者或者網(wǎng)絡(luò)緩存)將內(nèi)容傳輸給請求者的內(nèi)容包。每個路由節(jié)點都需要維護3類信息表，即轉(zhuǎn)發(fā)信息表(ForwardingInformationBase，F(xiàn)IB)、待定興趣表(PendingInterestTable，PIT)和內(nèi)容存儲表(ContentStore，CS)。FIB保存了內(nèi)容名稱前綴和到達此前綴代表的內(nèi)容的下一跳端口；PIT記錄了興趣包的輸入端口，該信息表為數(shù)據(jù)包提供回傳路徑；CS緩存流經(jīng)該節(jié)點的內(nèi)容資源并為后續(xù)內(nèi)容請求提供服務(wù)。內(nèi)容發(fā)布者以洪泛的方式向網(wǎng)絡(luò)發(fā)布內(nèi)容資源的注冊信息，路由節(jié)點依據(jù)接收到的注冊信息中的內(nèi)容名稱前綴以及注冊信息的到達端口建立FIB，路由節(jié)點通過查詢FIB來決定興趣包的轉(zhuǎn)發(fā)端口。由于初始的FIB采用泛洪的方式建立，并使用廣播含有內(nèi)容名字的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)包的方式更新FIB中的條目，因此對于同一個提供者會有多條路徑到達，體現(xiàn)在FIB中就是同一個內(nèi)容名稱前綴對應(yīng)多個轉(zhuǎn)發(fā)端口。在原始CCN路由設(shè)計中，當路由節(jié)點在FIB中查找到關(guān)于某個內(nèi)容名稱前綴存在多個轉(zhuǎn)發(fā)端口時，將會向所有的轉(zhuǎn)發(fā)端口轉(zhuǎn)發(fā)興趣包，這種全轉(zhuǎn)發(fā)方式會使網(wǎng)絡(luò)中流量增多進而容易造成網(wǎng)絡(luò)的擁塞，降低網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。其他常用的轉(zhuǎn)發(fā)機制有隨機轉(zhuǎn)發(fā)機制和最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)機制。隨機轉(zhuǎn)發(fā)機制的路由節(jié)點會在FIB對應(yīng)條目中隨機選擇轉(zhuǎn)發(fā)端口進行興趣包的轉(zhuǎn)發(fā)，這種方法雖然能有效的減少網(wǎng)絡(luò)中的冗余流量、降低網(wǎng)絡(luò)開銷，但無法保證用戶能穩(wěn)定、快速地從最優(yōu)的路徑上獲取資源，服務(wù)質(zhì)量很難保證。為了解決如何為CCN中的興趣包選擇路徑進行路由，國內(nèi)外學者進行了大量研究。面向內(nèi)容名稱的CCN路由方案：命名數(shù)據(jù)鏈路狀態(tài)路由(Named-dataLinkStateRouting，NSLR)通過廣播鏈路狀態(tài)聲明LSA(LinkStateAdvertisement)來建立網(wǎng)絡(luò)拓撲和傳播內(nèi)容名稱前綴的可達性。當鏈路發(fā)生故障或者故障恢復(fù)時，以及本地內(nèi)容提供者注冊的內(nèi)容名稱前綴發(fā)生變化時，內(nèi)容路由器都會向網(wǎng)絡(luò)中廣播LSA。NLSR廣播的LSA包含兩種，即鄰接LSA和前綴LSA。鄰接LSA用來聲明和某內(nèi)容路由器相連的所有鏈路，前綴LSA用來聲明在某內(nèi)容路由器上注冊的某一個內(nèi)容名稱前綴。每個內(nèi)容路由器都會周期性的刷新它要廣播的LSA每一個內(nèi)容路由器維持一個LSD(LinkStateDatabase)，來存儲收到的所有LSA。當某一內(nèi)容名稱前綴有多個下一跳接口時，對于該內(nèi)容名稱前綴的所有下一跳接口，先保留某一個接口，刪除其他所有接口，然后使用Dijkstra算法計算利用這個接口到達某個目標節(jié)點的代價。對該內(nèi)容名稱前綴的所有下一跳接口都重復(fù)上面的過程，計算出利用每個接口到達某個目標節(jié)點的代價。之后，利用上面計算出每個下一跳接口到達某個目標節(jié)點的代價，對所有下一跳接口進行排序。對于每一個目標節(jié)點再重復(fù)以上過程，直至到達內(nèi)容提供者。該路由機制可以有效減少網(wǎng)絡(luò)中冗余流量，但是每個內(nèi)容路由器對每個下一跳接口均需要逐一計算相應(yīng)的代價，當下一跳端口較多或路由路徑較長時，復(fù)雜度較大。面向網(wǎng)內(nèi)緩存的CCN路由方案：CATT(CacheAwareTargetidenTification)將一個或多個CATT節(jié)點CATN(CacheAwareTargetNode)部署在自治域的邊緣，CATN的數(shù)量由自治域的大小決定。在一個自治域內(nèi)的所有用戶均知道其本地CATN的位置，并將自己的內(nèi)容資源發(fā)布到CATN上。任何請求首先都被轉(zhuǎn)發(fā)到其自治域內(nèi)的本地CATN上，收到請求的CATN首先查找其本地緩存中是否存在相應(yīng)內(nèi)容資源，如果存在，迅速響應(yīng)請求；如果不存在，CATN將請求轉(zhuǎn)發(fā)到相鄰的CATN中。CATT采用了將內(nèi)容提供者的初始內(nèi)容資源和網(wǎng)內(nèi)緩存中的所有緩存副本整合進路由過程中，提高了網(wǎng)內(nèi)緩存的可用性。同時該機制還為內(nèi)容緩存提供了一種自適應(yīng)的査找機制和基于內(nèi)容的臨近程度及內(nèi)容質(zhì)量的路由選擇機制。該路由機制能夠獲得一個近似最佳的路由性能，但是路由過程較復(fù)雜。面向服務(wù)質(zhì)量的CCN路由方案：SoCCeR(ServicesoverContent-CentricRouting)通過在CCN的網(wǎng)絡(luò)層上增加了一個探測層實現(xiàn)該路由機制。SoCCeR基于蟻群優(yōu)化算法(AntConleyOptimal，ACO)。ACO算法模擬了媽蟻覓食的過程，利用螞蟻每次尋路覓食時留下的信息素把通往同一覓食地點的不同方向覓食的螞蟻收斂到一條路徑上，SoCCeR利用ACO的這一特性，擴展了CCN網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容請求路由選擇。CCN的FIB將一個內(nèi)容名稱前綴映射到幾個可提供服務(wù)的下一跳端口，路由的選擇問題是從這幾個可提供服務(wù)的端口中選出一個最佳的端口完成這次內(nèi)容請求。選擇端口時考慮負載、路徑擁塞、帶寬、抖動等因素。SoCCeR增加了一個信息素表，這個表關(guān)聯(lián)了內(nèi)容名稱前綴，可提供服務(wù)的端口，以及各個服務(wù)端口的信息素值。FIB表選取信息素值最高的端口作為唯一路由端口。SoCCeR會周期性釋放探測包地收集各服務(wù)端口的狀態(tài)信息。該算法能夠優(yōu)化路由到負載較輕的轉(zhuǎn)發(fā)端口，使服務(wù)請求有選擇性的路由，并且對網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)的狀態(tài)變化有較高適應(yīng)性，但周期釋放探測包增加了網(wǎng)絡(luò)的開銷因此，需要一種基于軟件定義的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)路由方法。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的之一是提出一種基于軟件定義的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)路由方法，解決現(xiàn)有內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的全轉(zhuǎn)發(fā)方式帶來的內(nèi)容分發(fā)效率低，冗余數(shù)據(jù)多及網(wǎng)絡(luò)開銷較大等一系列問題。該方法通過控制器收集網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，并在控制器端計算各轉(zhuǎn)發(fā)端口的轉(zhuǎn)發(fā)概率，并將興趣包轉(zhuǎn)發(fā)到轉(zhuǎn)發(fā)概率最大的轉(zhuǎn)發(fā)概率的端口的路由方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：本發(fā)明提供的基于軟件定義的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)路由方法，包括控制器、請求者和提供者；包括以下步驟：首先，收集網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息：控制器通過控制信道動態(tài)地收集網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息利用轉(zhuǎn)發(fā)概率更新算法動態(tài)地更新各內(nèi)容路由器的匹配端口的轉(zhuǎn)發(fā)概率；所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息包括數(shù)據(jù)包從當前節(jié)點到達服務(wù)器的傳輸時延、當前路由節(jié)點下一跳的負載和該路徑上的服務(wù)器節(jié)點負載；其次，更新端口轉(zhuǎn)發(fā)概率：所述轉(zhuǎn)發(fā)概率更新算法，輸入所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息和各個端口的當前的轉(zhuǎn)發(fā)概率，輸出為更新后的各個端口的轉(zhuǎn)發(fā)概率；最后，根據(jù)興趣包在內(nèi)容路由器中的存在狀態(tài)進行將興趣包轉(zhuǎn)發(fā)至端口轉(zhuǎn)發(fā)概率最大的端口。進一步，在收集網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的過程中，如果出現(xiàn)以下兩種情況時，網(wǎng)絡(luò)元件會主動向控制器報告狀態(tài)：(1)節(jié)點或鏈路故障：當節(jié)點或鏈路故障時，通往該節(jié)點的所有端口的轉(zhuǎn)發(fā)概率將被置零，設(shè)為不可達，當鏈路故障時，該鏈路所連接的兩端端口的轉(zhuǎn)發(fā)概率將被置零，設(shè)為不可達；(2)新的內(nèi)容提供者加入：當有新的內(nèi)容提供者加入時，會在連接該提供者的內(nèi)容路由器的轉(zhuǎn)發(fā)信息表中增加一個轉(zhuǎn)發(fā)端口并將當前的轉(zhuǎn)發(fā)概率置零，等待下一次更新。進一步，所述轉(zhuǎn)發(fā)概率更新算法過程中的步驟具體如下：利用加權(quán)方法按照以下公式計算各個端口的狀態(tài)綜合參數(shù)：其中，α,β,γ和分別表示T(i),H(i),LR(i)和LS(i)的權(quán)重；T(i)表示從端口i到內(nèi)容提供者的時延；H(i)表示從端口i到內(nèi)容提供者的路徑長度；LR(i)表示端口i下一跳內(nèi)容路由器的負載；LS(i)表示端口i所對應(yīng)的內(nèi)容提供者的負載；對狀態(tài)綜合參數(shù)按照以下公式進行歸一化處理得到增長概率：其中，ρ是網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的權(quán)重；按照以下公式進行更新轉(zhuǎn)發(fā)概率：Pnew(i)＝(1-ρ)*Pold(i)+ρ*ΔP(i)；其中，Pnew(i)表示端口i更新前的轉(zhuǎn)發(fā)概率；Pold(i)表示端口i更新后的轉(zhuǎn)發(fā)概率。進一步，所述更新端口轉(zhuǎn)發(fā)概率具體步驟如下：首先根據(jù)收集的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)利用加權(quán)方法計算各個端口的狀態(tài)綜合參數(shù)，然后對該參數(shù)進行歸一化處理得到增長概率，最后根據(jù)歸一化的增長概率和當前的轉(zhuǎn)發(fā)概率利用加權(quán)方法得到更新后的轉(zhuǎn)發(fā)概率；得到各端口的轉(zhuǎn)發(fā)概率之后，控制器將從中選擇轉(zhuǎn)發(fā)概率最大的端口下發(fā)指令，數(shù)據(jù)平面的路由節(jié)點將會依據(jù)指令執(zhí)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)機制。進一步，所述轉(zhuǎn)發(fā)興趣包的轉(zhuǎn)發(fā)機制包括兩種情況：一是當興趣包在內(nèi)容路由器中存在匹配項時，則將興趣包轉(zhuǎn)發(fā)至端口轉(zhuǎn)發(fā)概率最大的端口，該端口已由控制器指定；二是如果興趣包在內(nèi)容路由器中不存在匹配項時，則興趣包將被轉(zhuǎn)發(fā)至控制器，由控制器選擇一條最短路徑進行轉(zhuǎn)發(fā)。本發(fā)明的目的之二是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點：本發(fā)明提供的基于軟件定義的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)路由方法，利用控制器動態(tài)收集網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，并利用收集的狀態(tài)信息動態(tài)更新內(nèi)容路由器中的各個匹配端口的轉(zhuǎn)發(fā)概率。隨后，控制器從匹配端口中選擇轉(zhuǎn)發(fā)概率最大的端口作為興趣包的轉(zhuǎn)發(fā)端口，并通過控制信道向內(nèi)容路由器下發(fā)指令。后續(xù)的興趣包到達內(nèi)容路由器并匹配到轉(zhuǎn)發(fā)端口后，會往控制器指定的轉(zhuǎn)發(fā)概率最大的端口轉(zhuǎn)發(fā)興趣包。本方法可以降低內(nèi)容請求的平均時延，可以降低網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)呐d趣包數(shù)，還可以降低網(wǎng)絡(luò)帶寬開銷。本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導。本發(fā)明的目標和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書來實現(xiàn)和獲得。附圖說明本發(fā)明的附圖說明如下。圖1為進行網(wǎng)絡(luò)開銷仿真時所使用的14節(jié)點網(wǎng)絡(luò)拓撲圖；圖2為當網(wǎng)絡(luò)負載變化時，四種機制的平均請求時延的對比；圖3為平均包到達速率變化時，四種機制的網(wǎng)絡(luò)中流通的興趣包數(shù)的對比；圖4為請求者數(shù)量變化時，四種機制的傳輸帶寬開銷的對比；圖5為在本發(fā)明SD-STAR實施例實現(xiàn)流程圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例1如圖所示，本實施例提供的基于軟件定義的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)路由方法，包括控制器、請求者和提供者，請求者是服務(wù)需求者，它通過向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出興趣包表達自己的內(nèi)容需求，而提供者是服務(wù)提供者，它通過返回數(shù)據(jù)包響應(yīng)請求者的內(nèi)容請求，控制器是網(wǎng)絡(luò)的管理者，它通過收集網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)信息來規(guī)劃興趣包和興趣包的路由路徑；包括以下步驟：首先，收集網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息：控制器通過控制信道動態(tài)地收集網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息利用轉(zhuǎn)發(fā)概率更新算法動態(tài)地更新各內(nèi)容路由器的匹配端口的轉(zhuǎn)發(fā)概率；所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息包括數(shù)據(jù)包從當前節(jié)點到達服務(wù)器的傳輸時延、當前路由節(jié)點下一跳的負載和該路徑上的服務(wù)器節(jié)點負載；其次，更新端口轉(zhuǎn)發(fā)概率：所述轉(zhuǎn)發(fā)概率更新算法，輸入所述網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息和各個端口的當前的轉(zhuǎn)發(fā)概率，輸出為更新后的各個端口的轉(zhuǎn)發(fā)概率；在收集網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的過程中，如果出現(xiàn)以下兩種情況時，網(wǎng)絡(luò)元件會主動向控制器報告狀態(tài)：(1)節(jié)點或鏈路故障：當節(jié)點或鏈路故障時，通往該節(jié)點的所有端口的轉(zhuǎn)發(fā)概率將被置零，設(shè)為不可達，當鏈路故障時，該鏈路所連接的兩端端口的轉(zhuǎn)發(fā)概率將被置零，設(shè)為不可達；(2)新的內(nèi)容提供者加入：當有新的內(nèi)容提供者加入時，會在連接該提供者的內(nèi)容路由器的轉(zhuǎn)發(fā)信息表中增加一個轉(zhuǎn)發(fā)端口并將當前的轉(zhuǎn)發(fā)概率置零，等待下一次更新。最后，根據(jù)興趣包在內(nèi)容路由器中的存在狀態(tài)進行將興趣包轉(zhuǎn)發(fā)至端口轉(zhuǎn)發(fā)概率最大的端口。所述轉(zhuǎn)發(fā)興趣包的轉(zhuǎn)發(fā)機制包括兩種情況：一是當興趣包在內(nèi)容路由器中存在匹配項時，則將興趣包轉(zhuǎn)發(fā)至端口轉(zhuǎn)發(fā)概率最大的端口，該端口已由控制器指定；二是如果興趣包在內(nèi)容路由器中不存在匹配項時，則興趣包將被轉(zhuǎn)發(fā)至控制器，由控制器選擇一條最短路徑進行轉(zhuǎn)發(fā)。所述轉(zhuǎn)發(fā)概率更新算法過程中的步驟具體如下：利用加權(quán)方法按照以下公式計算各個端口的狀態(tài)綜合參數(shù)：其中，α,β,γ和分別表示T(i),H(i),LR(i)和LS(i)的權(quán)重；T(i)表示從端口i到內(nèi)容提供者的時延；H(i)表示從端口i到內(nèi)容提供者的路徑長度；LR(i)表示端口i下一跳內(nèi)容路由器的負載；LS(i)表示端口i所對應(yīng)的內(nèi)容提供者的負載；對狀態(tài)綜合參數(shù)按照以下公式進行歸一化處理得到增長概率：其中，ρ是網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的權(quán)重；按照以下公式進行更新轉(zhuǎn)發(fā)概率：Pnew(i)＝(1-ρ)*Pold(i)+ρ*ΔP(i)；其中，Pnew(i)表示端口i更新前的轉(zhuǎn)發(fā)概率；Pold(i)表示端口i更新后的轉(zhuǎn)發(fā)概率。所述更新端口轉(zhuǎn)發(fā)概率具體步驟如下：首先根據(jù)收集的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)利用加權(quán)方法計算各個端口的狀態(tài)綜合參數(shù)，然后對該參數(shù)進行歸一化處理得到增長概率，最后根據(jù)歸一化的增長概率和當前的轉(zhuǎn)發(fā)概率利用加權(quán)方法得到更新后的轉(zhuǎn)發(fā)概率；得到各端口的轉(zhuǎn)發(fā)概率之后，控制器將從中選擇轉(zhuǎn)發(fā)概率最大的端口下發(fā)指令，數(shù)據(jù)平面的路由節(jié)點將會依據(jù)指令執(zhí)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)機制。實施例2本實施例提供的更新端口轉(zhuǎn)發(fā)概率，當一個周期內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息收集完畢后，控制器將會根據(jù)收集的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)更新各轉(zhuǎn)發(fā)端口的轉(zhuǎn)發(fā)概率。不失一般性，假設(shè)需要更新某個路由器上的端口i，下表中列出使用的參數(shù)的含義：參數(shù)含義T(i)從端口i到內(nèi)容提供者的時延H(i)從端口i到內(nèi)容提供者的路徑長度LR(i)端口i下一跳內(nèi)容路由器的負載LS(i)端口i所對應(yīng)的內(nèi)容提供者的負載Pold(i)端口i更新前的轉(zhuǎn)發(fā)概率Pnew(i)端口i更新后的轉(zhuǎn)發(fā)概率對于某個內(nèi)容路由器中某個內(nèi)容名稱前綴所對應(yīng)的所有匹配轉(zhuǎn)發(fā)端口，它們的轉(zhuǎn)發(fā)概率和為1。假設(shè)P(i)表示端口i的轉(zhuǎn)發(fā)概率，N是該內(nèi)容路由器中某個內(nèi)容名稱前綴所對應(yīng)的匹配轉(zhuǎn)發(fā)端口數(shù)目，則有：首先控制器根據(jù)收集的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)利用加權(quán)方法計算各個端口的狀態(tài)綜合參數(shù)：其中α,β,γ和分別表示T(i),H(i),LR(i)和LS(i)的權(quán)重，α,β,γ和的值可以依據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)需求進行調(diào)整。這里只列舉四個網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)因子，所以四個因子的權(quán)重和為1，即然后對該參數(shù)進行歸一化處理得到增長概率：考慮網(wǎng)絡(luò)的突變性，我們采用加權(quán)的方法更新端口的轉(zhuǎn)發(fā)概率，ρ是網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的權(quán)重，如果ρ越接近0，則表示更新后的轉(zhuǎn)發(fā)概率越接近更新前的轉(zhuǎn)發(fā)概率，受網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的影響較??；如果ρ越接近1，則表示更新后的轉(zhuǎn)發(fā)概率受網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的影響較大，更新公式如下：Pnew(i)＝(1-ρ)*Pold(i)+ρ*ΔP(i)需要注意的是，當出現(xiàn)以下兩種情況時，路由方法將執(zhí)行如下操作：(1)節(jié)點或鏈路故障：當節(jié)點或鏈路故障時，控制器將通往該節(jié)點的所有端口的轉(zhuǎn)發(fā)概率將被置零，設(shè)為不可達；當鏈路故障時，控制器將該鏈路所連接的兩端端口的轉(zhuǎn)發(fā)概率將被置零，設(shè)為不可達。(2)新的內(nèi)容提供者加入：當有新的內(nèi)容提供者加入時，控制器將會在連接該提供者的內(nèi)容路由器的轉(zhuǎn)發(fā)信息表中增加一個轉(zhuǎn)發(fā)端口并將當前的轉(zhuǎn)發(fā)概率置零，等待下一次更新。最后根據(jù)歸一化的增長概率和當前的轉(zhuǎn)發(fā)概率利用加權(quán)方法得到更新后的轉(zhuǎn)發(fā)概率。得到各端口的轉(zhuǎn)發(fā)概率之后，控制器將從中選擇轉(zhuǎn)發(fā)概率最大的端口下發(fā)指令，數(shù)據(jù)平面的路由節(jié)點將會依據(jù)指令執(zhí)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)機制。本實施例提供的轉(zhuǎn)發(fā)機制包括兩種情況：當興趣包在內(nèi)容路由器中存在匹配項時，則將興趣包轉(zhuǎn)發(fā)至端口轉(zhuǎn)發(fā)概率最大的端口，該端口已由控制器指定；如果興趣包在內(nèi)容路由器中不存在匹配項時，該興趣包將會被轉(zhuǎn)發(fā)至控制器，由控制器為其選擇一條最短路徑進行轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)興趣包：當一個興趣包到達內(nèi)容路由器時，內(nèi)容路由器會從該興趣包中提取內(nèi)容名稱并在內(nèi)容存儲表中查找是否有相應(yīng)的內(nèi)容，如果有，則直接將內(nèi)容返回給請求者，并將興趣包丟棄。如果沒有，則繼續(xù)查找待定興趣表中是否相應(yīng)的記錄，如果有，則將興趣包丟棄，并在待定興趣表中的相關(guān)條目中加入興趣包的輸入端口。如果沒有，則在待定興趣表中增加條目記錄輸入端口，并在轉(zhuǎn)發(fā)興趣表中查找是否有匹配項，如果有，則將興趣包轉(zhuǎn)發(fā)至控制器指定的轉(zhuǎn)發(fā)端口，該轉(zhuǎn)發(fā)端口具有最大的轉(zhuǎn)發(fā)概率。如果沒有，則將興趣包轉(zhuǎn)發(fā)給控制器，由控制器為其指定一條最短轉(zhuǎn)發(fā)路徑。實施例3本實施例通過實驗仿真說明技術(shù)效果，仿真拓撲如圖1所示，仿真參數(shù)設(shè)置：鏈路帶寬100Gbps，請求者數(shù)目3000，用戶帶寬需求服從泊松分布，平均需求為40Mbps，總請求頻率100-1000次每秒，T(i),H(i),LR(i)和LS(i)的權(quán)重α,β,γ和分別設(shè)為0.4，0.2，0.2和0.2，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的權(quán)重ρ設(shè)為0.5。并在同等環(huán)境下將本方法與傳統(tǒng)的隨機轉(zhuǎn)發(fā)機制，最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)機制和全轉(zhuǎn)發(fā)機制進行對比。本實施例可以降低內(nèi)容請求的平均時延。如圖2所示，隨著網(wǎng)絡(luò)負載的增大，四種路由機制的內(nèi)容請求平均時延逐漸增加。這是由于隨著網(wǎng)絡(luò)負載的增加，網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞的可能性增加，導致網(wǎng)絡(luò)的時延增加。對比分析可以看出，四種路由機制中，平均時延最小的是基于軟件定義的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)路由方法SD-STAR。這是因為SD-STAR在選擇路由路徑時是優(yōu)先選擇轉(zhuǎn)發(fā)概率最大的端口進行轉(zhuǎn)發(fā)，而轉(zhuǎn)發(fā)概率的大小反映的是該路徑的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的優(yōu)劣，所以其內(nèi)容請求平均時延最小。本實施例還可以降低網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)呐d趣包數(shù)。如圖3所示，隨著平均包到達速率的增加，四種路由機制的網(wǎng)絡(luò)流通興趣包的數(shù)量均逐漸增大。這是因為隨著平均包到達速率的增加，單位時間內(nèi)到達網(wǎng)絡(luò)興趣包數(shù)增多。對比分析可以看出，四種路由機制中，網(wǎng)絡(luò)流通的興趣包數(shù)量最少的是最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)機制SPF，其次是基于軟件定義的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)路由方法SD-STAR，且兩者非常接近；SD-STAR選擇網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)最優(yōu)的路徑進行轉(zhuǎn)發(fā)，此路徑可能不是跳數(shù)最少，而SPF是選擇跳數(shù)最少的端口轉(zhuǎn)發(fā)興趣包，故運行SD-STAR的網(wǎng)絡(luò)中流通的興趣包數(shù)比要比SPF多。本數(shù)量還可以降低網(wǎng)絡(luò)帶寬開銷。如圖4所示，隨著用戶數(shù)量的增加，四種路由機制的網(wǎng)絡(luò)帶寬總開銷均逐漸增大，而當用戶數(shù)量達到一定時，帶寬開銷趨于平穩(wěn)。這是因為網(wǎng)絡(luò)的鏈路帶寬是一定的，當用戶的總帶寬需求達到鏈路帶寬閾值時，帶寬開銷將趨于最大值。對比分析，四種路由策略的帶寬開銷最小的是最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)機制SPF，其次是基于軟件定義的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)路由方法SD-STAR，且兩者非常接近。SPF選擇跳數(shù)最少的路徑進行轉(zhuǎn)發(fā)，占用的鏈路資源最少，帶寬開銷也最??；SD-STAR選擇網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)最優(yōu)的路徑進行轉(zhuǎn)發(fā)，此路徑可能不是跳數(shù)最少的，故其所占用的鏈路資源比SPF多，帶寬開銷比SPF大，但二者非常接近。本實施例提供的控制信息的傳輸選擇帶外鏈接，如圖5所示，圖5為基于軟件定義的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)路由方法的具體流程圖，具體步驟如下：步驟501：網(wǎng)絡(luò)初始時，在內(nèi)容注冊階段，內(nèi)容提供者1發(fā)布內(nèi)容Content可達性信息，該信息在網(wǎng)絡(luò)中進行廣播，各內(nèi)容路由器A、B、C和D據(jù)此在建立各自的轉(zhuǎn)發(fā)信息表FIB，控制器為同一個內(nèi)容路由器上的FIB中Content的列出所有轉(zhuǎn)發(fā)端口賦予相同的轉(zhuǎn)發(fā)概率。步驟502：控制器收集網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息(5.1，5.2，5.3，5.4，5.5，5.6)，并根據(jù)這些狀態(tài)信息在控制器端更新各個端口的轉(zhuǎn)發(fā)概率，并得到各個內(nèi)容路由器中轉(zhuǎn)發(fā)概率最大的端口，通過控制信道下發(fā)指令(5.7，5.8，5.9，5.10)。步驟503：當請求者1和2發(fā)出請求內(nèi)容Content的興趣包后(5.11，5.12)，當興趣包到達內(nèi)容路由器A后，先檢索CS中是否有內(nèi)容Content，若有則返回數(shù)據(jù)，并丟棄興趣包，若沒有則檢索PIT中是否有該興趣包的記錄，若有則將該興趣包的輸入端口記錄在PIT相應(yīng)條目中，并丟棄興趣包，若沒有則創(chuàng)建一個新條目，記錄該興趣包輸入端口。當檢索完P(guān)IT后，將將檢索FIB。當FIB中存在內(nèi)容Content的條目時，會將該興趣包從控制器指定的轉(zhuǎn)發(fā)端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，該端口具有最大的轉(zhuǎn)發(fā)概率，在本實施例中，內(nèi)容交換機A中控制器指定的轉(zhuǎn)發(fā)端口為PortA-C，內(nèi)容交換機C中控制器指定的轉(zhuǎn)發(fā)端口為PortC-提供者1，興趣包將會逐跳轉(zhuǎn)發(fā)至提供者1(5.13，5.14)。步驟504：內(nèi)容提供者1收到請求內(nèi)容Content的興趣包后會發(fā)出包含內(nèi)容Content的數(shù)據(jù)包。該數(shù)據(jù)包依據(jù)內(nèi)容路由器C和A的PIT一路回傳至請求者1和請求者2處(5.15，5.16，5.17，5.18)，完成了一次內(nèi)容請求。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍當中。當前第1頁1 2 3