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专利号: 2019106879890
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种优化边缘计算节点部署和管理的命名数据网络方法,用于在边缘环境下NDN网络的实现,实现时网络中大量异构边缘设备与一台控制服务器通过NDN网络互联,其特征在于:网络拓扑信息和边缘节点的接入通过网络中部署的控制服务器实现,基于边缘计算节点通信设计的命名规则和数据包结构,实现计算节点以数据为中心的高速率低消耗网络通信功能,优化的NDN协议框架分为控制层和传输层,实现边缘计算网络的路由转发机制;

所述边缘计算节点,其本身作为数据的请求者,缓存者和提供者,同时为系统内其他边缘计算的请求提供路由转发和数据返回功能;

所述控制服务器,提供边缘计算系统网络层的管理,它与未加入系统的边缘计算节点进行交互,使其通过边缘计算网络构建过程加入系统,并提供网络维护。

2.如权利要求1所述的优化边缘计算节点部署和管理的命名数据网络方法,其特征在于:边缘计算网络的构建过程分为三个阶段:节点编号请求、邻居发现、全局网络拓扑结构的构建与维护。

3.如权利要求1所述的优化边缘计算节点部署和管理的命名数据网络方法,其特征在于:NDN网络命名机制的设计,其包含五种元数据信息组件,分别为节点编号、项目名称、数据类型、数据版本和数据分片,组件依次排列,构造出层次化的数据名称。

4.如权利要求1所述的优化边缘计算节点部署和管理的命名数据网络方法,其特征在于:NDN网络数据包结构的设计,其兴趣包包含数据名称、包类型、优先顺序、转发策略、存活时间五个域;数据包包含数据名称、包类型、存储标志、数字签名、数据内容五个域。

5.如权利要求1所述的优化边缘计算节点部署和管理的命名数据网络方法,其特征在于:边缘计算网络协议框架的设计,其包含上下两层结构,下层为传输层,通过内容仓库、等待表和转发表对NDN网络数据包的路由与转发提供决策,确保高速率低消耗的网络数据传输;上层为控制层,通过ACK确认和丢包重传机制对NDN网络数据包的通信过程进行控制,确保数据包可以准确地发送到指定的节点。

6.如权利要求5所述的优化边缘计算节点部署和管理的命名数据网络方法,其特征在于:所述内容仓库的结构设计,其包含数据名称、Data、TimeStamp、RequestNum表项,分别代表数据在网络中的唯一身份标识、具体数据内容、数据最后一次被使用的时间戳、数据被请求的总次数。

7.如权利要求5所述的优化边缘计算节点部署和管理的命名数据网络方法,其特征在于:所述等待表的结构设计,其包含数据名称、DownFace[N]、Waittime表项,分别代表数据在网络中的唯一身份标识、请求的下游来源接口列表、请求转发后的等待时间。

8.如权利要求5所述的优化边缘计算节点部署和管理的命名数据网络方法,其特征在于:所述转发表的结构设计,根据网络中全局路由和数据路由的不同需求,分别有两种类型的存储条目。

9.如权利要求8所述的优化边缘计算节点部署和管理的命名数据网络方法,其特征在于:所述的转发表存储全局路由信息的条目,根据控制服务器的全局网络拓扑数据生成从该节点到目标节点的最优路由选择路径;条目数量等于网络中边缘节点的数量,表项是目标节点的编号、转发接口以及路由距离;所述的转发表还存储数据路由信息的条目,根据节点在网络通信过程中接收的历史数据名称而建立;条目数量由节点FIB存储容量决定,当剩余容量为空时,新的数据路由信息将覆盖旧的数据路由信息。

10.如权利要求1所述的优化边缘计算节点部署和管理的命名数据网络方法,其特征在于:所述的边缘计算网络的路由转发机制,使得边缘计算网络兼顾数据的交换与全局的路由,其过程具体表述为:步骤一:判断请求转发策略,若置为0,则进行全局拓扑路由转发,流程结束;若置为非

0,则执行下一步骤;

步骤二:请求进入CS内容存储库,检索CS以判断该节点是否缓存了所求数据;

步骤三:CS检索成功,直接返回所请求数据,以满足下游请求,流程结束;CS检索失败,则执行下一步骤;

步骤四:请求进入PIT待定表,检索PIT以判断节点是否已向上游发送该数据请求;

步骤五:PIT检索成功,直接添加下游传出接口,流程结束;PIT检索失败,则执行下一步骤;

步骤六:判断请求存活时间,若当前剩余可转发次数为0,则该请求已死亡,抛弃请求,流程结束;若当前剩余可转发次数非0,则该请求存活,执行下一步骤;

步骤七:请求进入FIB转发信息库,检索FIB以选择转发接口;

步骤八:FIB检索成功,向匹配接口转发请求;FIB检索失败,根据转发策略向指定数量的接口随机转发请求,流程结束。