用于內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)中的直接存儲裝置存取的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及促進(jìn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的存儲裝置接入。更具體來說，本發(fā)明涉及用于促進(jìn)內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(CCN)中的直接存儲裝置存取的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]因特網(wǎng)和電子商務(wù)的增殖持續(xù)激發(fā)網(wǎng)絡(luò)行業(yè)中的革命性改變。當(dāng)今，從在線電影觀看到每日新聞遞送、零售銷售和即時消息接發(fā)，大量的信息交換是在線進(jìn)行的。越來越多數(shù)目的因特網(wǎng)應(yīng)用程序也在變成移動的。然而，當(dāng)前因特網(wǎng)在主要基于位置的尋址方案上操作。兩種最普遍存在的協(xié)議:因特網(wǎng)協(xié)議(IP)和以太網(wǎng)協(xié)議，都是以基于位置的地址為基礎(chǔ)。也就是說，內(nèi)容的消費者僅可通過從與物理對象或位置接近地相關(guān)聯(lián)的地址(例如，IP地址或以太網(wǎng)媒體接入控制(MAC)地址)明確請求內(nèi)容而接收所述內(nèi)容。此限制性尋址方案正變得逐漸更不足以滿足不斷改變的網(wǎng)絡(luò)需求。
[0003]最近，行業(yè)中已經(jīng)提出內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(CCN)架構(gòu)。CCN帶來內(nèi)容輸送的新方法。并非在應(yīng)用級將網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)視為內(nèi)容在其上行進(jìn)的端到端對話，而是基于內(nèi)容的唯一名稱來請求或返回內(nèi)容，且網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)將內(nèi)容從提供者路由到消費者。應(yīng)注意，內(nèi)容包含可在通信系統(tǒng)中輸送的數(shù)據(jù)，包含例如文本、圖像、視頻和/或音頻等任何形式的數(shù)據(jù)。消費者和提供者可為在計算機旁的人或在CCN內(nèi)部或外部的自動過程。一條內(nèi)容可指代整個內(nèi)容或內(nèi)容的相應(yīng)部分。舉例來說，報紙文章可能由體現(xiàn)為數(shù)據(jù)包的多條內(nèi)容表示。一條內(nèi)容也可與元數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，所述元數(shù)據(jù)以例如驗證數(shù)據(jù)、創(chuàng)建日期、內(nèi)容所有者等信息來描述或增強所述條內(nèi)容。
[0004]在CCN中，內(nèi)容對象和興趣是由其名稱識別，通常是階層式結(jié)構(gòu)化可變長度識別符(HSVLI)。當(dāng)在CCN節(jié)點處接收到對一條內(nèi)容的興趣時，檢查本地內(nèi)容高速緩沖存儲器以查看正請求的內(nèi)容是否存在。另外，CCN節(jié)點可選擇性高速緩沖存儲流行的內(nèi)容對象以增加網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速率。為了高速緩沖存儲大量內(nèi)容，CCN路由器或開關(guān)可耦合到存儲裝置，所述存儲裝置可組織為直接附接存儲(DAS)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)附接存儲(NAS)系統(tǒng)和或存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個實施例提供用于將內(nèi)容數(shù)據(jù)高速緩沖存儲到附接到內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)CCN中的節(jié)點的存儲裝置的系統(tǒng)。在操作期間，所述系統(tǒng)接收內(nèi)容包；將所述內(nèi)容包轉(zhuǎn)發(fā)到對所述內(nèi)容包的興趣的傳入端口 ；在所述附接存儲裝置中高速緩沖存儲所述內(nèi)容包的副本；組裝對應(yīng)于所述內(nèi)容包的查詢，所述查詢包含至少網(wǎng)絡(luò)標(biāo)頭和與所述內(nèi)容包的所述經(jīng)高速緩沖存儲副本所位于的存儲塊相關(guān)聯(lián)的地址；以及將所述查詢存儲在高速緩沖存儲器表中，進(jìn)而促進(jìn)使用所述經(jīng)組裝查詢對所述存儲塊的后續(xù)直接存取以檢索所述內(nèi)容包的所述副本。
[0006]在此實施例的一個變型中，所述附接存儲裝置包含以下各項中的至少一者:以太網(wǎng)上的高級技術(shù)附接(ATA)存儲陣列，以太網(wǎng)上的光纖通道(FCoE)存儲陣列，以及因特網(wǎng)小型計算機系統(tǒng)接口(iSCSI)存儲陣列。
[0007]在另一變型中，所述網(wǎng)絡(luò)標(biāo)頭包含以太網(wǎng)標(biāo)頭。
[0008]在此實施例的一個變型中，所述內(nèi)容包包含多個片段。所述系統(tǒng)通過將每一片段存儲到連續(xù)存儲塊的單獨集合中來高速緩沖存儲所述內(nèi)容包的副本，且針對每一片段組裝單獨的查詢。高速緩沖存儲器表中對應(yīng)于內(nèi)容包的條目包含對應(yīng)于所述多個片段的多個查詢。
[0009]在此實施例的一個變型中，所述系統(tǒng)隨后接收對所述內(nèi)容包的興趣；搜索所述高速緩沖存儲器表以獲得所述查詢；將所述查詢發(fā)送到所述附接存儲裝置；響應(yīng)于所述查詢從所述附接存儲裝置接收數(shù)據(jù)包；從所接收數(shù)據(jù)包移除網(wǎng)絡(luò)標(biāo)頭；以及轉(zhuǎn)發(fā)所述數(shù)據(jù)包。
[0010]在另一變型中，搜索高速緩沖存儲器表涉及基于所接收的興趣執(zhí)行最長前綴匹配查找。
[0011 ] 在另一變型中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步基于存儲于高速緩沖存儲器表中的元素構(gòu)造所述查詢的網(wǎng)絡(luò)表示。
[0012]在此實施例的一個變型中，與所述存儲塊相關(guān)聯(lián)的地址包含邏輯塊尋址(LBA)地址。
[0013]在此實施例的一個變型中，所述節(jié)點包含各自能夠接收內(nèi)容和興趣包的多個線卡。所述系統(tǒng)進(jìn)一步將高速緩沖存儲器表填充到所有所述多個線卡。
【附圖說明】
[0014]圖1圖解說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的網(wǎng)絡(luò)的示范性架構(gòu)。
[0015]圖2呈現(xiàn)說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有附加存儲的示范性內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(CCN)啟用切換器的圖。
[0016]圖3呈現(xiàn)說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的CCN啟用切換器中的示范性線卡的圖。
[0017]圖4呈現(xiàn)說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的存儲于內(nèi)容存儲區(qū)中的示范性高速緩沖存儲器表的圖。
[0018]圖5呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的實施例的存儲于高速緩沖存儲器表中用于直接存儲裝置存取的示范性以太網(wǎng)幀。
[0019]圖6呈現(xiàn)說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的從附接存儲裝置檢索的示范性內(nèi)容對象片段的圖。
[0020]圖7呈現(xiàn)說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的將內(nèi)容對象高速緩沖存儲在附接存儲裝置中的過程的流程圖。
[0021]圖8呈現(xiàn)說明根據(jù)本發(fā)明的實施例的從附接存儲裝置檢索經(jīng)高速緩沖存儲內(nèi)容對象的過程的流程圖。
[0022]圖9圖解說明根據(jù)一實施例的用于對附接存儲裝置的直接存取的示范性系統(tǒng)。
[0023]在圖式中，相同參考數(shù)字指代相同圖式元件。
【具體實施方式】
[0024]攝述
[0025]本發(fā)明的實施例提供用于對附接到CCN啟用切換器或路由器的存儲裝置的快速高效存取的系統(tǒng)和方法。在操作期間，當(dāng)CCN啟用切換器或路由器接收到內(nèi)容對象或內(nèi)容對象的片段時，所述切換器確定所述內(nèi)容對象應(yīng)高速緩沖存儲，且將內(nèi)容對象的副本(或其片段)發(fā)送到內(nèi)容存儲區(qū)管理器。內(nèi)容存儲區(qū)管理器重新組裝所述片段(在需要時)，且將內(nèi)容對象的副本寫入到附接存儲裝置中。更具體來說，在寫入到附接存儲裝置中之前，內(nèi)容存儲區(qū)管理器還可將內(nèi)容對象分段為用于輸送的合適的大小。將每一輸送片段寫入到附接存儲裝置中的連續(xù)塊集合中，且內(nèi)容存儲區(qū)管理器將輸送和片段標(biāo)頭添加到每一連續(xù)塊集合。另外，內(nèi)容存儲區(qū)管理器產(chǎn)生且填充由內(nèi)容對象的名稱前綴編索引的高速緩沖存儲器表。高速緩沖存儲器表中的條目指定內(nèi)容對象的片段所位于的存儲塊集合的位置。在一些實施例中，高速緩沖存儲器條目包含預(yù)先組裝數(shù)據(jù)通信幀的集合，其中每一幀專用于一片段。預(yù)先組裝幀可包含適當(dāng)輸送標(biāo)頭和指向存儲塊的指針，且可用以從附接存儲裝置檢索對應(yīng)片段。
[0026]一般來說，CCN使用兩個類型的消息:興趣和內(nèi)容對象。興趣攜載內(nèi)容對象的階層式結(jié)構(gòu)化可變長度識別符(HSVLI)，也稱為“名稱”，且充當(dāng)針對所述對象的請求。如果網(wǎng)絡(luò)元件(例如，路由器)接收到對同一名稱的多個興趣，那么其可聚合那些興趣。沿著關(guān)于匹配內(nèi)容對象的興趣的路徑的網(wǎng)絡(luò)元件可高速緩沖存儲且返回所述對象，從而滿足所述興趣。內(nèi)容對象遵循興趣到所述興趣的起源的反向路徑。除了其它信息之外，內(nèi)容對象含有同一 HSVL1、對象的有效負(fù)載和用以將HSVLI綁定到有效負(fù)載的密碼信息。
[0027]本發(fā)明中使用的術(shù)語大體上如下界定(但其解譯不限于此):
[0028]“HSVLI”:階層式結(jié)構(gòu)化可變長度識別符，也稱為名稱。其是名稱組件的有序列表，其可為可變長度八位位組串。以人可讀形式，其可以例如ccnx:/path/part的格式表示。不存在主機或查詢串。如上所述，HSVLI涉及內(nèi)容，且它們能夠表示用于內(nèi)容的有組織結(jié)構(gòu)且至少部分對人有意義是合意的。HSVLI的個別組件可具有任意長度。此外，HSVLI可具有明確定界的組件，可包含任何字節(jié)序列，且不限于人可讀字符。最長前綴匹配查找在以HSVLI轉(zhuǎn)發(fā)包時是重要的。舉例來說，指示對“/parc/home/bob”的興趣的HSVLI將匹配“/pare/home/bob/test, txt”和“/parc/home/bob/bar.txt”兩者。在名稱組件的數(shù)目方面，最長匹配被視為最佳的，因為其是最特定的。
[0029]“興趣”:對內(nèi)容對象的請求。興趣指定HSVLI名稱前綴和其它任選的選擇器，所述選擇器可用以在具有相同名稱前綴的多個對象當(dāng)中進(jìn)行挑選。名稱匹配興趣名稱前綴和選擇器的任何內(nèi)容對象滿足所述興趣。
[0030]“內(nèi)容對象”:響應(yīng)于興趣而發(fā)送的數(shù)據(jù)對象。其具有經(jīng)由密碼簽名而綁定在一起的HSVLI名稱和內(nèi)容有效負(fù)載。任選地，所有內(nèi)容對象具有由內(nèi)容對象的SHA-256摘要組成的隱式終端名稱組件。在一個實施例中，隱式摘要不在線上傳送，但在需要時在每一躍點處計算。
[0031]如之前所提到，HSVLI指示一條內(nèi)容，經(jīng)階層式結(jié)構(gòu)化，且包含從最一般層級到最特定層級排序的連續(xù)組件。相應(yīng)HSVLI的長度不是固定的。在內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)中，不同于常規(guī)IP網(wǎng)絡(luò)，包可由HSVLI識別。舉例來說，“abcd/bob/papers/ccn/news”可為內(nèi)容的名稱且識別對應(yīng)包，即，在名為“AB⑶”的組織處針對名為“Bob”的用戶的來自“ccn”論文收集的“新聞”文章。為了請求一條內(nèi)容，節(jié)點通過所述內(nèi)容的名稱來表達(dá)(例如