KR20160078248A

KR20160078248A - 콘텐트 중심 네트워크들에서 멀티 소스 멀티캐스팅을 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20160078248A
Application number: KR1020150178792A
Authority: KR
Inventors: 제이. 가르시아-루나-아세베 호세
Original assignee: 팔로 알토 리서치 센터 인코포레이티드
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2016-07-04
Also published as: JP2016123088A; CN105743664B; US10091012B2; CN105743664A; AU2015268591A1; EP3038327B1; US9660825B2; US20160191257A1; EP3038327A1; US20170257224A1

Abstract

본 발명의 하나의 실시예는 정보 중심 네트워크(ICN)에서 멀티캐스트 그룹과 연관된 라우팅 정보를 업데이트하기 위한 시스템을 제공한다. 동작 동안, ICN에서의 제 1 노드는 이웃 노드로부터 멀티캐스트 그룹에 대한 업데이트 메시지를 수신한다. 멀티캐스트 그룹은 루트 앵커 노드(root anchor node) 및 복수의 앵커 노드들을 포함하되, 루트 앵커 노드는 앵커 노드들보다 작은 이름을 갖는다. 업데이트 메시지는 멀티캐스트 그룹의 루트 앵커 노드 및 멀티캐스트 그룹과 연관된 프리픽스(prefix)를 특정한다. 시스템은 제 1 노드 상에 저장된 토폴로지 정보에 기초하여, 제 1 노드의 이웃들로부터 통보 조건을 충족하는 하나 이상의 다음 홉 이웃들을 선택하고, 하나 이상의 다음 홉 이웃들로 업데이트 메시지를 포워딩한다.

Description

콘텐트 중심 네트워크들에서 멀티 소스 멀티캐스팅을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MULTI-SOURCE MULTICASTING IN CONTENT-CENTRIC NETWORKS}

본 발명은 일반적으로, 콘텐트 중심 네트워크(content-centric network; CCN)에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 콘텐트 중심 네트워크들(CCNs)에서 다수의 소스들을 갖는 멀티캐스트 그룹들을 지원하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

인터넷 및 전자상거래의 확산은 계속해서 네트워크 산업에서 혁신적 변화들을 불러 일으킨다. 오늘날, 온라인 영화 뷰잉(viewing)으로부터 매일의 뉴스 전달, 소매 판매, 및 인스턴트 메시징(instant messaging)까지의 상당한 수의 정보 교환들이 온라인으로 행해진다. 증가하는 수의 인터넷 애플리케이션들이 또한 모바일(mobile)이 되고 있다. 그러나, 현재 인터넷은 대체로 위치 기반 어드레싱 방식으로 동작한다. 2개의 가장 흔한(ubiquitous) 프로토콜들, 즉 인터넷 프로토콜(IP) 및 이더넷 프로토콜은 둘 모두 종단 호스트(end-host) 어드레스들에 기초한다. 즉, 콘텐트의 소비자는, 전형적으로 물리적 객체 또는 위치와 연관되는 어드레스(예로서, IP 어드레스 또는 이더넷 매체 액세스 제어(MAC) 어드레스)로부터 콘텐트를 명시적으로 요청함으로써 콘텐트를 단지 수신할 수 있다. 이 제한적 어드레싱 방식은 변화무쌍한 네트워크 요구들을 충족시키기 위해 계속해서 더 부적절해지고 있다.

최근에, 정보 중심 네트워크(ICN) 아키텍처(architecture)들은, 콘텐트가 직접적으로 명명되고 어드레싱되는 산업에서 제안되었다. 콘텐트 중심 네트워킹(CCN), 일 예시적인 ICN 아키텍처는 콘텐트 전달에 새로운 방식을 가져왔다. 콘텐트가 이동하는 종단간(end-to-end) 대화들에서와 같은 애플리케이션 레벨에서 네트워크 트래픽으로 하여금 뷰잉되게 하는 대신에, 콘텐트는 그것의 고유한 이름에 기초하여 요청되거나 리턴되고, 네트워크는 제공자로부터 소비자로 콘텐트를 라우팅할 책임이 있다. 콘텐트가 텍스트, 이미지들, 비디오, 및/또는 오디오와 같은 임의의 형태의 데이터를 포함하는, 통신 시스템에서 전달될 수 있는 데이터를 포함함에 주의한다. 소비자 및 제공자는 ICN 내부 또는 외부에서 컴퓨터 또는 자동화 프로세스에서의 사람일 수 있다. 콘텐트의 일부분은 전체 콘텐트 또는 콘텐트의 각각의 부분을 언급할 수 있다. 예를 들면, 신문 항목은 데이터 패킷들로서 구현된 콘텐트의 다수의 부분들에 의해 표현될 수 있다. 콘텐트의 일부분은 또한, 인증 데이터, 생성 날짜, 콘텐트 소유자, 등과 같은 정보를 갖는 콘텐트의 부분을 설명하거나 증가시키는 메타데이터와 연관될 수 있다.

모든 ICN 아키텍처들의 핵심은 콘텐트의 이름 변환(resolution) 및 라우팅이고, 몇몇 접근법들이 제안되었다. 일부 ICN 아키텍처들에서, 데이터 객체들의 이름들은 디렉토리 서버들에 의해 어드레스들로 매핑되고, 그 다음 어드레스 기반 라우팅은 콘텐트 전달을 위해 사용된다. 그와 대조적으로, 복수의 ICN 아키텍처들은 콘텐트의 이름 기반 라우팅을 사용하고, 이는 이름 변환 및 콘텐트 라우팅을 통합시킨다. 이름 기반 라우팅을 통해, 라우터들(생성자들 또는 캐싱 사이트들) 중 일부는 명명된 데이터 객체들(NDO) 또는 공통 접두부를 공유하는 이름들을 갖는 객체들의 세트를 나타내는 이름 접두부들의 로컬 카피(local copy)들의 존재를 광고하고, 그들에 대한 루트(route)들이 확립되며; 콘텐트의 소비자들은 루트들을 따라 NDO 또는 이름 접두부 광고들을 발행한 라우터들로 포워딩(forwarding)되는 콘텐트 요청들을 발행한다.

다양한 ICN 아키텍처들 중에서, CCN은 콘텐트 요청들이 포워딩되는 루트들을 확립하기 위해 분산 라우팅 프로토콜들을 사용한다. CCN에서, 콘텐트 요청(소위 "관심")은 하나 또는 다수의 경로들을 통해 이름 접두부에 전송될 수 있다. CCN과 같은, 관심 기반 ICN 아키텍처들이 멀티캐스팅을 위해 "네이티브 지원(native support)"을 제공함이 입증되었다. 그러나, 이것은 관심들에서의 이름들이 멀티캐스트 그룹의 소스를 나타내면 단지 단일 소스 멀티캐스팅에 대해 사실이다.

본 발명의 하나의 실시예는 정보 중심 네트워크(ICN)에서 멀티캐스트 그룹과 연관된 라우팅 정보를 업데이트하기 위한 시스템을 제공한다. 동작 동안, ICN에서의 제 1 노드는 이웃 노드로부터 멀티캐스트 그룹에 대한 업데이트 메시지를 수신한다. 멀티캐스트 그룹은 루트 앵커 노드(root anchor node) 및 앵커 노드들보다 작은 이름을 가지는 루트 앵커 노드를 갖는 복수의 앵커 노드들을 포함한다. 업데이트 메시지는 멀티캐스트 그룹과 연관된 접두부 및 멀티캐스트 그룹의 루트 앵커 노드를 규정한다. 시스템은 제 1 노드 상에 저장된 토폴로지 정보에 기초하여, 제 1 노드의 이웃들로부터 통보 조건을 충족하는 하나 이상의 다음 홉 이웃들을 선택하고, 하나 이상의 다음 홉 이웃들로 업데이트 메시지를 포워딩한다.

이 실시예에 대한 일 변형에서, 통보 조건을 충족하는 다음 홉 이웃은 멀티캐스트 그룹의 앵커 노드이고, 앵커 노드의 모든 이웃들은 앵커 노드를 바람직한 앵커 노드로서 보고한다.

이 실시예에 대한 일 변형에서, 통보 조건을 충족하는 다음 홉 이웃은 앵커 노드들 중 적어도 하나에 최단 경로를 제공한다.

이 실시예에 대한 일 변형에서, 멀티캐스트 그룹에 가입(join)하도록 의도된 제 2 노드는 가입 요청을 생성한다. 시스템은 제 2 노드의 이웃을 순서화 조건에 기초하여 멀티캐스트 그룹의 루트 앵커에 대한 다음 홉 노드로서 선택한다. 루트 앵커 노드에 대한 제 2 노드의 다음 홉 노드는 루트 앵커 노드에 최단 경로를 제공한다. 시스템은 제 2 노드의 선택된 이웃으로 가입 요청을 포워딩한다.

또 다른 변형에서, 시스템은 루트 앵커 노드 또는 멀티캐스트 그룹의 앵커 노드로부터 전송된 가입 요청에 대한 응답을 수신한다. 응답은 제 2 노드에 대한 가입 요청의 역 경로를 가로지른다(traverse).

또 다른 변형에서, 시스템은 루트 앵커 노드, 앵커 노드들, 및 가입 요청을 수신하는 하나 이상의 라우터들을 포함하는 멀티지점 신장 트리(multipoint spanning tree)를 확립한다.

이 실시예에 대한 일 변형에서, 루트 앵커 노드 및 앵커 노드들은: 멀티캐스트 그룹의 소스들 및 멀티캐스트 그룹의 수신기들 중 하나이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 네트워크의 일 예시적인 아키텍처를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 라우터에서 유지된 일 예시적인 이웃 테이블을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 라우터에서 유지된 일 예시적인 라우팅 테이블을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 라우터에서 유지된 일 예시적인 멀티지점 라우팅 테이블을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, ICM을 구현하는 라우터의 일 예시적인 아키텍처를 제공하는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 일 예시적인 ICN에서 루트 앵커 업데이트들의 전파를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 일 예시적인 ICN에서 멀티 예시화된 목적지 신장 트리(MIDST)의 확립을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 정보 중심 멀티캐스팅을 위한 일 예시적인 시스템을 도시한 도면.
도면들에서, 유사한 참조 부호들은 동일한 도면 요소들을 언급한다.

본 발명의 실시예들은 정보 중심 네트워크들(ICNs)에서 다수의 소스들을 갖는 멀티캐스팅 그룹들을 지원하기 위한 정보 중심 멀티캐스팅(ICM) 시스템을 제공한다. 더 구체적으로, ICM은 멀티캐스트 그룹을 나타내는 각각의 이름 접두부에 대해 멀티 예시화된 목적지 신장 트리(MIDST)를 확립함으로써 멀티캐스트 그룹들에 대한 라우팅을 지원한다. 주어진 멀티캐스트 그룹의 모든 앵커들은 접두부에 대한 MIDST를 통해 접속된다. ICM은 소스 개시된 멀티캐스팅(SIM) 및 수신자 개시된 멀티캐스팅(RIM) 둘 모두를 지원할 수 있다.

링크 상태 콘텐트 라우팅(LCR) 시스템의 동작들을 설명하기 위해, 본 발명은 일례로서 CCN을 사용한다. 그러나, LCR 시스템의 동작들은 CCN으로 제한되지 않는다. 일반적으로, LCR은 임의의 다른 유형의 ICN 네트워크들에 적용될 수 있다.

CCN은 2개의 유형들의 메시지들을 사용한다: 관심들 및 콘텐트 객체들. 관심은 콘텐트 객체의, 또한 소위 "이름"인 계층적으로 구조화된 가변 길이 식별자(HSVLI)를 지니고, 그 객체를 위한 요청의 역할을 한다. 네트워크 요소(예로서, 라우터)가 동일한 이름에 대한 다수의 관심들을 수신하면, 그것은 그들 관심들을 집성할 수 있다. 매칭 콘텐트 객체를 갖는 관심의 경로를 따라 네트워크 요소는 그 객체를 캐싱(caching)하고 리턴시킬 수 있으며, 이는 관심을 만족시킨다. 콘텐트 객체는 관심의 근원(들)에 대한 관심의 역 경로를 따른다.

본 발명에서 사용된 용어들은 일반적으로, 다음과 같이 정의된다(그러나, 그들의 해석은 이러한 것으로 제한되지 않는다):

"HSVLI": 또한, 소위 이름인 계층적으로 구조화된 가변 길이 식별자. 그것은 가변 길이 옥텟 스트링(octet string)들일 수 있는 이름 구성요소들의 순서화된 목록이다. 인간 판독가능한 형태로, 그것은 ccnx:/path/part와 같은 포맷으로 표현될 수 있다. 또한, HSVLI는 인간 판독가능하지 않을 수 있다. 상기 언급된 바와 같이, HSVLI들은 콘텐트를 언급하고, 그들이 콘텐트에 대한 조직 구조들을 표현할 수 있으며 인간들에게 적어도 부분적으로 의미가 있는 것임이 바람직하다. HSVLI의 개별적인 구성요소는 임의의 길이를 가질 수 있다. 또한, HSVLI들은 명시적으로 제한된 구성요소들을 가질 수 있고, 바이트들의 임의의 시퀀스를 포함할 수 있으며, 인간 판독가능한 문자들로 제한되지 않는다. 가장 긴 접두부 매치 검색은 HSVLI들을 갖는 패킷들을 포워딩할 때 중요하다. 예를 들면, "/parc/home/bob"에서 관심을 나타내는 HSVLI는 "/parc/home/bob/test.txt" 및 "/parc/home/bob/bar.txt" 둘 모두에 매칭할 것이다. 이름 구성요소들의 수에 관한 가장 긴 매치는 최상으로 고려되는데, 이는 그것이 가장 특정하기 때문이다. HSVLI들의 상세한 설명들은 발명자들(Van L. Jacobson 및 James D. Thornton)에 의해 2009년 9월 23일에 출원된, 발명의 명칭이 "계층적으로 구조화된 가변 길이 식별자를 갖는 패킷을 포워딩하기 위한 시스템(SYSTEM FOR FORWARIDNG A PACKET WITH A HIERARCHICHALLY STRUCTURED VARIABLE-LENGTH IDENTIFIER)"인 미국 특허 번호 제 8,160,069 호에서 발견될 수 있다.

"관심": 콘텐트 객체를 위한 요청. 관심은 동일한 이름 접두부를 갖는 다수의 객체들 사이에서 선택하기 위해 사용될 수 있는 HSVLI 이름 접두부 및 다른 선택적 셀렉터(selector)들을 규정한다. 그 이름이 관심 이름 접두부(및 공개자 키-ID 매치와 같은 선택적으로 다른 요청된 파라미터들)에 매칭하는 임의의 콘텐트 객체는 관심을 만족시킨다.

"콘텐트 객체": 관심에 응답하여 전송된 데이터 객체. 그것은 암호 서명을 통해 함께 결속되는 HSVLI 이름 및 콘텐트 페이로드를 갖는다. 선택적으로, 모든 콘텐트 객체들은 콘텐트 객체의 SHA-256 다이제스트(digest)로 구성된 암시적 터미널(terminal) 이름 구성요소를 갖는다. 하나의 실시예에서, 암시적 다이제스트는 와이어 상으로 전달되지 않지만, 필요하다면 각각의 홉에서 계산된다. 본 발명에서, 용어 "콘텐트 객체" 및 용어 "명명된 데이터 객체(NDO)"는 교환가능하다.

"페이스(Face)": CCN에서, 용어 페이스는 인터페이스의 개념의 일반화이다. 페이스는 네트워크에 또는 직접적으로 애플리케이션 당사자에 대한 접속부일 수 있다. 페이스는 특정한 네트워크 인터페이스 상에서 방송 또는 멀티캐스트 패킷들을 전송 및 수신하도록, 또는 기초 전달에서 지점간 어드레싱을 사용하거나, 터널(예로서, TCP 터널)을 사용하여 패킷들을 전송하고 수신하도록 구성될 수 있다. 페이스는 또한, UDP와 같은 캡슐화 또는 OS 특정 프로세스 간 통신 경로를 통해, 동일한 기계 상에서 실행되는 단일 애플리케이션 프로세스에 대한 접속부일 수 있다. 모든 메시지들은 페이스를 통해 도달하고 페이스를 통해 전송된다. 본 발명에서, 용어 "이웃"은 용어 "페이스"와 상호교환가능하고, 이는 관심의 인입하거나 나가는 인터페이스를 언급한다.

"인스턴스(instance)": 본 발명에서, 용어 "인스턴스"는 멀티캐스트 그룹의 수신자 또는 소스를 언급하기 위해 사용될 수 있다.

"접두부": 본 발명에서, 용어 "접두부"는 특정 멀티캐스트 그룹의 이름 또는 멀티캐스트 그룹에 대한 이름 접두부를 언급하기 위해 사용될 수 있다.

"앵커": 본 발명에서, 용어 "앵커"는 로컬적으로 이용가능한 멀티캐스트 그룹의 인스턴스를 갖는다고 광고하는 라우터를 언급하기 위해 사용된다. 더 구체적으로, 접두부에 대응하는 콘텐트의 일부 또는 전부에 대해 광고하는 라우터(또는 노드)는 접두부의 앵커로서 언급된다.

전에 언급된 바와 같이, HSVLI는 콘텐트의 일부분을 나타내고, 계층적으로 구조화되며, 가장 일반적인 레벨로부터 가장 특정한 레벨로 순서화된 인접 구성요소들을 포함한다. 각각의 HSVLI의 길이는 고정되지 않는다. 종래의 IP 네트워크와 달리, 콘텐트 중심 네트워크들에서, 패킷은 HSVLI에 의해 식별될 수 있다. 예를 들면, "abcd/bob/papers/ccn/news"는 콘텐트의 이름일 수 있고 대응하는 패킷(들) 즉, "ABCD"로 명명된 조직에서 "Bob"으로 명명된 사용자에 대한 페이퍼들의 "ccn" 컬렉션(collection)으로부터 "news" 항목을 식별한다. 콘텐트의 일부분을 요청하기 위해, 노드는 콘텐트의 이름에 의해 그 콘텐트에서 관심을 표현(예로서, 방송)한다. 콘텐트의 일부분에서의 관심은 콘텐트의 이름 또는 식별자에 따른 콘텐트에 대한 질의일 수 있다. 네트워크에서 이용가능하면, 콘텐트는, 콘텐트를 저장하는 임의의 노드로부터 요청하는 노드에 다시 전송된다. 라우팅 인프라스트럭처는 아마도 정보를 가질 것 같은 장래 노드(prospective node)들로 관심을 지능적으로 전파하고 그 다음, 관심 메시지에 의해 가로질러진 역 경로를 따라 다시 이용가능한 콘텐트를 운반한다. 기본적으로, 콘텐트 객체는 관심 메시지에 의해 남겨진 브레드크럼(breadcrumb)들을 따르고 따라서, 요청하는 노드에 도달한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라, 네트워크의 일 예시적인 아키텍처를 도시한다. 이 예에서, 네트워크(180)는 노드들(100 내지 145)을 포함한다. 네트워크에서의 각각의 노드는 하나 이상의 다른 노드들에 결합된다. 네트워크 접속(185)은 이러한 접속의 일례이다. 네트워크 접속은 실선으로서 도시되지만, 각각의 라인은 또한, 하나의 노드를 또 다른 노드에 결합시킬 수 있는 서브 네트워크들 또는 수퍼 네트워크들을 표현할 수 있다. 네트워크(180)는 콘텐트 중심, 로컬 네트워크, 수퍼 네트워크, 또는 서브 네트워크일 수 있다. 이들 네트워크들 각각은, 하나의 네트워크에서의 노드가 다른 네트워크들에서의 노드에 도달할 수 있도록 상호접속될 수 있다. 네트워크 접속은 광대역, 무선, 전화, 위성, 또는 임의의 유형의 네트워크 접속일 수 있다. 노드는 컴퓨터 시스템, 사용자들을 표현하는 종단 지점, 및/또는 관심을 생성하거나 콘텐트를 발생시킬 수 있는 디바이스일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 소비자는 콘텐트의 일부분에 대한 관심을 생성할 수 있고 네트워크(180)에서의 노드로 그 관심을 포워딩할 수 있다. 콘텐트의 부분은 네트워크의 내부 또는 외부에 위치될 수 있는 공개자 또는 콘텐트 제공자에 의해 네트워크(180)에서의 노드에서 저장될 수 있다. 예를 들면, 도 1에서, 콘텐트의 일부분에서의 관심은 노드(105)에서 발생한다. 콘텐트가 노드에서 이용가능하지 않으면, 관심은 제 1 노드에 결합된 하나 이상의 노드들로 흐른다. 예를 들면, 도 1에서, 관심은 이용가능한 콘텐트를 갖지 않은 노드(115)로 흐른다(관심 흐름(150)). 다음, 관심은, 다시 콘텐트를 갖지 않은 노드(115)로부터 노드(125)까지 흐른다(관심 흐름(155)). 관심은 그 다음, 이용가능한 콘텐트를 갖는 노드(130)로 흐른다(관심 흐름(160)). 콘텐트 객체의 흐름은 그 다음, 그것이 콘텐트가 전달되는 노드(105)에 도달할 때까지 역으로 그것의 경로를 재추적한다(콘텐트 흐름들(165, 170, 및 175)). 인증과 같은 다른 프로세스들이 콘텐트의 흐름에 수반될 수 있다.

네트워크(180)에서, 콘텐트 소유자(노드(130))와 관심 생성 노드(노드(105)) 사이의 경로에서의 임의의 수의 중간 노드들(노드들(100 내지 145))은 콘텐트가 네트워크에 걸쳐 이동할 때, 콘텐트의 로컬 카피들을 캐싱하는 것에 참여할 수 있다. 캐싱은 로컬적으로 캐싱된 콘텐트에 대한 액세스를 암시적으로 공유함으로써 다른 가입자들에 근접하여 위치된 제 2 가입자에 대한 네트워크 부하를 감소시킨다.

인접 링크들의 상태 및 상이한 멀티캐스트 그룹들에 대한 수신기들의 존재를 명시하는 링크 상태 광고들(LSAs)을 대량으로 보내는(flooding) 각각의 노드에 의존하는 링크 상태 라우팅 접근법을 포함하는, 다양한 접근법들이 ICN들에서 멀티캐스팅을 지원하기 위해 제안되었다. 코어 기반 트리들(CBTs)은 또한, 각각의 멀티캐스트 소스로부터의 폭주 또는 연결된 멀티캐스트 그룹 수신기들을 갖는 그들 라우터들에 관한 정보의 폭주를 회피하는 멀티캐스트 라우팅 접근법으로서 도입되었다. CBT에서, 미리 정의된 노드는 멀티캐스트 그룹의 중개자로서의 역할을 하고 소위 그룹의 코어이다. 노드들은 모든 네트워크 노드들, 따라서 모든 가능한 코어들에 대한 루트들을 유지하고, 일부 외부 수단들에 의해 멀티캐스트 그룹 어드레스로부터 코어의 어드레스까지의 매핑을 학습한다. 멀티캐스트 그룹의 각각의 수신기는 모든 수신기들 및 코어를 신장시키는 공유된 멀티캐스트 트리를 확립하기 위해 그룹의 코어를 향해 가입 요청들을 전송한다. 소스들은 단순하게 코어를 향해 데이터 패킷들을 전송하고, 데이터 패킷들은 멀티캐스트 트리를 통해 멀티캐스트 그룹의 모든 수신기들에 전송된다. 또 다른 접근법, 프로토콜 독립 멀티캐스트(PIM)는 CBT와 유사하지만, 멀티캐스트 트리들은 단방향이고; 따라서, 소스들은 소위 집결 지점(rendezvous point; RP)인, 중개자 노드에 멀티캐스트 데이터를 전송해야 하고, 이것은 그 다음, 멀티캐스트 트리를 통해 데이터를 대량으로 보낸다.

다른 멀티캐스트 접근법들은 풀(pull) 기반 접근법 및 푸시(push) 기반 접근법을 포함한다. 풀 기반 접근법은 CCN 및 명명된 데이터 네트워킹(NDN)과 같은, 관심 기반 ICN 아키텍처들에서 채택된다. NDN 및 CCN이, 관심들이 요청된 콘텐트를 갖는 사이트를 향해 지향된 트리들을 따라 집성됨을 고려할 때 멀티캐스팅을 위해 네이티브 지원을 제공함이 입증되었다. 그러나, CCN 및 NDN은, 관심들이 요청된 멀티캐스트 소스의 이름을 명시하고 멀티캐스트 그룹 소스의 존재가 네트워크를 통해 광고된다고 가정하면, 단지 단일 소스 멀티캐스팅을 위해 효율적인 지원을 제공할 수 있다. 이 접근법은 많은 수의 소스들을 갖는 멀티캐스팅의 경우에 대해 제대로 효과가 없는데, 이는 각각의 멀티캐스트 소스가 네트워크에서 공지되어야 하고 각각의 이러한 소스에 대한 트리가 유지되어야 할 필요가 있기 때문이고, 이는 잘 스케일링(scaling)하지 않는다.

푸시 기반 멀티캐스트 접근법은 관심들에 기초하지 않는 다른 ICN 아키텍처들에 의해 채택되었다. 콘텐트 지향 공개/가입 시스템(COPSS)은 PIM 기반 접근법의 양호한 예이다. COPSS에서, 사용자들은 임의의 합법적인 콘텐트 이름일 수 있는 콘텐트 디스크립터(content descriptor; CD)를 갖는 콘텐트에 가입하고, 각각의 CD는 집결 지점(RP)과 연관된다. RP들의 수는 ICN 노드들의 수 만큼 클 수 있다. 라우터들은 IP 멀티캐스트와 동일한 기능을 제공하기 위해 CD 기반 가입 테이블을 유지하고, COPSS는 콘텐트 층에서 희소 모드 멀티캐스팅을 지원한다. RP들은 하나 이상의 공개자들로부터 콘텐트를 수신하고 멀티캐스트 그룹들을 위해 라우터들에 의해 확립된 멀티캐스트 트리들을 통해 그것을 전송한다. 그러나, 이러한 푸시 기반 멀티캐스팅 방식들은 특히, 멀티 소스 멀티캐스팅을 지원하는데 효율적이지 않을 수 있다.

본 발명의 실시예들은 관심 기반 ICN 아키텍처에서 멀티 소스 멀티캐스팅을 지원할 수 있고 PIM 기반 접근법들보다 효율적인 정보 중심 멀티캐스팅 시스템(ICM)을 제공한다. ICM 시스템의 동작은: (a) 각각의 네트워크 노드가 평면 또는 계층적 구조를 갖는 이름을 할당 받고; (b) 각각의 멀티캐스트 그룹이 고유한 이름에 의해 요청될 수 있고; (c) 멀티캐스트 그룹 이름들(MGNs)이 (HSVLI 기반 네이밍(naming)과 같은) 평면 또는 계층적 네이밍을 사용하여 표시될 수 있고, 동일한 네이밍 관례가 전체 시스템에 대해 사용되며; (d) 라우팅 프로토콜이 네트워크에서 광고된 각각의 멀티캐스트 그룹의 최근접(nearest) 인스턴스에 대한 적어도 하나의 루트를 각각의 라우터에 제공하기 위해 네트워크에서 동작한다고 가정한다.

ICM을 구현하기 위해, 라우터들은 링크 비용 테이블(LTⁱ), 이웃 테이블(NTⁱ) 또는 토폴로지 테이블(TTⁱ), 라우팅 테이블(RTⁱ), 및 멀티지점 라우팅 테이블(MRTⁱ)을 포함하는, 복수의 데이터 구조들을 유지한다. 링크 비용 테이블, 이웃/토폴로지 테이블, 및 라우팅 테이블이 ICN에서 실행되는 콘텐트 라우팅 프로토콜에 의해 제공되고, 멀티지점 라우팅 테이블이 ICM에 의해 구축됨에 주의한다.

라우터(i)에 대한 링크 비용 테이블(LTⁱ)은 라우터(i)로부터 그것의 이웃들 각각까지의 링크들의 비용을 열거한다. 본 발명에서, 라우터(i)로부터 라우터(k)까지의 링크는 (i,k)로서 표시되고, 링크의 비용은 lⁱ _k로서 표시된다. 일부 실시예들에서, 링크의 비용은 양수인 것으로 가정되고, 이는 관리상의 제약들 및 링크에 대해 라우터(i)에 의해 행해진 성능 측정들의 함수일 수 있다. 링크(i,k)에 대한 링크 비용 테이블에서의 엔트리는 이웃(k)의 이름 및 링크의 비용(lⁱ _k)을 포함한다.

이웃 테이블(NTⁱ)은 접두부들에 대한, 라우터(i) 및 그것의 이웃 라우터들을 포함하는, 세트(Nⁱ)에서의 각각의 라우터에 대한 라우팅 정보를 저장한다. 일부 실시예들에서, 접두부(j)에 관하여 라우터(k)에 대해 NTⁱ에 저장된 정보는

로 표시되고, 최근접 앵커에 대한 라우팅 정보 및 접두부의 루트 앵커로 구성된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 라우터에서 유지된 일 예시적인 이웃 테이블을 도시하는 도면을 제공한다. 도 2에서, 라우터(i)에 의해 유지된 이웃 테이블(200)은 이웃 라우터의 이름 및 접두부에 의해 인덱싱(indexing)된 복수의 엔트리들을 포함한다. 예를 들면, 엔트리(202)는 접두부(j)에 관하여 라우터(k)에 대한 정보를 포함한다. 엔트리(202)는 k에 의해 보고된 접두부(j)의 최근접 앵커에 대한 라우팅 정보를 포함하고, 상기 라우팅 정보는 접두부(j)를 저장하는 앵커(

), 이웃(k)으로부터 접두부(j)까지의 거리(

), 및 접두부(j)에 대해

에 의해 생성된 시퀀스 수(

)를 명시하는 3-튜플(tuple)이다. 엔트리(202)는 또한, 접두부(j)의 루트 앵커에 대한 라우팅 정보를 포함하고, 상기 라우팅 정보는 접두부(j)에 대한 루트 앵커(

), 이웃(k)으로부터 j의 이웃 루트 앵커까지의 거리(

), 및 접두부(j)에 대해

에 의해 생성된 시퀀스 수

를 식별하는 3-튜플이다. 접두부의 루트 앵커는 가장 작은 이름을 갖는 접두부의 앵커, 또는 가장 적은 사전식(lexicographic) 값이다. 본 발명에서, │i│는 이름(i)의 사전식 값을 나타낸다. 따라서, 각각의 라우터(i)에서 및 임의의 이웃에 대해,

, 및

이고, 여기서

는 접두부(i)에 대한 루트 앵커이다.

접두부(j)가 라우터(i)에서 로컬적으로 이용가능하면,

이고

이다. 이 경우에, 라우터(i)는 접두부(j)에 대해 그 자신의 최근접 앵커이지만, 접두부(j)에 대한 루트 앵커는 아닐 수 있다. 라우터(i)로부터 루트 앵커(

)까지의 거리는

이고, 여기서 s≠i는 라우터(i)에 의해 선택된 루트 앵커(

)에 대한 다음 홉이다. 라우터(i)가 접두부(j)에 대한 루트 앵커이면,

이다.

일부 실시예들에서, 이웃 테이블에 포함된 정보(NTⁱ)는, 네트워크가 링크 상태 정보에 기초하여 콘텐트 라우팅 프로토콜을 실행할 때 토폴로지 테이블(TTⁱ)로부터 얻어질 수 있다. 토폴로지 테이블(TTⁱ)은 각각의 라우터에 대한 각각의 이웃에 의해 보고되고 포워딩된 링크 상태 정보 및 각각의 공지된 접두부를 명시한다. 일부 실시예들에서, TTⁱ에 저장된 정보는 i로부터 각각의 이웃까지의 및 각각의 로컬적으로 이용가능한 접두부까지의 링크들 뿐만 아니라, 노드들 또는 이웃 라우터들에 의해 포워딩된 접두부들까지의 링크들을 포함한다.

라우터(i)에서 유지된 라우팅 테이블(RTⁱ)은 라우터(i)에서 공지된 각각의 접두부에 대한 라우팅 정보를 저장한다. 일부 실시예들에서, 라우팅 테이블은 접두부에 의해 인덱싱되는 복수의 엔트리들을 포함할 수 있다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 라우터에서 유지된 일 예시적인 라우팅 테이블을 도시하는 도면을 제공한다. 도 3에서, 라우터(i)에 의해 유지된 라우팅 테이블(300)은 복수의 엔트리들을 포함한다. 각각의 엔트리는 접두부의 이름, 접두부에 대한 라우팅 업데이트 정보, 접두부에 대한 유효 다음 홉 이웃들의 세트, 접두부에 대한 최단 거리를 제공하는 이웃, 및 임의의 다음 홉 이웃에 의해 보고된 각각의 상이한 유효 앵커에 대한 튜플을 저장하는 앵커 목록을 저장한다. 예를 들면, 엔트리(302)는 접두부(j), 라우팅 업데이트 정보(RUIⁱ _j), 접두부(j)에 대한 유효 다음 홉 이웃들의 세트(Sⁱ _j), 접두부(j)에 대한 최단 경로 이웃(

), 및 앵커 세트(Aⁱ _j)를 포함한다. 라우팅 업데이트 정보(RUIⁱ _j)는 라우터(i)로부터 접두부(j)까지의 현재 거리(

), j에 대한 최단 거리를 제공하는 이름들 중에서 가장 작은 이름을 가지는 접두부(j)의 앵커(

), 및 접두부(j)에 대한

에 의해 생성된 시퀀스 수(

)를 언급하는 3-튜플을 포함한다. 또 다른 세트(Aⁱ _j)는 임의의 다음 홉 이웃에 의해 보고된 각각의 상이한 유효 앵커에 대한 튜플

을 저장하고, 여기서 m은 앵커의 이름이며, sn(m)은 앵커(m)에 의해 보고된 시퀀스 수이다.

멀티지점 라우팅 테이블(MRTⁱ)은 접두부에 의해 인덱싱된 복수의 엔트리들을 포함하고, 라우터들 사이의 메시지들의 교환에 의해 업데이트된다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 라우터에서 유지된 일 예시적인 멀티지점 라우팅 테이블을 도시하는 도면을 제공한다. 도 4에서, 라우터(i)에 의해 유지된 멀티지점 라우팅 테이블(400)은 다수의 엔트리들을 포함한다. 각각의 엔트리는 접두부의 이름, 접두부에 대한 멀티지점 업데이트 정보, 및 접두부에 대한 MIDST에 가입한 이웃들의 목록을 포함한다. 예를 들면, 엔트리(402)는 접두부(j), 접두부(j)에 대한 멀티지점 업데이트 정보(MUIⁱ _j), 및 접두부(j)에 대한 MIDST에 가입한 이웃들의 세트(MIDSTⁱ _j)를 포함한다. 멀티지점 업데이트 정보(MUIⁱ _j)는 접두부(j)에 대한 루트 앵커(

), 루트 앵커까지의 거리(

), 및 접두부(j)에 대해

에 의해 생성된 시퀀스 수(

)를 명시하는 3-튜플이다.

각각의 라우터는 그것의 이웃들로부터 수신된 업데이트 메시지들 및 특정 MIDTSs들에 가입하기 위해 라우터들 사이에 교환된 시그널링 메시지들에 기초하여 그것의 멀티지점 라우팅 테이블을 업데이트한다.

일부 실시예들에서, 라우터(i)로부터 그것의 이웃(m)으로 전송된 업데이트 메시지는 라우터(i)의 이름, 메시지를 식별하기 위해 사용된 메시지 시퀀스 수(msnⁱ), 및 하나가, 업데이트되어질 필요가 있는 각각의 접두부에 대한 것인, 업데이트들의 목록을 포함할 수 있다. 라우터(i)에 의해 전송된 접두부(j)에 대한 업데이트는 Uⁱ _j로서 표시되고, 접두부(j)의 이름, j까지의 거리(

), 앵커

, 및 접두부(j)에 대해 앵커

에 의해 생성된 시퀀스 수(

)를 명시한다. 한편, 접두부(j)에 대해 라우터(i)에 의해 그것의 이웃(k)으로부터 수신된 업데이트 메시지는 Uⁱ _jk로서 표시될 수 있고, 접두부(j)의 이름, j까지의 거리(

), 앵커

, 및 접두부(j)에 대해 앵커

에 의해 생성된 시퀀스 수(

)를 명시한다.

ICM은 멀티 예시화된 목적지 신장 트리(MIDST)에 의한 멀티캐스트 그룹들에 대한 라우팅을 지원한다. 멀티캐스트 그룹들에 대응하는 주어진 접두부의 모든 앵커들은 접두부의 루트 앵커에서 루팅(rooting)되는, 접두부에 대한 MIDST를 통해 서로 접속된다. 일부 실시예들에서, MIDST는 루트 앵커와 동일한 그룹의 다른 앵커들 사이에 위치된 라우터들에 의해 단지 교환된 라우팅 업데이트들을 사용하여 확립된다.

접두부에 대한 MIDST는 분산 방식으로 확립될 수 있다. 더 구체적으로, 라우터가 루트 앵커인 것으로 간주하는 앵커보다 접두부에 대한 다수의 앵커들에 관해 아는 상기 라우터는 그것이 아는 다른 앵커들 각각에 바람직한 경로를 따라 루트 앵커에 관한 업데이트들을 전송한다. 루트 앵커에 관한 업데이트들을 수신하는 라우터들은 그들이 아는 다른 앵커들 각각에 그들의 바람직한 다음 홉들에 대한 그들 자신의 업데이트들을 전송한다. 이 방식으로, 루트 앵커에 관한 거리 업데이트들은 동일한 접두부의 모든 다른 앵커들로 전파된다. 루트 앵커에 관한 업데이트들은 루트 앵커와 다른 앵커들 사이의 바람직한 경로들에서 단지 그들 라우터들로 전파된다. 라우터(i)가 접두부(j)의 루트 앵커에 대한 그것의 라우팅 정보를 변화시키면, 그것은 루트 앵커 통보 조건(RNC)을 만족시키는 각각의 이웃에 대한 그것의 루트 앵커에 관한 업데이트를 스케줄링(scheduling)한다. RNC는, 라우터(i)가 다음 2개의 표현들이 단지 사실이면, 라우터(

)에 (3-튜플(

)을 포함하는) 멀티지점 업데이트를 전송한다고 명시한다:

표현 (1):

; 및

표현 (2):

｜i｜는 이름(i)의 사전식 값을 나타냄에 주의한다.

표현 (1)은, 라우터(k)가 라우터(i)에 의해 뷰잉된 동일한 루트 앵커를 그것의 앵커 또는 루트 앵커로서 보고하지 않았음을 나타낸다. 표현 (2)는, 라우터(i)가 i가 앵커이고 모든 그것의 이웃들이 i를 그들의 선택된 앵커로서 보고하거나, k가 루트 앵커가 아닌 앵커에 대한 사전식으로 적은 다음 홉이면, 라우터(k)로 루트 앵커에 관한 업데이트를 포워딩함을 나타낸다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, ICM을 구현하는 라우터의 일 예시적인 아키텍처를 제공하는 도면을 제공한다. 도 5에서, ICM 라우터(500)는 이웃 테이블 모듈(502), 라우팅 테이블 모듈(504), 멀티지점 라우팅 테이블 모듈(506), 업데이트 수신 모듈(508), 이웃 선택 모듈(510), 포워딩 모듈(512), 요청 생성 모듈(514), 및 응답 수신 및 프로세싱 모듈(516)을 포함한다.

이웃 테이블 모듈(502)은 이웃 테이블을 유지하고 업데이트할 책임이 있다. 라우팅 테이블 모듈(504)은 라우팅 테이블을 유지하고 업데이트할 책임이 있다. 이전에 논의된 바와 같이, 이웃 테이블 및 라우팅 테이블에 포함된 정보 및 이들 2개의 테이블들의 업데이팅은 네트워크에서 실행되는 콘텐트 라우팅 프로토콜에 의해 취급된다. 본 발명의 범위는 사용된 특정 콘텐트 라우팅 프로토콜에 의해 제한되지 않는다. 일부 실시예들에서, 거리 기반 콘텐트 라우팅(DCR) 프로토콜은 ICN에서의 콘텐트 라우팅을 위해 사용된다.

멀티지점 라우팅 테이블 모듈(506)은 멀티지점 라우팅 테이블을 유지하고 업데이트할 책임이 있다. 일부 실시예들에서, 라우터는 접두부들의 앵커들 및/또는 루트 앵커에 관한 업데이트 메시지들 및 라우터들 사이에 교환된 "가입" 메시지들에 기초하여 멀티지점 라우팅 테이블에서의 엔트리들을 업데이트한다.

업데이트 수신 모듈(508)은 루트 앵커 업데이트들을 수신할 책임이 있다. 수신된 업데이트는 멀티지점 라우팅 테이블 모듈이 루트 앵커에 관한 정보를 포함하는 멀티지점 라우팅 테이블을 업데이트하는 것을 야기할 수 있다. 이웃 선택 모듈(510)은 루트 앵커 업데이트를 포워딩하기 위한 이웃들을 선택할 책임이 있고; 포워딩 모듈(512)은 루트 앵커 업데이트를 포워딩할 책임이 있다. 일부 실시예들에서, 포워딩 모듈(512)은 또한, 루트 앵커에 관해 로컬적으로 발생한 업데이트들을 포워딩할 책임이 있다. 이웃 선택 모듈(510)은 라우터에 저장된 정보(링크 비용 테이블, 이웃 테이블, 및 멀티지점 라우팅 테이블과 같은)에 기초하여, 특정한 접두부의 루트 앵커 업데이트를 포워딩하기 위한 하나 이상의 라우터들을 선택한다. 일부 실시예들에서, 이웃 선택 모듈(510)은 RNC 조건을 충족하는 이웃들의 세트를 선택하고, 포워딩 모듈(512)은 선택된 이웃들로 루트 앵커 업데이트를 포워딩한다. 네트워크에 멀티캐스팅하기 위한 시그널링 패킷들이 폭주하는 다른 접근법들과 비교하여, 본 발명의 실시예들에서, 업데이트들이 단지, 네트워크들에서 하나의 서브세트의 라우터들 사이에서 교환됨에 주의한다. 실제로, 업데이트들은 단지, 동일한 멀티캐스트 그룹에서의 앵커들이거나 루트 앵커와 다른 앵커들 사이에 위치되는 중계 앵커들인 라우터들에 전송된다.

요청 생성 모듈(514)은 "가입" 요청들을 생성할 책임이 있다. 더 구체적으로, 라우터가 소스 또는 수신기로서, 멀티캐스트 그룹에 가입하기를 원할 때, 요청 생성 모듈(514)은 "가입" 요청을 생성한다. 일부 실시예들에서, "가입" 요청은 멀티캐스트 그룹의 이름 및 루트 앵커의 이름을 포함한다. 이러한 "가입" 요청의 생성 시에, 이웃 선택 모듈(510)은 접두부의 루트 앵커에 대한 라우터의 다음 홉 이웃들 중에서, 가장 적은 사전식 값을 갖는 이웃을 선택한다. 일부 실시예들에서, 라우터는, 이웃이 루트 앵커 순서화 조건(ROC)을 충족하는지의 여부에 기초하여 루트 앵커에 대한 그것의 다음 홉 이웃들로서 하나의 이웃을 선택한다. 더 구체적으로, ROC는, 라우터(i)가 다음 3개의 표현들이 단지 사실이면, 접두부(j)에 대한 그것의 다음 홉 이웃으로서 이웃(k∈Nⁱ)을 선택할 수 있음을 명시한다:

표현 (3):

;

표현 (4):

; 및

표현 (5):

.

표현 (3)이, 이웃(k)에 의해 보고된 루트 앵커가 라우터(i)에 의해 공지된 접두부(j)의 모든 앵커들 중에서 가장 작은 이름을 가짐을 명시하고; 표현 (4)가, 이웃(k)가 모든 이웃들 중에서 루트 앵커에 대한 최단 거리를 제공해야 함을 명시하며; 표현 (5)가 루트 앵커까지의 거리 및 루트 앵커에 의해 생성된 시퀀스 수에 기초하여 루트 앵커에 대한 그것의 선택된 다음 홉을 갖는 라우터(i)를 순서화함에 주의한다. 더 구체적으로, 표현 (5)는 선택된 다음 홉(k)이 i의 시퀀스 수보다 루트 앵커에 의해 생성된 더 큰 시퀀스 수를 보고해야 하거나, 루트 앵커에 대한 더 짧은 거리를 제공해야함을 명시한다.

이러한 "가입" 요청의 수신 시에, 라우터는 ROC에 따라 루트 앵커에 대한 그것의 사전식으로 가장 적은 다음 홉으로 이러한 요청을 포워딩한다. 이 방식으로, "가입" 요청은, 그것이 이미 멀티캐스트 그룹의 MIDST의 부분인 루트 앵커 또는 라우터(x)에 도달할 때까지, 접두부의 루트 앵커를 향해 경로를 가로지른다. 일부 실시예들에서, "가입" 요청을 수신하고 포워딩하는 각각의 라우터는 유한 시간 기간 동안 요청에 대한 엔트리를 저장한다. 또 다른 실시예들에서, 요청에 대한 엔트리는 CCN에서의 미결 관심 테이블과 유사한 데이터 구조로 유지된다. 이러한 엔트리는 "가입" 요청이 수신된 이웃을 나타내고, 따라서 "가입" 요청에 대한 응답이 "가입" 요청의 역 경로를 가로지르는 것을 가능하게 한다. 응답 수신 및 프로세싱 모듈(516)은 "가입" 요청에 대한 응답을 수신하고 프로세싱할 책임이 있다. 일단 이러한 응답이 프로세싱되면, 라우터는 접두부에 대한 MIDST의 부분이 된다. 알 수 있는 바와 같이, 라우터들이 단지, ROC를 충족하는 그들의 이웃들로 "가입" 요청을 포워딩하기 때문에, 훨씬 더 적은 라우터들 및 링크들이 멀티캐스트 그룹의 MIDST를 확립하기 위해 필요한 시그널링에서 사용된다. 더 구체적으로, 루트 앵커에 대한 바람직한 경로들의 부분인 링크들보다, 루트 앵커와 접두부의 또 다른 앵커 사이의 최단 경로들을 따르는 단지 그들 라우터들이 "가입" 요청의 전파에 참여할 수 있다. 이러한 프로세스는 모든 라우터들이 미리 정의된 루트 앵커에 대한 루트들을 가져야 하는, 공유된 멀티캐스트 트리들 또는 집결 지점(RP) 기반 멀티캐스트 트리들을 구축하는 전통적인 접근법보다 효율적이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 일 예시적인 ICN에서 루트 앵커 업데이트들의 전파를 도시한다. 도 6에서, 네트워크(600)는 20개의 라우터들을 포함하고, 각각은 라우터들(a, c, r,...,x, 및 y)과 같은, 그것의 이름에 의해 식별된다. 도 6에 도시된 예에서, 4개의 라우터들(도면에서 음영된 라우터들(c, d, u, 및 o))은 특정한 멀티캐스트 그룹(mg)에 대한 앵커들의 역할을 한다. 이들 라우터들은 mg의 앵커들인데, 이는 그들이 mg의 멀티캐스팅 모달리티(modality)에 의존하여, mg의 연결된 소스들 또는 연결된 수신기들을 갖기 때문이다. 4개의 앵커들 중에서, 앵커(c)는 가장 적은 사전식 값을 갖고, 루트 앵커이다. 도 6에서, 각각의 링크가 단위 비용을 갖는다고 가정됨에 주의한다.

도 6에서, 하나 이상의 튜플들은 각각의 라우터 다음에 사전식 순으로 열거되고, 여기서 각각의 튜플은 mg의 앵커까지의 거리 및 그 앵커의 식별자를 명시한다. 목록에서의 제 1 튜플은 mg에 대한 가장 작은 거리 및 그 동일한 거리에서의 모든 앵커들 중에서 가장 작은 이름을 갖는 앵커를 명시한다. 예를 들면, 3개의 튜플들은 라우터(p) 다음에 열거되고, 이는 라우터(p)로부터 앵커(o)까지의 거리가 1(1 홉), 앵커(u)까지의 거리가 1(1 홉), 및 앵커(d)까지의 거리가 2(2 홉들)임을 명시한다. 즉, 라우터(p)로부터 접두부의 앵커까지의 가장 작은 거리는 1이고, 이러한 가장 작은 거리는 앵커(o)에 대한 것이다. 라우터(p)로부터 앵커들(o 및 u)까지의 거리들이 모두 1일지라도, 앵커(o)는 바람직한 앵커로서 열거되는데, 이는 그것이 u보다 적은 사전식 값을 갖기 때문임에 주의한다. 라우터(h) 다음에 열거된 2개의 튜플들이 존재하고, 이는 라우터(h)로부터 앵커(c)까지의 거리가 2(2 홉들)이고, 앵커(u)까지의 거리가 2(2 홉들)임을 명시한다. 유사하게, 거리가 동일할지라도, 앵커(c)가 라우터(u)보다 적은 사전식 값을 갖기 때문에, 앵커(c)는 제 1 튜플로 열거되고, 상기 제 1 튜플은 앵커(c)가 라우터(h)에 대한 바람직한 앵커임을 나타낸다.

도 6에서, 화살표들은 라우터들의 정보 포워딩 베이스(FIB)에서의 엔트리들에 따라 상기 2개의 라우터들 사이의 인터페이스들의 방향을 나타낸다. 예를 들면, 라우터(p)로부터 라우터(u)까지 가리키는 화살표는, 라우터(p)에 의해 유지된 FIB에서, 라우터(u)가 이름 접두부를 갖는 관심(mg)을 위한 나가는 페이스임을 나타낸다. 한편, 라우터(u)에 의해 유지된 FIB에서, 라우터(p)는 이름 접두부를 갖는 관심(mg)을 위한 인입하는 페이스이다. 예시적인 목적들을 위해, 도 6은 특정한 앵커 및 동일한 컬러를 가지는 그 특정한 앵커에 대한 바람직한 다음 홉들로 컬러 코딩된다. 즉, 앵커의 컬러를 갖는 화살표는 대응하는 링크가 앵커에 대한 바람직한 다음 홉(즉, 사전식으로 가장 적은 다음 홉)임을 나타낸다. 예를 들면, 링크(w,b)는 청색이고, 이는 라우터(b)가 라우터(w)에 대해 앵커(c)(또한, 청색)에 대한 바람직한 다음 홉임을 나타내고; 링크(m,r)는 녹색이고, 이는 라우터(r)가 라우터(m)에 대해 앵커(d)(또한, 녹색)에 대한 바람직한 다음 홉임을 나타낸다. 검은 화살표들은 앵커들에 대한 바람직하지 않은 다음 홉들을 나타낸다. 예를 들면, 링크(m,i)는 검은색이고, 이는 라우터(i)가 앵커(o)에 대한 다음 홉임을 나타내지만, o가 더 큰 사전식 값을 갖기 때문에, 이 링크는 바람직한 링크가 아니다.

도 6에서, 루트 앵커(라우터(c))는 청색이고, 점선 화살표들 및 청색 화살표들은 mg의 루트 앵커인 c에 관한 업데이트들이 c로부터 멀어지는 방향으로 전파하는 그들 링크들을 나타낸다. 업데이트들의 전파들이 RNC에 머무를 필요가 있음에 주의한다. 예를 들면, 라우터(b)는 e로 루트 앵커 업데이트를 전파하는데, 이는 그것이 앵커(o)를 향한 b에 대한 최선의 선택이기 때문이고, 라우터(g)는 u로 루트 앵커 업데이트를 전파하는데, 이는 그것이 앵커(u)에 대한 최선의 선택이기 때문이다. 라우터(o)는, c가 모든 그것의 이웃들로 mg의 루트 앵커임을 명시하는 업데이트를 전파하는데, 이는 그것이 o를 그들의 바람직한 앵커로서 보고하는 모든 그것의 이웃들을 갖는 앵커이기 때문이다. 이들이 RNC의 표현 (2)에 의해 규정됨에 주의한다. 알 수 있는 바와 같이, RNC 때문에, 접두부의 루트 앵커에 관한 업데이트들은 접두부의 모든 다른 앵커들에 도달할 수 있다. 그러나, 도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 일부 라우터들(라우터들(r 및 m)이 청색 또는 점선 화살표들에 접속되지 않을 때의, 상기 라우터들(r 및 m)과 같은)은 루트 앵커(c)에 관한 업데이트들의 전파에 참여할 필요가 없고, c를 앵커로서 갖는 mg에 관한 업데이트들을 수신할 수 없다. 이것은, 업데이트들이 전체 네트워크에 대량으로 보내져야 하는 전통적인 접근법들과 비교하여 이롭다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 일 예시적인 ICN에서 멀티 예시화된 목적지 신장 트리(MIDST)의 확립을 도시한다. 도 7에 도시된 네트워크는 도 6에 도시된 동일한 네트워크(600)이고, 20개의 라우터들을 포함하며, 각각은 라우터들(a, c, r,..., 및 y)과 같은, 그것의 이름들에 의해 식별된다. 이전에 논의된 바와 같이, 앵커(u)와 같은, 앵커가, 그 루트 앵커가 c인 멀티캐스트 그룹(mg)에 가입하기를 원할 때, 그것은 c에 대한 그것의 사전식으로 가장 적은 다음 홉에 "가입" 요청을 전송할 필요가 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 라우터(u)는, 라우터들(e 및 b)을 통해 루트 앵커(c)로 요청을 포워딩하는 라우터(g)에 "가입" 요청을 전송할 수 있다. 유사하게, 다른 앵커들(d 및 o)은 또한, mg의 MIDST에 가입하기 위해 루트 앵커(c)를 향해 그들의 "가입" 요청을 전송한다. 예를 들면, 라우터(o)는 c를 향해 "가입" 요청을 전송할 수 있고, 이러한 요청이 이미 MIDST에 있는 u에 도달할 때, 응답은 o에 다시 전송되어, "가입" 요청의 역 경로를 가로지를 것이다. 경로 상의 라우터들은 MIDST의 부분이 된다. 도 7에서, 접두부(mg)에 대한 MIDST를 구성하는 링크들은 오렌지색 실선들에 의해 표시되고, 접두부(mg)에 대한 멀티지점 데이터 트래픽은 그들 링크들의 양방향들로 흐를 수 있다.

멀티캐스트 그룹을 위해 채택된 멀티캐스팅 모달리티(SIM 또는 RIM)에 의존하여, MIDST는 ICM의 구현에서 상이하게 사용될 수 있다.

소스 개시된 멀티캐스트(SIM)에서, 멀티캐스트 그룹의 소스들은 네트워크에서의 그들의 존재를 광고하고 수신기들은 소스들의 그룹에 가입하려고 시도한다. 멀티캐스트 그룹의 앵커들은 그룹의 소스들일 수 있다. 멀티캐스트 그룹의 각각의 소스는 멀티캐스트 그룹 관리 프로토콜(MGMP)을 사용하여 연결된 라우터에 그의 존재를 광고하고, 상기 멀티캐스트 그룹 관리 프로토콜은 그것이 사용되는 ICN 아키텍처에 의존하여, 관심 기반 시그널링 또는 푸시 기반 시그널링을 사용하여 구현될 수 있다. 멀티캐스트 소스로부터 그것의 연결된 라우터로 전송된 MGMP 메시지는 멀티캐스트 그룹의 이름, 그룹의 소스로서 동작하는 요청자로 SIM을 실행하기 위한 요청, 및 선택적 속성들을 명시한다. 일부 실시예들에서, 속성들은 라우터에, 소스가 활성으로 유지할 시간의 길이를 통지하는 삭제 타이머를 포함할 수 있다. 멀티캐스트 그룹의 이름은, 멀티캐스트 그룹이 SIM 모달리티로 동작한다는 사실을 나타낸다. 멀티캐스트 그룹의 소스들이 연결된 라우터들로 하여금 이름에 의해 그룹의 존재를 광고하게 하는 것을 고려할 때, 멀티캐스트 소스들에 연결된 라우터들은 멀티캐스트 그룹의 앵커들이다.

라우터들은 멀티캐스트 그룹의 최근접 소스들에 대한 라우팅을 제공하기 위해, DCR과 같은 콘텐트 라우팅 프로토콜을 사용하고, ICM은 멀티캐스트 그룹의 MIDST를 구축하고 유지한다. 결과로 발생하는 MIDST는 멀티캐스트 그룹의 모든 소스들을 접속시킨다. 그룹의 모든 멀티캐스트 소스들로부터 콘텐트를 수신하기 위해, 수신기는 단순하게, 멀티캐스트 그룹의 이름을 명시하는 관심을 그것의 연결된 라우터에 전송한다. 결과적으로, 라우터는 멀티캐스트 그룹의 최근접 공지된 앵커를 향해 관심을 전송한다. 멀티캐스트 그룹으로부터의 콘텐트는 관심에 의해 가로질러진 역 경로를 통해 전달된다. 멀티캐스트 그룹의 소스에 연결된 라우터는 그룹에 대한 관심을 제출한 각각의 이웃으로 뿐만 아니라, 멀티캐스트 그룹에 대해 생성된 MIDST의 멤버인 각각의 이웃으로 콘텐트를 포워딩한다. 결과적으로, 수신기들은, 그들이 관심을 명시한 멀티캐스트 그룹의 모든 소스들로부터 콘텐트를 얻을 수 있다. ICM의 SIM 모달리티는 NDN 및 CCN에서 이용가능한 단일 소스 멀티캐스트 지원의 단순한 연장을 구현하기 위해 사용될 수 있다. 각각의 수신기가 각각의 멀티캐스트 소스에 대한 관심들을 전송해야하는 대신에, 수신기는 단순하게, 멀티캐스트 그룹의 모든 소스들로부터 콘텐트를 요청하는 관심들을 전송하고, 상기 콘텐트는 이러한 관심들에서의 이름에 의해 표시된다. 수신기들에 멀티캐스트 콘텐트에 대한 관심을 제출하도록 요구하는 것은 푸시 기반 접근법만큼 효율적이지 않음에 주의한다. ICM은 다수의 데이터 객체들을 도출하는 장기간 관심들을 정의함으로써 CCN 및 NDN에서 더 효율적으로 사용될 수 있다.

수신자 개시된 멀티캐스트(RIM)에서, 멀티캐스트 그룹의 수신자들은 네트워크에서의 그들의 존재를 광고하고 소스는 그룹의 최근접 수신기들을 향해 콘텐트를 전송한다. RIM에서의 멀티캐스트 그룹의 앵커들은 그룹의 수신기들이다. 멀티캐스트 그룹의 각각의 수신기는 멀티캐스트 그룹 관리 프로토콜(MGMP)을 사용하여 연결된 라우터에 그의 존재를 광고한다. 멀티캐스트 수신기로부터 그것의 연결된 라우터로 전송된 MGMP 메시지는 멀티캐스트 그룹의 이름, 그룹의 수신기로서 동작하는 요청자로 RIM 모달리티를 실행하기 위한 요청, 및 선택적 속성들을 명시한다. 일부 실시예들에서, 속성들은 라우터에, 소스가 활성으로 유지할 시간의 길이를 통지하는 삭제 타이머를 포함할 수 있다. 멀티캐스트 그룹의 이름은, 멀티캐스트 그룹이 RIM 모달리티를 사용하여 동작한다는 사실을 나타낸다. 멀티캐스트 수신기들에 연결된 라우터들은 멀티캐스트 그룹의 앵커들이다. 라우터들은 멀티캐스트 그룹의 최근접 소스들에 대한 라우팅을 제공하기 위해, DCR과 같은 콘텐트 라우팅 프로토콜을 사용하고, ICM은 라우팅 프로토콜에 의해 제공된 최근접 인스턴스 라우팅 정보를 사용하여 멀티캐스트 그룹의 MIDST를 구축하고 유지한다. 결과로 발생하는 MIDST는 멀티캐스트 그룹의 모든 수신기들을 접속시킨다. 그룹의 멀티캐스트 수신기들에 콘텐트를 전송하기 위해, 소스는 단순하게, 그것의 연결된 라우터에 콘텐트를 전송하고, 결과적으로 최근접 인스턴스 라우팅 정보에 기초하여 그룹의 최근접 앵커에 콘텐트를 전송한다. 콘텐트를 수신하는 그룹의 제 1 앵커 또는 멀티캐스트 그룹의 MIDST에서의 라우터는 MIDST를 통해 그것을 방송한다. 결과적으로, 멀티캐스트 그룹의 모든 수신기들은 임의의 하나의 소스로부터 콘텐트를 얻는다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 정보 중심 멀티캐스팅을 위한 일 예시적인 시스템을 도시한다. 정보 중심 멀티캐스팅을 위한 시스템(800)은 프로세서(810), 메모리(820), 및 저장장치(830)를 포함한다. 저장장치(830)는 전형적으로, 상기 언급된 방법들을 수행하기 위해 메모리(820)에 로딩되고 프로세서(810)에 의해 실행될 수 있는 지시들을 저장한다. 하나의 실시예에서, 저장장치(830)에서의 지시들은 이웃 테이블 모듈(832), 라우팅 테이블 모듈(834), 멀티지점 라우팅 테이블 모듈(836), 업데이트 수신 모듈(838), 이웃 선택 모듈(840), 포워딩 모듈(842), 요청 생성 모듈(844), 및 응답 수신 및 프로세싱 모듈(846)을 구현할 수 있고, 그들 모두는 다양한 수단들을 통해 서로 통신할 수 있다.

일부 실시예들에서, 모듈들(832 내지 846)은 부분적으로 또는 전적으로 하드웨어에서 구현될 수 있고 프로세서(810)의 부분일 수 있다. 게다가, 일부 실시예들에서, 시스템은 별개의 프로세서 및 메모리를 포함하지 않을 수 있다. 대신에, 그들의 특정 업무들을 수행하는 것에 더하여, 모듈들(832 내지 846)은 별개로 또는 협력하여, 일반 또는 특정 목적 계산 엔진들의 부분일 수 있다.

저장장치(830)는 프로세서(810)에 의해 실행될 프로그램들을 저장한다. 구체적으로, 저장장치(830)는 정보 중심 멀티캐스팅을 위한 시스템(애플리케이션)을 구현하는 프로그램을 저장한다. 동작 동안, 애플리케이션 프로그램은 저장장치(830)로부터 메모리(820)로 로딩되고 프로세서(810)에 의해 실행될 수 있다. 결과적으로, 시스템(800)은 상기 설명된 기능들을 수행할 수 있다. 시스템(800)은 (터치스크린 디스플레이일 수 있는) 선택적 디스플레이(880), 키보드(860), 및 포인팅 디바이스(870)에 결합될 수 있고, 또한 하나 이상의 네트워크 인터페이스들을 통해 네트워크(882)에 결합될 수 있다.

상기 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 설명된 데이터 구조들 및 코드는 전형적으로, 컴퓨터 시스템에 의해 사용하기 위해 코드 및/또는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 디바이스 또는 매체일 수 있는 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 상에 저장된다. 컴퓨터 판독가능한 저장 매체는 휘발성 메모리, 비 휘발성 메모리, 디스크 드라이브들, 자기 테이프, 콤팩트 디스크들(CDs), 디지털 다기능 디스크들 또는 디지털 비디오 디스크들(DVDs)과 같은 자기 및 광학 저장 디바이스들, 또는 이제 공지되거나 이후에 개발된 컴퓨터 판독가능한 매체들을 저장할 수 있는 다른 매체들을 포함하지만, 그들로 제한되지 않는다.

상기 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 섹션에서 설명된 방법들 및 프로세스들은 상기 설명된 바와 같은 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 저장될 수 있는 코드 및/또는 데이터로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 시스템이 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 상에 저장된 코드 및/또는 데이터를 판독하고 실행할 때, 컴퓨터 시스템은 데이터 구조들 및 코드로서 구현되고 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 내에 저장된 방법들 및 프로세스들을 수행한다.

또한, 본 명세서에서 설명된 방법들 및 프로세스들은 하드웨어 모듈들 또는 장치에 포함될 수 있다. 이들 모듈들 또는 장치는 주문형 반도체(application-specific integrated circuit; ASIC) 칩, 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이(FPGA), 특정한 시간에서 특정한 소프트웨어 모듈 또는 코드의 일부분을 실행하는 전용 또는 공유된 프로세서, 및/또는 이제 공지되거나 이후에 개발된 다른 프로그래밍가능한 로직 디바이스들을 포함할 수 있지만, 그들로 제한되지 않는다. 하드웨어 모듈들 또는 장치가 활성화될 때, 상기 하드웨어 모듈들 또는 장치는 그들 내에 포함된 방법들 및 프로세스들을 수행한다.

Claims

정보 중심 네트워크(ICN)에서 멀티캐스트 그룹과 연관된 라우팅 정보를 업데이트하기 위한 컴퓨터 실행가능한 방법에 있어서:
상기 ICN에서의 제 1 노드에 의해, 이웃 노드로부터 상기 멀티캐스트 그룹에 대한 업데이트 메시지를 수신하는 단계로서, 상기 멀티캐스트 그룹은 루트 앵커 노드(root anchor node) 및 복수의 앵커 노드들을 포함하되, 상기 루트 앵커 노드는 상기 앵커 노드들보다 작은 이름을 갖는, 상기 업데이트 메시지는 상기 멀티캐스트 그룹의 루트 앵커 노드 및 상기 멀티캐스트 그룹과 연관된 프리픽스(prefix)를 특정하는, 상기 업데이트 메시지를 수신하는 단계;
상기 제 1 노드 상에 저장된 토폴로지 정보에 기초하여, 상기 제 1 노드의 이웃들로부터 통보 조건을 충족하는 하나 이상의 다음 홉 이웃(next-hop neighbor) 들을 선택하는 단계; 및
상기 하나 이상의 다음 홉 이웃들로 상기 업데이트 메시지를 포워딩(forwarding)하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 실행가능한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 통보 조건을 충족하는 다음 홉 이웃은 상기 멀티캐스트 그룹의 임의의 앵커 노드이고, 상기 앵커 노드의 모든 이웃들은 상기 앵커 노드를 선순위(preferred) 앵커 노드로서 보고하는, 컴퓨터 실행가능한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 통보 조건을 충족하는 다음 홉 이웃은 상기 앵커 노드들 중 적어도 하나로의 최단 경로를 제공하는, 컴퓨터 실행가능한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 멀티캐스트 그룹에 가입(join)하도록 의도된 제 2 노드에 의해, 가입 요청을 생성하는 단계;
상기 제 2 노드의 이웃을 순위 조건에 기초하여 상기 멀티캐스트 그룹의 루트 앵커에 대한 다음 홉 노드로서 선택하는 단계로서, 상기 루트 앵커 노드에 대한 상기 제 2 노드의 다음 홉 노드는 상기 루트 앵커 노드로의 최단 경로를 제공하는, 상기 제 2 노드의 이웃을 다음 홉 노드로서 선택하는 단계; 및
상기 제 2 노드의 선택된 이웃으로 상기 가입 요청을 포워딩하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터 실행가능한 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 멀티캐스트 그룹의 임의의 앵커 노드 또는 상기 루트 앵커 노드 로부터 발송된 상기 가입 요청에 대한 응답을 수신하는 단계를 더 포함하고,
상기 응답은 상기 제 2 노드로의 상기 가입 요청의 역 경로를 횡단하는(traverse), 컴퓨터 실행가능한 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 루트 앵커 노드, 상기 앵커 노드들, 및 상기 가입 요청을 수신하는 하나 이상의 라우터들을 포함하는 멀티지점 신장 트리(multipoint spanning tree)를 수립하는 단계를 더 포함하는, 컴퓨터 실행가능한 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 루트 앵커 노드 및 상기 앵커 노드들은:
상기 멀티캐스트 그룹의 소스들; 및
상기 멀티캐스트 그룹의 수신기들 중 하나인, 컴퓨터 실행가능한 방법.
컴퓨팅 디바이스에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨팅 디바이스로 하여금 정보 중심 네트워크(ICN)에서 멀티캐스트 그룹과 연관된 라우팅 정보를 업데이트하기 위한 방법을 수행하도록 하는 지시들을 저장하는 비 일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 있어서,
상기 방법은:
상기 ICN에서의 제 1 노드에 의해, 이웃 노드로부터 상기 멀티캐스트 그룹에 대한 업데이트 메시지를 수신하는 단계로서, 상기 멀티캐스트 그룹은 루트 앵커 노드 및 복수의 앵커 노드들을 포함하되, 상기 루트 앵커 노드는 상기 앵커 노드들 보다 작은 이름을 갖는, 상기 업데이트 메시지는 상기 멀티캐스트 그룹의 루트 앵커 노드 및 상기 멀티캐스트 그룹과 연관된 프리픽스(prefix)를 특정하는, 상기 업데이트 메시지를 수신하는 단계;
상기 제 1 노드 상에 저장된 토폴로지 정보에 기초하여, 상기 제 1 노드의 이웃들로부터 통보 조건을 충족하는 하나 이상의 다음 홉 이웃(next-hop neighbor) 들을 선택하는 단계; 및
상기 하나 이상의 다음 홉 이웃들로 상기 업데이트 메시지를 포워딩하는 단계를 포함하는, 비 일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
제 8 항에 있어서,
상기 통보 조건을 충족하는 다음 홉 이웃은 상기 멀티캐스트 그룹의 임의의 앵커 노드이고, 상기 앵커 노드의 모든 이웃들은 상기 앵커 노드를 선순위(preferred) 앵커 노드로서 보고하는, 비 일시적 컴퓨터 판독가능한 저장 매체.
정보 중심 네트워크(ICN)에서 멀티캐스트 그룹과 연관된 라우팅 정보를 업데이트하기 위한 컴퓨터 시스템에 있어서:
프로세서; 및
상기 프로세서에 결합되고, 상기 프로세서에 의해 실행될 때 상기 프로세서로 하여금 방법을 수행하도록 하는 지시들을 저장하는 저장 디바이스를 포함하고,
상기 방법은:
상기 ICN에서의 제 1 노드에 의해, 이웃 노드로부터 상기 멀티캐스트 그룹에 대한 업데이트 메시지를 수신하는 단계로서, 상기 멀티캐스트 그룹은 루트 앵커 노드 및 복수의 앵커 노드들을 포함하되, 상기 루트 앵커 노드는 상기 앵커 노드들보다 작은 이름을 갖는, 상기 업데이트 메시지는 상기 멀티캐스트 그룹의 루트 앵커 노드 및 상기 멀티캐스트 그룹과 연관된 프리픽스(prefix)를 특정하는, 상기 업데이트 메시지를 수신하는 단계;
상기 제 1 노드 상에 저장된 토폴로지 정보에 기초하여, 상기 제 1 노드의 이웃들로부터 통보 조건을 충족하는 하나 이상의 다음 홉 이웃(next-hop neighbor) 들을 선택하는 단계; 및
상기 하나 이상의 다음 홉 이웃들로 상기 업데이트 메시지를 포워딩하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 시스템.