17、命名数据网络中的布隆过滤器应用

命名数据网络中的布隆过滤器应用

1. 命名数据网络基础组件

在命名数据网络（NDN）中，存在几个关键的数据结构，分别是内容存储（CS）、挂起兴趣表（PIT）和转发信息库（FIB），它们在数据包的处理和转发过程中发挥着重要作用。
- 内容存储（CS） ：作为路由器的缓冲内存，用于缓存数据。当兴趣包进入路由器时，首先会在 CS 中搜索匹配的数据。若找到匹配内容，数据会直接转发给消费者；若未找到，则兴趣包会继续转发。
- 挂起兴趣表（PIT） ：保存待处理的兴趣信息，包括兴趣名称和转发该兴趣包的接口。当生产者生成数据后，数据会沿着相反路径返回，PIT 会提供接口信息，帮助数据准确转发给消费者。
- 转发信息库（FIB） ：负责存储每个可达节点的下一跳及相关信息，引导兴趣包向下一跳转发。

下面是这三个组件的特征对比表格：
| 特征 | CS | PIT | FIB |
| — | — | — | — |
| 读操作频率 | 高 | 高 | 高 |
| 写操作频率 | 高 | 高 | 低 |
| 数据结构大小 | 因边缘和路由器而异 | 因边缘和路由器而异 | 相同 |
| 算法 | 缓存替换策略 | 超时操作 | 转发策略 |
| 匹配算法（兴趣包） | 所有子名称匹配 | 精确名称匹配 | 最长名称前缀匹配 |
| 匹配算法（数据包） | 精确名称匹配 | 所有名称前缀匹配 | 不适用 |
| 数据结构 | 跳表 | 布隆过滤器 | 树 |
| 问题 | 快速名称查