本文選題：面向內(nèi)容網(wǎng)絡(luò) + 層次移動性管理　； 參考：《北京交通大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展以及各種新型設(shè)備和應(yīng)用的廣泛普及,互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大,網(wǎng)絡(luò)流量呈爆炸式增長,互聯(lián)網(wǎng)由主機(jī)到主機(jī)的包分發(fā)模式急需轉(zhuǎn)變?yōu)橹С謹(jǐn)?shù)據(jù)、內(nèi)容和用戶的多樣化模式。面向內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)以內(nèi)容為中心,以需求為導(dǎo)向,基于內(nèi)容名字尋址,實現(xiàn)內(nèi)容信息的快速分發(fā)和獲取。然而,面向內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)仍面臨普適支持性差、泛在移動的內(nèi)容管理和尋址缺陷、路由可擴(kuò)展性差、資源利用率低等問題。為此,本文圍繞面向內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)的移動性問題,針對基于內(nèi)容命名的移動性管理、子網(wǎng)移動性支持、基于內(nèi)容名字收斂的分布式管控,以及移動關(guān)注的緩存技術(shù)展開研究。主要工作和創(chuàng)新點如下：1.為了提供適應(yīng)面向內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)基于內(nèi)容命名的移動性管理,支持移動網(wǎng)絡(luò)基于內(nèi)容名字的路由尋址功能,本文提出了基于內(nèi)容位置區(qū)域管理的層次移動性機(jī)制。根據(jù)節(jié)點的移動范圍及網(wǎng)絡(luò)實體對移動節(jié)點切換管理的功能不同,將網(wǎng)絡(luò)按照層次進(jìn)行劃分,各層次域間協(xié)調(diào)移動節(jié)點執(zhí)行切換時的內(nèi)容名字和位置信息間的綁定關(guān)系。基于面向內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),設(shè)計了本地緩存列表和全局緩存列表兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),用以管理移動節(jié)點域內(nèi)、域間切換的內(nèi)容名字和位置信息,同時保證有效的路由收斂。定義了信令傳輸開銷及不同數(shù)學(xué)分布下位置更新開銷的解析公式。通過數(shù)學(xué)模型評價了影響切換開銷的主要因素,并給出了最佳配置域范圍。通過在ndnSIM仿真平臺上搭建實驗環(huán)境,對基于內(nèi)容位置區(qū)域管理的層次移動性機(jī)制和現(xiàn)有移動性支持方案的切換性能進(jìn)行了比較。仿真結(jié)果表明,該機(jī)制有效地提升了移動節(jié)點域內(nèi)、域間切換性能,并且?guī)砹溯^小的切換時延和切換開銷。2.為了提供面向內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)對于特殊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的子網(wǎng)移動性支持,本文提出了基于層次移動性架構(gòu)的子網(wǎng)移動支持機(jī)制。建立子網(wǎng)移動模型,通過部署具有兩種類型接口的移動路由器,保證子網(wǎng)移動過程的通信連續(xù)性。在分析移動路由器執(zhí)行切換次序?qū)η袚Q性能影響的基礎(chǔ)上,提出了移動子網(wǎng)控制器接入點選擇策略、移動路由器狀態(tài)選擇及轉(zhuǎn)發(fā)策略、移動路由器和接入路由器優(yōu)選策略,以及移動路由器信道掃描設(shè)定原則。本文通過數(shù)學(xué)模型分析了基于層次移動性架構(gòu)的子網(wǎng)移動支持機(jī)制的域內(nèi)切換性能,定義了中斷間隔時間概率解析表達(dá)式,評價了影響域內(nèi)切換性能的主要因素,并給出了域間切換的子網(wǎng)移動方案。同時,本文通過仿真實驗分析了域內(nèi)、域間切換過程的切換時延。仿真結(jié)果表明,基于層.次移動性架構(gòu)的子網(wǎng)移動支持機(jī)制帶來的切換時延較低,且域內(nèi)切換的性能最佳,在執(zhí)行多次連續(xù)切換時仍可保持穩(wěn)定的切換狀態(tài)。3.為了減小基于路由原理實現(xiàn)的內(nèi)容前綴聚合給節(jié)點的移動帶來切換開銷和時延,以及解決現(xiàn)有集中式移動性管理存在可擴(kuò)展性差、數(shù)據(jù)傳輸與信令控制集中于單一節(jié)點、非優(yōu)化路由等問題,本文提出了基于控制與數(shù)據(jù)分離的分布式移動性管理。該機(jī)制設(shè)計了位置綁定列表,實現(xiàn)了內(nèi)容名字與位置的分離,并擴(kuò)展請求消息格式以支持切換過程中的信令交互。數(shù)據(jù)傳輸選擇最優(yōu)路徑而不必經(jīng)由集中管控服務(wù)器,節(jié)省了大量的數(shù)據(jù)傳輸開銷；分布式移動性管理將位置更新與數(shù)據(jù)傳輸分離,減輕了核心網(wǎng)集中管控服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。本文利用數(shù)學(xué)模型分析了基于控制與數(shù)據(jù)分離的分布式移動性管理的性能,還原了現(xiàn)有集中式移動性支持方案,定義了切換時延和切換開銷的解析表達(dá)式,并進(jìn)行多種方案的比較分析,同時評價了影響切換開銷和切換時延的主要影響因素。性能分析結(jié)果顯示,基于控制與數(shù)據(jù)分離的分布式移動性管理的切換開銷小于集中式移動性支持方案,切換性能較優(yōu)。4.為了打破面向內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)的緩存機(jī)制針對固定用戶設(shè)計的弊端,以及分析用戶的移動行為對網(wǎng)絡(luò)資源分配及內(nèi)容獲取方式的改變。本文基于匯聚節(jié)點移動性支持方案,提出了一種基于內(nèi)容流行度的移動緩存機(jī)制,根據(jù)請求內(nèi)容的流行度,通過小范圍泛洪就近獲取方式,或者通過基于匯聚節(jié)點的內(nèi)容獲取方式,使得用戶在移動過程中可以有效獲取內(nèi)容,提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。本文給出了一種多項式時間啟發(fā)式解決方案證明所提機(jī)制的可行性,采用動態(tài)隨機(jī)節(jié)點移動模型和基于內(nèi)容流行度的請求內(nèi)容模型,通過仿真實驗與基于匯聚節(jié)點移動支持方案在平均累積開銷和平均切換時延方面進(jìn)行了比較。仿真結(jié)果表明,基于內(nèi)容流行度的移動緩存機(jī)制可以節(jié)省較大的傳輸開銷和切換時延,實現(xiàn)了資源的就近獲取,提高了網(wǎng)絡(luò)資源利用率。
[Abstract]:With the rapid development of Internet technology and the widespread popularity of various new types of equipment and applications , the scale of the Internet is expanding , the network traffic is exploding . the invention provides a distributed mobility management based on the control and data separation , and solves the problems of poor scalability , data transmission and signaling control in the existing centralized mobility management , and solves the problems of poor scalability , non - optimized routing and the like of the existing centralized mobility management .
In this paper , the performance of distributed mobility management based on control and data separation is analyzed by distributed mobility management . The performance of distributed mobility management based on control and data separation is analyzed .

【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.0

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本文編號：1853406