發(fā)布時間：2018-11-03 12:44

【摘要】：互聯(lián)網(wǎng)是人類歷史上最重要的發(fā)明之一,深深的改變了人們的工作和生活方式。然而,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展,各種新的業(yè)務(wù)需求不斷出現(xiàn),人們對網(wǎng)絡(luò)的要求已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于了互聯(lián)網(wǎng)最初設(shè)計時僅僅保證網(wǎng)絡(luò)連通性的要求,互聯(lián)網(wǎng)中的問題也漸漸顯現(xiàn),比如網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性,管控性,服務(wù)質(zhì)量等等方面問題。為了從根本上解決這些問題,世界各國的研究人員提出了重新設(shè)計面向未來的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)這一研究思路,未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的相關(guān)研究由此展開,涌現(xiàn)出很多研究項目和研究成果。 內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)是未來網(wǎng)絡(luò)中十分重要體系架構(gòu)之一,其主要思想來源于未來網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)中的以信息為中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究,使互聯(lián)網(wǎng)從以"where"為中心的架構(gòu)轉(zhuǎn)化為以用戶和應(yīng)用所關(guān)心的"what"為中心的架構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點不再單純提供傳輸功能,而是同時提供了存儲和緩存內(nèi)容等能力。一方面,內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)內(nèi)緩存技術(shù)使得存儲能力和網(wǎng)絡(luò)能力結(jié)合,從而減少網(wǎng)絡(luò)中重復(fù)信息的傳輸；另一方面,內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)以其面向命名的路由方式為用戶提供了由端直接到內(nèi)容的路由尋址,節(jié)點本身的位置不再成為路由所關(guān)心的問題。從本質(zhì)上講,就是使用戶盡可能的從中間節(jié)點找到所需內(nèi)容,更快的獲得服務(wù)。 內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的路由轉(zhuǎn)發(fā)策略影響著其體系架構(gòu)的性能和效率。與傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)不同,內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的在設(shè)計之初就改變了IP網(wǎng)絡(luò)路由的一些問題,本質(zhì)上就是重新設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)層次,擺脫了當(dāng)前路由對IP地址的依賴,重新設(shè)計了基于命名的路由尋址。內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點的位置不再重要,而且其架構(gòu)本身對多路徑路由是自適應(yīng)的,可以建立從一端指向擁有相同內(nèi)容的多個端的多路徑路由,區(qū)別于IP中端到端的多路徑路由。內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的路由問題也可以看作是在緩存普遍存在的情況下,面向內(nèi)容的尋址問題。所以,無論路徑的終點指向是內(nèi)容源節(jié)點還是緩存節(jié)點,都需要新的路由機(jī)制來的適應(yīng)這一轉(zhuǎn)變。內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)需要解決從端到端路由轉(zhuǎn)換到端到命名內(nèi)容路由時出現(xiàn)的一系列問題,因此,對內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)路由轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制的研究是具有重要研究意義的。 本文主要研究內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的路由選擇策略,多徑路由策略以及轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制等方面的技術(shù)。本文基于內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的基本路由轉(zhuǎn)發(fā)模型進(jìn)行改進(jìn),對路由選擇算法、多徑路由策略,請求轉(zhuǎn)發(fā)策略等方面進(jìn)行探索性研究,為后續(xù)研究提供參考。本文的創(chuàng)新工作主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1.內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的單徑路由問題主要關(guān)注點是如何選擇最佳的轉(zhuǎn)發(fā)端口來建立用戶到所需內(nèi)容的路由,提高緩存內(nèi)容對用戶請求的貢獻(xiàn)率。本文的研究針對現(xiàn)有單徑路由策略中網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點緩存利用率低的情況提出了一種基于請求反向路徑的單徑路由策略。在該策略中,充分利用請求反向路徑將新的請求引導(dǎo)至邊緣節(jié)點,并提出了一種節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)端口選擇算法。經(jīng)過仿真驗證,該算法有效的提高了邊緣節(jié)點的緩存利用率。 2.內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)多路徑路由是其網(wǎng)絡(luò)本身特有的屬性,而同時利用多個FIB端口的多徑路由可以對緩存充分利用,但也會帶來冗余的數(shù)據(jù)傳輸。針對這些問題,本文提出了一種基于內(nèi)容軌跡的多徑路由策略,利用內(nèi)容軌跡將興趣包引導(dǎo)至原有路由表路徑外的緩存處,使興趣包在到達(dá)服務(wù)器前盡可能精確的搜索更多的潛在可用緩存,提高網(wǎng)內(nèi)節(jié)點緩存使用效率,并將多徑路由冗余控制在一定范圍內(nèi)。仿真證明,該策略相對現(xiàn)有策略的網(wǎng)內(nèi)緩存命中率有明顯提升,并減少了一定的冗余傳輸。 3.當(dāng)前在內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)路由研究通常為搜索動態(tài)緩存或者只使用路徑上的緩存,而這種情況導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)需要極高的收斂頻率來根據(jù)緩存的變化收斂路由,而且請求不能利用跨路徑的緩存資源,而大量路由到本地網(wǎng)絡(luò)之外,跨網(wǎng)傳輸?shù)拇鷥r高。本文關(guān)注如何利用緩存來指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)緩存的內(nèi)容的路由建立,建立兩者之間的一種聯(lián)合機(jī)制,既減少跨網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸又減少系統(tǒng)請求的時延。為了解決這個問題,提出一種基于靜態(tài)緩存的路由算法,將網(wǎng)內(nèi)緩存分為靜態(tài)和動態(tài)兩部分,在靜態(tài)緩存區(qū)域協(xié)作的基礎(chǔ)上使請求時延達(dá)到最小化,同時降低了網(wǎng)間的傳輸。而動態(tài)緩存可以在網(wǎng)內(nèi)內(nèi)容需求度變化時保證一定的緩存命中率。仿真表明,相對于現(xiàn)有策略,網(wǎng)絡(luò)延時和跨網(wǎng)流量均有所降低。 4.內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢在于網(wǎng)內(nèi)的相同內(nèi)容緩存可以形成多個可以提供內(nèi)容服務(wù)的源,而當(dāng)前的研究主要集中在如何確定最佳的轉(zhuǎn)發(fā)端口來實現(xiàn)優(yōu)化的興趣包轉(zhuǎn)發(fā),多源的優(yōu)勢并沒有很好的體現(xiàn)出來。本文研究了在多內(nèi)容源場景下,興趣包如何利用多源優(yōu)勢進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。本文在多個內(nèi)容源的基礎(chǔ)上實現(xiàn)基于鏈路狀態(tài)的請求序列分配,使用層次分析法建立了目標(biāo)分析模型,平衡了多條路徑間的競爭關(guān)系。達(dá)到了降低內(nèi)容下載時延和多源的負(fù)載均衡的效果。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP393.02

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 陸璇;龔向陽;程時端;;新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)[J];中興通訊技術(shù);2009年04期

2 吳建平;李星;劉瑩;;下一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J];中興通訊技術(shù);2011年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉江;虛擬網(wǎng)絡(luò)映射機(jī)制與算法研究[D];北京郵電大學(xué);2012年

，

本文編號：2307830