【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展,校園網(wǎng)絡(luò)中智能移動(dòng)終端數(shù)目與日俱增。傳統(tǒng)的移動(dòng)自組網(wǎng)基于IP網(wǎng)絡(luò),以主機(jī)為中心,始終需要面向目的地址來(lái)獲取內(nèi)容資源。當(dāng)主機(jī)的位置和移動(dòng)速率發(fā)生變化時(shí),該一對(duì)一通信就會(huì)被終止。以主機(jī)為中心的通信方案中頻繁地建立連接,會(huì)加大網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷(xiāo),使移動(dòng)自組網(wǎng)的性能受到影響。與此同時(shí),信息中心網(wǎng)絡(luò)是以?xún)?nèi)容為中心的一種新的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu),該網(wǎng)絡(luò)雖能改變以主機(jī)為中心的現(xiàn)狀,但是該體系中的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制并不能直接用于移動(dòng)自組網(wǎng),原有的組件很難高效地完成興趣包與數(shù)據(jù)包的路由轉(zhuǎn)發(fā),因此信息中心網(wǎng)絡(luò)體系的組件與路由轉(zhuǎn)發(fā)策略在應(yīng)用于移動(dòng)自組網(wǎng)過(guò)程中需要改進(jìn)�，F(xiàn)有兩個(gè)問(wèn)題需要解決:節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致通信鏈路中斷、數(shù)據(jù)包無(wú)法回傳;實(shí)際場(chǎng)景中,節(jié)點(diǎn)識(shí)別、路由建立、內(nèi)容發(fā)現(xiàn)等問(wèn)題使得信息中心網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間交互的有效性較低。本文研究的第一個(gè)內(nèi)容是如何對(duì)上述信息中心網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在移動(dòng)自組網(wǎng)環(huán)境中的路由轉(zhuǎn)發(fā)策略進(jìn)行改進(jìn)。首先,調(diào)研了節(jié)點(diǎn)移動(dòng)模型的研究現(xiàn)狀,接著結(jié)合校園場(chǎng)景下移動(dòng)自組網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)特性與數(shù)據(jù)交互的特點(diǎn),分析了現(xiàn)有的信息中心網(wǎng)絡(luò)組件對(duì)移動(dòng)自組網(wǎng)中路由轉(zhuǎn)發(fā)的影響。然后,結(jié)合校園移動(dòng)自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的特點(diǎn)和信息中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),提出了基于時(shí)間預(yù)測(cè)的路由轉(zhuǎn)發(fā)策略。該策略通過(guò)對(duì)一跳范圍內(nèi)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的探測(cè),計(jì)算出每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)路由的可用時(shí)間,并進(jìn)一步預(yù)測(cè)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)仍可用的概率,再根據(jù)概率大小,從中選出最優(yōu)的路由轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。接著,本文對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)策略進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),從響應(yīng)時(shí)間、緩存命中、網(wǎng)絡(luò)流量三方面對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)策略進(jìn)行了評(píng)估。本文研究的第二個(gè)內(nèi)容是如何在現(xiàn)實(shí)移動(dòng)自組網(wǎng)場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)信息中心網(wǎng)協(xié)議的測(cè)試。本文在基于時(shí)間預(yù)測(cè)路由轉(zhuǎn)發(fā)策略的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出了可以應(yīng)用在校園移動(dòng)自組網(wǎng)絡(luò)中的信息中心網(wǎng)絡(luò)測(cè)試床。該測(cè)試床依托校園移動(dòng)場(chǎng)景,對(duì)現(xiàn)有NDN框架進(jìn)行開(kāi)發(fā)改進(jìn),增加了信息中心網(wǎng)絡(luò)的路由建立和維護(hù)、節(jié)點(diǎn)識(shí)別、內(nèi)容發(fā)現(xiàn)、路由轉(zhuǎn)發(fā)等功能。然后,借助個(gè)人移動(dòng)電腦等常用設(shè)備,搭建真實(shí)可用的測(cè)試環(huán)境,開(kāi)發(fā)了文件下載應(yīng)用。最后,通過(guò)對(duì)服務(wù)端與客戶(hù)端下載時(shí)間與下載速度的監(jiān)測(cè),對(duì)測(cè)試床進(jìn)行了評(píng)估。仿真和實(shí)驗(yàn)表明,本文提出的基于時(shí)間預(yù)測(cè)的路由轉(zhuǎn)發(fā)策略能有效提高信息中心網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在校園移動(dòng)自組網(wǎng)場(chǎng)景中的內(nèi)容交互水平;本文實(shí)現(xiàn)的測(cè)試床能支持移動(dòng)校園場(chǎng)景的簡(jiǎn)單應(yīng)用。
[Abstract]:With the rapid development of Internet technology, the number of intelligent mobile terminals in campus network is increasing day by day. The traditional mobile ad hoc network is based on IP network and takes host as the center. It always needs the goal-oriented address to obtain the content resource. The one-to-one communication is terminated when the host's position and moving rate change. Establishing connections frequently in host-centered communication schemes will increase network overhead and affect the performance of mobile ad hoc networks. At the same time, the information center network is a new content-centric network architecture. Although the network can change the host-centered situation, the forwarding mechanism in the network can not be directly used in mobile ad hoc network. It is very difficult for the original components to accomplish the routing of interest packets and packets efficiently, so the components and routing forwarding strategies of the information center network system need to be improved in the process of application in mobile ad hoc networks. There are two problems that need to be solved: the node movement will lead to the interruption of the communication link and the packet cannot be sent back; In the actual scenario, the problems of node identification, routing and content discovery make the interaction between nodes in the information center less effective. The first content of this paper is how to improve the routing and forwarding strategy of the above information center network application in the mobile ad hoc network environment. First of all, the research status of node mobility model is investigated, and then the characteristics of node mobility and data interaction in campus mobile ad hoc network are combined. The influence of existing information center network components on routing and forwarding in Manet is analyzed. Then, considering the characteristics of campus mobile ad hoc network and the network structure of information center, a routing and forwarding strategy based on time prediction is proposed. The strategy calculates the available time of each forwarding route by detecting the state of nodes in the one-hop range, and further predicts the probability that will still be available in a certain period of time in the future. According to the probability, the optimal routing forwarding node is selected. Then, the forwarding strategy is simulated and evaluated from three aspects: response time, cache hit and network traffic. The second content of this paper is how to realize the test of information center network protocol in the real mobile ad hoc network scenario. Based on the strategy of routing and forwarding based on time prediction, this paper designs an information center network test bed which can be used in campus mobile ad hoc network. Based on the campus mobile scene, the test bed develops and improves the existing NDN framework, and adds the functions of information center network routing establishment and maintenance, node identification, content discovery, routing forwarding and so on. Then, with the help of personal mobile computer and other commonly used equipment, build the real and usable test environment, develop file download application. Finally, the test bed is evaluated by monitoring the download time and speed of server and client. Simulation and experiments show that the proposed routing and forwarding strategy based on time prediction can effectively improve the content interaction level of information center network protocol in campus mobile ad hoc network scenario. The test bed realized in this paper can support the simple application of mobile campus scene.
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TP393.0

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本文編號(hào)：2415797