【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展,校園網(wǎng)絡中智能移動終端數(shù)目與日俱增。傳統(tǒng)的移動自組網(wǎng)基于IP網(wǎng)絡,以主機為中心,始終需要面向目的地址來獲取內容資源。當主機的位置和移動速率發(fā)生變化時,該一對一通信就會被終止。以主機為中心的通信方案中頻繁地建立連接,會加大網(wǎng)絡開銷,使移動自組網(wǎng)的性能受到影響。與此同時,信息中心網(wǎng)絡是以內容為中心的一種新的網(wǎng)絡體系架構,該網(wǎng)絡雖能改變以主機為中心的現(xiàn)狀,但是該體系中的轉發(fā)機制并不能直接用于移動自組網(wǎng),原有的組件很難高效地完成興趣包與數(shù)據(jù)包的路由轉發(fā),因此信息中心網(wǎng)絡體系的組件與路由轉發(fā)策略在應用于移動自組網(wǎng)過程中需要改進�，F(xiàn)有兩個問題需要解決:節(jié)點的移動會導致通信鏈路中斷、數(shù)據(jù)包無法回傳;實際場景中,節(jié)點識別、路由建立、內容發(fā)現(xiàn)等問題使得信息中心網(wǎng)絡節(jié)點之間交互的有效性較低。本文研究的第一個內容是如何對上述信息中心網(wǎng)絡應用在移動自組網(wǎng)環(huán)境中的路由轉發(fā)策略進行改進。首先,調研了節(jié)點移動模型的研究現(xiàn)狀,接著結合校園場景下移動自組網(wǎng)中節(jié)點的移動特性與數(shù)據(jù)交互的特點,分析了現(xiàn)有的信息中心網(wǎng)絡組件對移動自組網(wǎng)中路由轉發(fā)的影響。然后,結合校園移動自組網(wǎng)節(jié)點移動的特點和信息中心網(wǎng)絡結構,提出了基于時間預測的路由轉發(fā)策略。該策略通過對一跳范圍內節(jié)點狀態(tài)的探測,計算出每個轉發(fā)路由的可用時間,并進一步預測未來一段時間內仍可用的概率,再根據(jù)概率大小,從中選出最優(yōu)的路由轉發(fā)節(jié)點。接著,本文對轉發(fā)策略進行了仿真實驗,從響應時間、緩存命中、網(wǎng)絡流量三方面對轉發(fā)策略進行了評估。本文研究的第二個內容是如何在現(xiàn)實移動自組網(wǎng)場景中實現(xiàn)信息中心網(wǎng)協(xié)議的測試。本文在基于時間預測路由轉發(fā)策略的基礎上,設計出了可以應用在校園移動自組網(wǎng)絡中的信息中心網(wǎng)絡測試床。該測試床依托校園移動場景,對現(xiàn)有NDN框架進行開發(fā)改進,增加了信息中心網(wǎng)絡的路由建立和維護、節(jié)點識別、內容發(fā)現(xiàn)、路由轉發(fā)等功能。然后,借助個人移動電腦等常用設備,搭建真實可用的測試環(huán)境,開發(fā)了文件下載應用。最后,通過對服務端與客戶端下載時間與下載速度的監(jiān)測,對測試床進行了評估。仿真和實驗表明,本文提出的基于時間預測的路由轉發(fā)策略能有效提高信息中心網(wǎng)絡協(xié)議在校園移動自組網(wǎng)場景中的內容交互水平;本文實現(xiàn)的測試床能支持移動校園場景的簡單應用。
[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.
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP393.0

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