【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛普及與應(yīng)用,當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)體系顯現(xiàn)出諸多不足,嚴(yán)重影響互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。構(gòu)建未來網(wǎng)絡(luò)體系旨在從根本上能夠解決這些弊端,具有重大的研究意義。目前,世界范圍內(nèi)未來網(wǎng)絡(luò)體系的相關(guān)研究仍處于起步階段,尚有許多關(guān)鍵機(jī)制和機(jī)理有待進(jìn)一步探索分析。其中,資源命名與分發(fā)機(jī)理作為未來網(wǎng)絡(luò)體系研究的核心內(nèi)容首先需要去研究并制定系列標(biāo)準(zhǔn)。為此,本論文重點(diǎn)圍繞未來網(wǎng)絡(luò)的資源命名與分發(fā)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究,主要工作體現(xiàn)在資源命名機(jī)制和資源分發(fā)機(jī)理兩個(gè)方面,包括：(1)資源命名方案；(2)資源名字查找；(3)資源分發(fā)模型以及(4)資源協(xié)作緩存等四個(gè)研究點(diǎn),形成了一套資源命名與分發(fā)機(jī)理基礎(chǔ)研究體系。具體完成工作如下： (1)在資源命名機(jī)制方面,研究了未來網(wǎng)絡(luò)體系的資源命名結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。針對層次化命名以及平面化命名機(jī)制的不足,考慮未來網(wǎng)絡(luò)中信息資源發(fā)現(xiàn)需要模糊匹配,提出了支持模糊查找的多屬性標(biāo)簽資源命名方案(M-Label)。M-Label資源命名機(jī)制具有較強(qiáng)的靈活性和可擴(kuò)展性,使得網(wǎng)絡(luò)可以充分利用其攜帶屬性,靈活地滿足用戶的各種多樣化需求,從而實(shí)現(xiàn)高效地資源分發(fā)。進(jìn)一步,通過分析層次化命名、平面化命名以及屬性化命名三種資源命名結(jié)構(gòu),通過提煉各種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢和弊端,從結(jié)構(gòu)融合的角度出發(fā),巧妙地提出了基于“分層-平面-屬性”三級(jí)混合結(jié)構(gòu)的廣義資源命名方案(Hybrid Naming, HN)。HN方案實(shí)現(xiàn)了一種能夠兼容多種命名體系的未來網(wǎng)絡(luò)資源命名方案,在資源命名層面可以有效提高未來網(wǎng)絡(luò)的可兼容性,有助于未來異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系的互聯(lián)互通。 (2)在資源名字查找方面,研究了路由表最長前綴匹配查詢效率與可擴(kuò)展性的平衡問題。為了適應(yīng)未來網(wǎng)絡(luò)面向資源的名字路由查找,創(chuàng)新性地提出了基于Bloom Filter和Trie混合結(jié)構(gòu)的名字匹配機(jī)制BFT。BFT查找機(jī)制較傳統(tǒng)的Bloom Filter查找方案,減少了Bloom Filter的插入條目個(gè)數(shù),從而降低哈希沖突的可能性；較傳統(tǒng)的Trie查找方案,能夠很好地解決名字前綴過長引起的內(nèi)存訪問次數(shù)過多的問題,提高了查找效率。BFT實(shí)現(xiàn)了一種支持自適應(yīng)平衡調(diào)整的名字查找體系。進(jìn)一步地,針對具有不同流行度的資源名字前綴匹配頻率不均的現(xiàn)象,提出了基于流行度的前綴自適應(yīng)優(yōu)化機(jī)制,創(chuàng)建了基于自適應(yīng)Bloom Filter的名字前綴查找方法。該方案可以有效提高流行資源的查找匹配速率,從而在一定程度上加快路由器查找匹配的整體速率。 (3)在資源分發(fā)機(jī)理建模方面,分別從一維移動(dòng)和二維移動(dòng)兩個(gè)角度,針對資源分發(fā)與獲取過程展開研究,建立完備的基于命中率的資源分發(fā)模型。該模型綜合考慮了面向資源的未來網(wǎng)絡(luò)體系的內(nèi)容分發(fā)特征、內(nèi)容緩存機(jī)制以及節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性等,通過基于命中概率的數(shù)學(xué)理論推導(dǎo),得出移動(dòng)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)傳輸資源的平均吞吐量、平均傳輸時(shí)延等度量的解析表達(dá)式。所提出的模型作為一種資源分發(fā)機(jī)理分析工具,將有助于挖掘未來網(wǎng)絡(luò)體系的特征和潛力,促進(jìn)未來網(wǎng)絡(luò)理論性能評(píng)估、優(yōu)化以及機(jī)制改進(jìn)的研究。 (4)在資源協(xié)作緩存方面,通過挖掘網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)潛在關(guān)系,研究了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間通過協(xié)同緩存資源來提高資源分發(fā)效率。對于靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?探索了基于拓?fù)湮恢眯畔⒌膮f(xié)同合作,利用最小覆蓋理論工具來解決緩存節(jié)點(diǎn)優(yōu)化選擇問題。對于動(dòng)態(tài)移動(dòng)場景,以高速公路車載應(yīng)用環(huán)境為例,研究了基于社會(huì)化關(guān)系的資源協(xié)同緩存機(jī)制。通過分析車載節(jié)點(diǎn)存在的“伙伴”和“傳信”社會(huì)化協(xié)作關(guān)系,分別提出了“基于伙伴節(jié)點(diǎn)的協(xié)作緩存機(jī)制”和“基于傳信節(jié)點(diǎn)的協(xié)作緩存機(jī)制”,能夠在一定程度上保證移動(dòng)稀疏環(huán)境下資源分發(fā)的可靠性。 本論文針對未來網(wǎng)絡(luò)的資源命名和分發(fā)機(jī)理核心問題,沿著“命名-查找-分發(fā)-緩存”四個(gè)步驟展開系統(tǒng)研究,并進(jìn)行有機(jī)聯(lián)系,構(gòu)成一個(gè)整體的研究體系,形成了一些基礎(chǔ)研究成果,具有一定的創(chuàng)新性。在研究方法上,本論文采用了內(nèi)容調(diào)研、原理機(jī)制設(shè)計(jì)、統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)學(xué)推導(dǎo)、仿真評(píng)估等一系列研究方法。在應(yīng)用場景上,本論文考慮了未來網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用部署,包括：資源命名機(jī)制與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)兼容性分析,網(wǎng)絡(luò)資源名字統(tǒng)計(jì)特征分析,資源分發(fā)模型的實(shí)際應(yīng)用指導(dǎo),以及協(xié)作緩存在移動(dòng)車載環(huán)境下的應(yīng)用等。本論文取得的研究成果對未來網(wǎng)絡(luò)體系的研究與發(fā)展具有一定的借鑒意義。
【圖文】：

互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展主要階段U)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的起點(diǎn)：世界上第一個(gè)分組交換試驗(yàn)網(wǎng)ARPANET建立，，

基于TCP/IP的互聯(lián)網(wǎng)體系逐漸暴露出許多嚴(yán)重弊端，包括：安全性差、移動(dòng)性差、可擴(kuò)展性差、能源消耗高等問題。具體挑戰(zhàn)歸納如圖1-2所示，下面分別作簡單的闡述。(1)安全性方面當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展受到安全攻擊的嚴(yán)重制約，歸其原因在于原有的網(wǎng)絡(luò)體系在設(shè)計(jì)之初只為了端到端之間的數(shù)據(jù)信息通信，認(rèn)為數(shù)據(jù)通信是安全的，并沒有將安全性設(shè)計(jì)到互聯(lián)網(wǎng)體系的建設(shè)中。隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，當(dāng)前任何人都可以在任意時(shí)間和地點(diǎn)通過多種不同方式接入到互聯(lián)網(wǎng)，因此現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的通信安全極易受到攻擊和安全威脅，如網(wǎng)銀被盜、DOS攻擊、病毒入侵等。-3-
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP393.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2520156