【摘要】：隨著終端普及程度的加深,內(nèi)容分享產(chǎn)生流量的占比大幅提升,以主機為中心的傳統(tǒng)網(wǎng)絡越來越難滿足以內(nèi)容中心的高層應用的需求。在此背景下,內(nèi)容為中心的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(Content-Centric Networking,CCN)被提出。在CCN中,用包含唯一標識符的興趣包和數(shù)據(jù)包取代了傳統(tǒng)網(wǎng)絡中的IP包,即興趣包的路由過程就是內(nèi)容的檢索過程,從而更關注內(nèi)容本身。具備網(wǎng)內(nèi)緩存功能的CCN路由器可以直接響應興趣包的請求,所以可以在一定程度上降低網(wǎng)絡負載,改善網(wǎng)絡性能。如何高效、靈活的利用網(wǎng)內(nèi)緩存,使更多的興趣包在網(wǎng)內(nèi)緩存中就得到響應,是緩存策略研究要解決的問題。本文基于不同內(nèi)容的流行度、不同節(jié)點的中心性都具有差異性的特點提出了分層差異緩存的思想。分層是指根據(jù)CCN路由節(jié)點在網(wǎng)絡拓撲中的介數(shù)中心性不同,利用分層窗口函數(shù)對它們進行分層;差異緩存是給不同層設計不同的緩存概率。分層差異緩存的思想把緩存概率細分成了層緩存概率和內(nèi)容緩存概率。在中心性不同的節(jié)點中,層緩存概率具有差異性,內(nèi)容緩存概率具有統(tǒng)一性。針對Prob(p)緩存策略中,緩存概率在中心性不同的節(jié)點中缺少差異性的問題,基于分層差異緩存的思想,引入層緩存概率,提出了HD-Prob(p)緩存策略。該策略通過降低介數(shù)中心性較高的節(jié)點的緩存概率,提高了緩存數(shù)據(jù)包的整體流行度,使性能得到優(yōu)化。針對CL4M緩存策略中,緩存節(jié)點緩存的數(shù)據(jù)包頻繁替換的問題,基于分層差異緩存的思想,引入內(nèi)容緩存概率和層緩存概率,提出了 HD-CL4M緩存策略。該策略降低了數(shù)據(jù)包替換頻率,同時提高了緩存數(shù)據(jù)包的整體流行度,使性能得到優(yōu)化。最后,基于Icarus仿真平臺,分別對HD-Prob(p)和HD-CL4M緩存策略進行了仿真,仿真結果驗證了分層差異緩存對Prob(p)緩存策略和CL4M緩存策略的性能都有優(yōu)化,提高了緩存命中率、降低了網(wǎng)絡平均時延。
【圖文】：

邐２０１７邐２０１９逡逑圖１－１邋ＣＣＮ發(fā)展時間軸逡逑內(nèi)容中心網(wǎng)絡（ＣＣＮ）項目旨在建立一個靈活、簡單和普遍適用的下一代通逡逑信網(wǎng)絡框架，由ＰＡＲＣ邋（Ｐａｌｏ邋Ａｌｔｏ邋Ｒｅｓｅａｒｃｈ邋Ｃｅｎｔｅｒ：施樂公司的帕洛阿托研究中逡逑心）的Ｖａｎ邋Ｊａｃｏｂｓｏｎ提出和管理［８］。由于內(nèi)容中心網(wǎng)絡的實現(xiàn)程序叫做ＣＣＮｘ，逡逑所以內(nèi)容中心網(wǎng)絡的發(fā)展階段也以“ＣＣＮｘ”命名，例如ＣＣＮｘ的早期實現(xiàn)階段、逡逑ＣＣＮｘ邋０．ｘ開源階段和ＣＣＮｘｌ．Ｏ階段等。內(nèi)容中心網(wǎng)的詳細發(fā)展時間軸如圖１－１逡逑所示［１７］。現(xiàn)在關于內(nèi)容中心網(wǎng)絡的研究處于快速發(fā)展階段，該項目的下一個階逡逑段主要工作是推進不同標準提議的一致化，計劃在２０１７年到２０１８年之間實現(xiàn)內(nèi)逡逑容中心網(wǎng)絡的標準化。逡逑現(xiàn)在ＣＣＮ的研宄進入標準化和商業(yè)化前的關鍵時期，各個研宄方向都吸引逡逑２逡逑

２．１內(nèi)容中心網(wǎng)相關技術逡逑２．１．１邋ＣＣＮ協(xié)議棧逡逑ＴＣＰ／ＩＰ網(wǎng)絡與內(nèi)容中心網(wǎng)絡沙漏型協(xié)議棧，如圖２－１所示。在ＴＣＰ／ＩＰ中，逡逑網(wǎng)絡協(xié)議棧是分層的，層與層之間通過接口（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）相互調(diào)用，這使層與層逡逑之間不會相互影響，屏蔽各個層之間的差異。在協(xié)議棧中，各層的協(xié)議中大部分逡逑都是雙邊協(xié)議，，只要兩邊遵守就能完成交互，例如第二層幀協(xié)議是數(shù)據(jù)鏈路兩端逡逑之間的一個協(xié)議，第四層協(xié)議是發(fā)送端和接受端之間的協(xié)議。在整個ＴＣＰ／ＩＰ網(wǎng)逡逑路中，需要普遍遵守的協(xié)議僅僅是網(wǎng)絡層的協(xié)議。網(wǎng)絡層通過ＩＰ包連接所有終逡逑端，這種寬松的結構在ＴＣＰ／ＩＰ的快速發(fā)展中起到了巨大作用。ＩＰ包把通信協(xié)議逡逑不同的底層網(wǎng)絡連在了一起，實現(xiàn)了彼此之間的通信。ＩＰ包在ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議棧中逡逑擔任‘瘦腰’功能
【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】：TP393.02

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本文編號：2585032