【摘要】：命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的主要分支之一,該網(wǎng)絡(luò)“革命性”地重構(gòu)了網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議架構(gòu),符合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求。命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究中的熱點(diǎn)之一是流媒體數(shù)據(jù)。在流媒體數(shù)據(jù)的傳輸過程中,命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的興趣包與數(shù)據(jù)包一對一的傳輸方式會導(dǎo)致流媒體興趣包占用不必要的上行網(wǎng)絡(luò)帶寬,以及消耗過多的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的處理資源,同時增加了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延。高速率、高密度的流媒體數(shù)據(jù)侵占大量的網(wǎng)絡(luò)緩存空間,基于全局考慮的緩存策略無法保證多種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)利用緩存空間的公平性。為了解決這一難題,本文結(jié)合了流媒體數(shù)據(jù)的編解碼格式對流媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行分片命名;根據(jù)流媒體數(shù)據(jù)連續(xù)性、實(shí)時性的特點(diǎn),結(jié)合時間信息,實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)流為單位的流媒體傳輸方法,通過在網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)中保留流媒體興趣包,實(shí)現(xiàn)了命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)基于數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)發(fā)方法。此外,根據(jù)數(shù)據(jù)類型,將網(wǎng)絡(luò)緩存空間分類管理,通過比例公平算法保證不同類型數(shù)據(jù)的緩存公平性,結(jié)合流媒體數(shù)據(jù)時效性的特點(diǎn)以及編解碼特點(diǎn),定義流媒體數(shù)據(jù)的緩存獲益值,并根據(jù)獲益進(jìn)行緩存替換。最后,本文在前述方法的基礎(chǔ)上,設(shè)計實(shí)現(xiàn)了命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)下的流媒體傳輸系統(tǒng),在現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中進(jìn)行了部署,并通過了全部功能測試。通過對大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,較命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)原始的傳輸方法,本文實(shí)現(xiàn)的傳輸方法有效地減少流媒體傳輸?shù)膸捳加?以及對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處理資源的消耗。本文實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)緩存策略在沒有明顯降低網(wǎng)絡(luò)緩存整體命中率的前提下,提高了不同類型應(yīng)用的緩存公平性。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP393.02
【圖文】：

中的每個數(shù)據(jù)包，以數(shù)據(jù)為中心，打破了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中以主機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。逡逑在網(wǎng)絡(luò)模型上，命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)借鑒了傳統(tǒng)ＴＣＰ／ＩＰ網(wǎng)絡(luò)的沙漏模型，繼承了傳統(tǒng)逡逑網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，如圖２－２所示。逡逑７逡逑Ｉ邋ｅｍａｉｌ邋ＷＷＷ邋ｐｈｏｎｅ邋—邐｜邐｜邐ｂｒｏｗｓｅｒ邋ｃｈａｔ邋邐ｊ逡逑＼邋ＳＭＴＰ邋ＨＴＴＰ邋ＲＴＰ．．．邋ｊ邐；邋＼邐Ｆｉｌｅ邋Ｓｔｒｅａｍ邋．．．邋ｊ逡逑＼＾ＴＣＰ邋ＵＤＰ邐Ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ邋ａｐｐｓ邐Ｓｅｃｕｒｉｔｙ邋ｙ／逡逑ＩＰ邋１邐＿邐．邐＼邋Ｃｏｎｔｅｎｔ邋／逡逑／ｐａｃｋｅｔｓ％邐Ｅｖｅｒｙ邋ｎｏｄｅ邐／邋ｃｈｕｎｋｓ邋＼逡逑：邋邋邐ｉ邐Ｊ—邋￣逡逑／邋ｅｔｈｅｍｅｉ邋ＰＰＰ．．．邋Ｎ．邐ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ邋ｌｉｎｋｓ邐，邋Ｓｔｒａｔｅｇｙ逡逑／邐＼邐５邐＼邐ｆ邐＼逡逑／邋ＣＳＭＡ邋ａｓｙｎｃ邋ｓｏｎｅｌ邋．．．邋＼邐：邐／邋ＩＰ邋ＵＤＰ邋Ｐ２Ｐ邋ＢＣａｓｔ邋．．．邐＼逡逑ｉ邐邋；邐ｉｆ邐逡逑；邋ｃｏｐｐｅｒ邋ｆｉｂｅｒ邋ｒａｄｉｏ邋．．．邋ｊ邐＾邋ｃｏｐｐｅｒ邋ｆｉｂｅｒ邋ｒａｄｉｏ邋．．．邐／逡逑圖２－２邋ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議棧和ＮＤＮ協(xié)議h_對比［１１邋］逡逑命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)模型與傳統(tǒng)ＴＣＰ／ＩＰ網(wǎng)絡(luò)模型相比，最大的改進(jìn)就是中間的網(wǎng)逡逑絡(luò)層，以內(nèi)容塊為中心進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)，取代傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)以ＩＰ地址為中心的路由方逡逑法，避免了網(wǎng)絡(luò)主機(jī)地址分配不足等問題。ＮＤＮ分別通過網(wǎng)絡(luò)層上下的各層協(xié)逡逑議來匹配底層的物理鏈路以及上層的相關(guān)應(yīng)用。逡逑ＮＤＮ協(xié)議棧中，以網(wǎng)絡(luò)層為中心，以下的策略層、鏈路層等協(xié)議用來適配底逡逑層的物理鏈路結(jié)構(gòu)。其中

的名字仍然保持分層的結(jié)構(gòu)，同時不會暴露數(shù)據(jù)的名字信息。在ＮＤＮ中，路由逡逑節(jié)點(diǎn)根據(jù)最長前綴匹配的規(guī)則查找數(shù)據(jù)包，這一方法是通過ＮＤＮ的名字生成樹逡逑實(shí)現(xiàn)的。路由節(jié)點(diǎn)在名字生成樹中查找圖２－５中所表示的名字的過程如圖２－５所逡逑示。如果名字中不指定數(shù)據(jù)的版本號，則默認(rèn)選擇最新版本的數(shù)據(jù)，即名字樹種逡逑最靠右的版本號。逡逑Ｃ邋ｖｉｄｅｏｓ邋Ｊ逡逑（ｄｅｍｏ．ｍｐ４邋）逡逑（＾０２＾）邋（＾ｖ0Ｔ＾逡逑Ｃ＾ｓｏＴ）邋（＾0Ｔ）逡逑圖２－５名字查找樹逡逑２．２．２路由策略逡逑在命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，路由節(jié)點(diǎn)根據(jù)數(shù)據(jù)的名字轉(zhuǎn)發(fā)興趣包和數(shù)據(jù)包，避免了逡逑傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中ＩＰ地址耗盡、ＮＡＴ穿越以及ＩＰ地址管理等問題。ＮＤＮ路由節(jié)點(diǎn)通逡逑過其維護(hù)的三大組件實(shí)現(xiàn)路由轉(zhuǎn)發(fā)功能，分別是記錄未滿足興趣包的等待興趣包逡逑表（ＰＩＴ）、負(fù)責(zé)記錄興趣包轉(zhuǎn)發(fā)信息的轉(zhuǎn)發(fā)信息表（ＦＩＢ）以及用來緩存數(shù)據(jù)包逡逑的內(nèi)容存儲器（ＣＳ）。逡逑等待興趣包表主要用來保存興趣包的轉(zhuǎn)發(fā)記錄，當(dāng)路由節(jié)點(diǎn)收到興趣包后，逡逑先查找內(nèi)容還存儲器，如果沒有找到所請求的數(shù)據(jù)，則將興趣包緩存到ＰＩＴ中，逡逑然后轉(zhuǎn)發(fā)興趣包。當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)包后，根據(jù)ＰＩＴ中緩存的興趣包以及興趣包接逡逑收端口信息轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。ＰＩＴ中包含了轉(zhuǎn)發(fā)興趣包的名字與接收端口的映射表，逡逑如：。這一方法實(shí)現(xiàn)了興趣包請求的聚合

演示視頻的第三個分片可表示為／５ｆ／／Ｔ／ｖ油ｏｓ／如ｎｏ．邋７７Ｔ；？ｇ／３。其中／ＳＵ／Ｔ可逡逑以匹配ＳＬＴｒ發(fā)布的所有視頻分片。而所有第一級名字為的數(shù)據(jù)包都可以逡逑的域內(nèi)進(jìn)行搜索，大大降低了核心路由表的規(guī)模。逡逑ＵＲＩ的命名規(guī)則十分簡單，用戶很容易從數(shù)據(jù)的名字中獲取數(shù)據(jù)的描述信息，逡逑同樣地，簡潔的ＵＲＩ命名格式使得用戶可以輕易地構(gòu)建數(shù)據(jù)請求的名字，簡化逡逑了數(shù)據(jù)請求的邏輯。比如用戶收到ＺＳＬＴ７７Ｖ／必的數(shù)據(jù)包后，可以輕逡逑易地構(gòu)造／萬⑶階／＾＾＾／如服／即＾／＾來請求后續(xù)的數(shù)據(jù)分片。逡逑．】．２基于解碼單元的數(shù)據(jù)分片原則逡逑數(shù)據(jù)在命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中總是以命名數(shù)據(jù)包的形式存在，連續(xù)的流媒體數(shù)據(jù)在逡逑絡(luò)中傳輸首先需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行切片封裝。其次，為了降低流媒體數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)帶逡逑的占用，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸之前，流媒體數(shù)據(jù)需要經(jīng)過編碼壓縮。在視頻數(shù)據(jù)壓逡逑編碼技術(shù)中，最具有代表性的就是Ｈ．２６４／ＡＶＣ數(shù)字視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。該壓縮標(biāo)逡逑由于其低碼率、容錯能力強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在工業(yè)界被廣泛應(yīng)用。本逡逑主要討論基于Ｈ．２６４視頻壓縮技術(shù)的視頻數(shù)據(jù)的分片方法。逡逑ＮＤＮ數(shù)據(jù)包最大荷載（ＭＰＳ）：邐＜邐Ｍｌ邐Ｋ邐Ｍ２邐Ｘ邐Ｍ３邐Ｋ邐Ｍ４邐＞逡逑

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