近年來網(wǎng)絡(luò)中移動設(shè)備的數(shù)量不斷增多,設(shè)備移動性是未來互聯(lián)網(wǎng)的一個核心特點,將信息中心網(wǎng)絡(luò)(ICN)應(yīng)用在無線通信環(huán)境具有必要性。在ICN中,請求節(jié)點移動使得內(nèi)容無法及時到達(dá)請求節(jié)點處,導(dǎo)致內(nèi)容的獲取時間增加。同時,請求內(nèi)容的獲取過程中,中間節(jié)點移動將使回傳的數(shù)據(jù)包無法找到下一跳轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點,造成數(shù)據(jù)包的回傳路徑中斷。所以,在無線通信環(huán)境中,研究ICN請求節(jié)點和中間節(jié)點的移動切換方法具有重要的研究價值。本文首先分析ICN中請求節(jié)點和中間節(jié)點移動管理的研究現(xiàn)狀,針對請求節(jié)點移動造成的內(nèi)容獲取時延大的問題,設(shè)計了一種基于分布式緩存的請求節(jié)點移動切換方法,該方法中請求節(jié)點移動前,內(nèi)容源將被請求內(nèi)容分布式地緩存在網(wǎng)路邊緣接入路由器中,保證請求節(jié)點每次移動到新位置后可以從接入路由器獲得內(nèi)容。本文對內(nèi)容的緩存放置方案建立了數(shù)學(xué)模型,模型的目標(biāo)是請求節(jié)點獲得內(nèi)容的時延開銷和緩存操作造成的緩存開銷最小,并且提出了內(nèi)容更新算法,該算法提高了節(jié)點緩存的利用率。針對中間節(jié)點移動造成的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)路徑中斷的問題,設(shè)計了一種基于節(jié)點選擇的中間節(jié)點移動切換方法,該方法在節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時,首先通過轉(zhuǎn)發(fā)概率計算方法獲得節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)概率,然后選擇轉(zhuǎn)發(fā)概率最大的節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā),防止了丟包現(xiàn)象的發(fā)生。本文基于ndnSIM仿真實現(xiàn)了上述方法的重要功能,包括:內(nèi)容緩存方案的確定,數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)策略的制定等,在仿真平臺進(jìn)行的實驗表明所提方案在請求節(jié)點獲取內(nèi)容的時延和請求效率等方面具有更好的性能。
【學(xué)位單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP393.0
【部分圖文】：

ｃｏｐｐｅｒ邋ｆｉｂｅｒ邋ｒａｄｉｏ．．．邐ｃｏｐｐｅｒ邋ｆｉｂｅｒ邋ｒａｄｉｏ．．．逡逑圖２－１邋ＩＰ與ＩＣＮ架構(gòu)對比逡逑ＩＣＮ中將內(nèi)容提升為網(wǎng)絡(luò)的核心，因為正如剛才提到的，網(wǎng)絡(luò)用戶僅僅關(guān)注自己逡逑要請求的內(nèi)容是什么，而不想關(guān)注請求內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)中的哪個位置，所以ＩＣＮ為網(wǎng)絡(luò)逡逑用戶進(jìn)行高效快速的內(nèi)容獲取提供了內(nèi)在的支持。同時，ＩＣＮ為內(nèi)容分配網(wǎng)絡(luò)中唯一逡逑的內(nèi)容名字，為內(nèi)容提供唯一的索引，ＩＣＮ中的命名機(jī)制也很健全，包括層次化命名逡逑方式和扁平化命名方式。ＩＣＮ中還有一個核心的特性，中間節(jié)點可以緩存內(nèi)容，這樣，逡逑無形中增加了內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)中的副本數(shù)量，具有緩存內(nèi)容的中間節(jié)點可以作為另外的逡逑內(nèi)容提供方為內(nèi)容請求方發(fā)送數(shù)據(jù)包。所以，ＩＣＮ對于內(nèi)容的獲取具有很好的支持性。逡逑８逡逑

最后，只要請求包和內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)中被匹配上，內(nèi)容源或者擁有內(nèi)容的中間逡逑節(jié)點就發(fā)送含有內(nèi)容的數(shù)據(jù)包返回請求節(jié)點，數(shù)據(jù)包的返回路徑是請求節(jié)點的逆路逡逑徑。信息中心網(wǎng)絡(luò)中的通信模式圖２－４所示。逡逑內(nèi)容源逡逑ａｔ邋＆逡逑ｓ逡逑邐？內(nèi)容請求消息逡逑請求者逡逑——＾內(nèi)容應(yīng)答消息逡逑圖２－４丨ＣＮ中的通信模式逡逑１）邋ＮＤＮ逡逑命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的通信模式是以接收端為驅(qū)動的，這種通信模式是通過請求包逡逑和數(shù)據(jù)包實現(xiàn)的，ＮＤＮ中請求包和數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖２－５所示。命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中逡逑１２逡逑

請求者Ｎ逡逑圖３－１請求節(jié)點移動場景逡逑如圖３－１所示，請求節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中多次的發(fā)生移動，比如請求節(jié)點在向內(nèi)容源Ｐ逡逑請求資源（可以是圖片，文字或者視頻）［５］，但是請求資源的過程中發(fā)生了移動，使逡逑得資源無法及時到達(dá)請求節(jié)點處。具體過程可以描述為：當(dāng)請求節(jié)點在原位置未發(fā)逡逑生移動時，根據(jù)自己的需要向內(nèi)容源發(fā)送請求包請求內(nèi)容，當(dāng)數(shù)據(jù)包還未轉(zhuǎn)發(fā)到請逡逑求節(jié)點處時，請求節(jié)點開始發(fā)生移動。則在請求節(jié)點切換期間，請求節(jié)點己經(jīng)離開逡逑了原接入路由器，原接入路由器仍然將回傳的數(shù)據(jù)包按照ＰＩＴ中記錄的接口進(jìn)行轉(zhuǎn)逡逑發(fā)，導(dǎo)致請求節(jié)點無法獲得回傳的數(shù)據(jù)包，同時會造成回傳的數(shù)據(jù)包丟失。當(dāng)請求逡逑節(jié)點接入到新位置后，由于之前請求的內(nèi)容在請求包超時后還未轉(zhuǎn)發(fā)到請求節(jié)點處，逡逑默認(rèn)的處理機(jī)制是重新發(fā)送請求包至內(nèi)容源處請求所需內(nèi)容。在請求節(jié)點接入到新逡逑位置的一段時間后，請求節(jié)點又開始發(fā)生移動，則會重復(fù)上面描述的過程。當(dāng)請求逡逑節(jié)點再次接入到新位置后

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本文編號：2813908