為了解決當前網(wǎng)絡(luò)暴露出來的諸多問題,對未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的研究已經(jīng)形成一個新的領(lǐng)域。而內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(Content-Centric Network,CCN)則是這個領(lǐng)域中非常重要的研究對象。內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的提出是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一次革新,傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)關(guān)心數(shù)據(jù)存儲位置,而內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)則只關(guān)注數(shù)據(jù)本身,數(shù)據(jù)成為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的核心要素,從根本上解決了IP地址耗盡、安全性和移動性等傳統(tǒng)問題,其系統(tǒng)架構(gòu)及相關(guān)支撐技術(shù)研究已成為熱點。該網(wǎng)絡(luò)作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu),通過網(wǎng)內(nèi)緩存解決海量資源請求的問題,每個節(jié)點都具備緩存數(shù)據(jù)的能力,因此緩存性能對內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的整體性能具有決定性影響。本文介紹了內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)模型,并對緩存策略和查找算法兩個方面進行研究。對現(xiàn)有緩存策略調(diào)研發(fā)現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點之間缺少協(xié)作機制,相鄰節(jié)點不能互相通信,導致請求查找速度較慢。基于這個問題,本文提出了一種協(xié)作緩存策略,該策略將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個自治系統(tǒng),指定各系統(tǒng)的控制節(jié)點,協(xié)調(diào)匯總其余公共節(jié)點的緩存情況。在這種協(xié)作緩存策略下,請求能利用鄰域節(jié)點的緩存,以獲得更快的請求處理速度。為了結(jié)論更具普遍性,在任意的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)上,仿真求解現(xiàn)有策略和協(xié)作緩存策略產(chǎn)生的平均跳數(shù)、命中率和平均延時三種參數(shù),對比結(jié)果表明協(xié)作緩存策略使得網(wǎng)絡(luò)性能更佳。對現(xiàn)有緩存查找算法進行研究發(fā)現(xiàn),在整個請求查找階段,節(jié)點中的FIB(Forwarding Information Base)部分的查找最為耗時。針對這一現(xiàn)象,本文提出了一種FIB查找算法,在該算法中,bloom過濾器、哈希表和平衡二叉樹三種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相結(jié)合,哈希表的每個散列條目鏈接至一棵平衡二叉樹。一方面,bloom過濾器可以過濾掉部分錯誤請求,減少整個網(wǎng)絡(luò)的請求處理時間;另一方面,使用平衡二叉樹,可以保證即使在發(fā)生哈希沖突時,依舊能控制請求的處理速度,保持在任何情況下,該查找算法的時間復雜度最差為O(log N)。經(jīng)過仿真實驗,與現(xiàn)有幾種FIB查找算法對比,在本文所提算法下,FIB表查找時間明顯下降,提高了網(wǎng)絡(luò)的整體請求查找速度。
【學位單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TP393.02
【部分圖文】：

對 LCE、LCE 和 P-ASS 三種策略在任意網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)下進行仿真試驗，對比三種緩存策略所產(chǎn)生的平均跳數(shù)、命中率和平均往返時延三個參數(shù)，比較幾種策略的性能優(yōu)劣。圖 3.5 展示了三種緩存策略形成的平均跳數(shù)隨著參數(shù) 的變化，從圖中可以看出，LCE、LCD 和 P-ASS 三種緩存策略隨著 的增大，即用戶請求越集中，平均跳數(shù)都會越來越小。很明顯，無論在何種情況下， P-ASS 策略的平均跳數(shù)都是最小的，隨著 的增大，在平均跳數(shù)方面，P-ASS 策略的優(yōu)越性會比其他兩種策略更加明顯。即內(nèi)容的流行度越高，有更多用戶請求這些內(nèi)容

圖 3.5 平均跳數(shù)隨參數(shù) 的變化.6 展示了在命中率方面，三種緩存策略隨著參數(shù) 的變化情況，從柱狀圖可以看CD 和 P-ASS 三種緩存策略隨著 的增大，命中率會越來越大。當 很小時，即并不高的情況下，三種策略的命中率基本沒有差距，但是對于內(nèi)容流行度比較-ASS 策略的命中率會更高。而且隨著內(nèi)容流行度的不斷增大，P-ASS 策略在命越性更明顯。aaa a

圖 3.7 平均往返時延隨參數(shù) 的變化仿真實驗，圖 3.7 展示了在不同 情況下，三種策略的平均往返時延情況。從看出，隨著用戶請求內(nèi)容流行度的不斷增加，三種策略的平均往返時延一直在論在哪種內(nèi)容流行度的情況下，P-ASS 策略相比于現(xiàn)有的兩種緩存策略，其平是最好的。以上實驗數(shù)據(jù)，可以看出: 越大，即越多的用戶請求相同的內(nèi)容時，內(nèi)容流三種緩存策略的性能就越好，而且無論內(nèi)容流行度如何，P-ASS 策略在平均跳平均往返時延三個方面的性能，都比現(xiàn)有的兩種策略更加優(yōu)越。來，在保證 參數(shù)一致的情況下，修改網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的緩存大小，仿真驗證在不絡(luò)性能隨節(jié)點緩存大小的變化情況。對比三種緩存策略所產(chǎn)生的平均跳數(shù)、命返時延三個參數(shù)，對比性能優(yōu)劣。3.8 中的數(shù)據(jù)，展示了三種緩存策略的命中率隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的緩存大小的變化情節(jié)點緩存空間越來越大，能夠存儲的內(nèi)容越來越多，三種策略的命中率也會越aaaa

【參考文獻】

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1 周舟;付文亮;嵩天;劉慶云;;一種基于并行Bloom Filter的高速URL查找算法[J];電子學報;2015年09期

本文編號：2817226