本文關鍵詞：面向數(shù)據(jù)的內(nèi)容分發(fā)架構研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展,人們對數(shù)據(jù)內(nèi)容本身的需求越來越強烈,網(wǎng)絡的目的不再是主機到主機通信,而是實現(xiàn)內(nèi)容的分發(fā)。目前廣泛應用的CDN(Content Delivery Network)技術是一種“增量式”的解決方案,在一定程度上緩解了用戶對內(nèi)容的需求。CDN的基本思想是將用戶導向離其最近的服務器,并通過有效的管理機制達到負載均衡的效果。然而,CDN的實現(xiàn)機制仍然是主機到主機通信,并沒有考慮內(nèi)容屬性,不提供在內(nèi)容上細粒度的控制。另外,CDN沒有解決IP網(wǎng)絡在靈活轉發(fā)、安全性和數(shù)據(jù)分發(fā)方面的局限性且其部署復雜。 ICN (Information-Centric Networks)是未來網(wǎng)絡領域的一種“革新式”的以內(nèi)容為中心的網(wǎng)絡體系,它改變了當前網(wǎng)絡端到端的通信傳輸機制,即拋棄了TCP／IP體系結構,從零開始重新設計未來互聯(lián)網(wǎng)。ICN從面向數(shù)據(jù)的角度解決了現(xiàn)有內(nèi)容分發(fā)技術的問題,將內(nèi)容和終端的位置分離,用戶可以直接用想要請求的數(shù)據(jù)名字來獲取數(shù)據(jù)。ICN提供全網(wǎng)緩存,用戶請求可以被請求路徑上存儲了內(nèi)容副本的任意節(jié)點響應。另外,在移動性、安全性以及轉發(fā)靈活性等方面能提供更好的性能,適應物聯(lián)網(wǎng)、大流量視頻、社交網(wǎng)絡等新型應用模式。但是這種“革新式”的解決方案與現(xiàn)存的IP網(wǎng)絡無法兼容,基礎設施建設成本開銷巨大,在實際應用中阻礙較大。目前針對ICN的研究大多集中在路由協(xié)議、數(shù)據(jù)轉發(fā)、緩存機制等方面,在提高ICN與現(xiàn)有IP網(wǎng)絡設施兼容能力方面相關工作并不多。 本文首先從傳統(tǒng)的ICN研究熱點——緩存機制出發(fā),設計了一種混合哈希路由緩存機制,通過選擇合適的路徑來提供緩存命中率和鏈路負載之間的折中,保證較優(yōu)的緩存命中率的同時最小化額外的鏈路負載。另外,我們主張緩存替換策略應該與緩存機制相輔相成,針對該混合哈希路由緩存機制,我們提出了一個新的緩存替換策略LH-FU (Least Hop-Frequently Used),進一步優(yōu)化系統(tǒng)緩存命中率。其次,為了使ICN體系結構具有更強的適用性、更高的可行性以及更可觀的經(jīng)濟效益,本文針對IP網(wǎng)絡和內(nèi)容分發(fā)技術的不足,在分析CDN和ICN原理的基礎上,設計了部署在現(xiàn)有網(wǎng)絡上的局部ICN方案——面向數(shù)據(jù)的內(nèi)容分發(fā)架構。該架構底層支持面向名字的路由協(xié)議,同時支持向下兼容(基于IP的路由)。我們的設計目標是比傳統(tǒng)CDN架構更簡單,與“革新式”的ICN相比,能更好的與現(xiàn)有網(wǎng)絡設施兼容。 我們在真實的域內(nèi)拓撲上進行了大量的仿真來評估混合哈希路由方案,將其與其他緩存機制進行了對比。結果表明,混合哈希路由在緩存命中率和鏈路負載指標上的綜合表現(xiàn)優(yōu)于其他方案,保證緩存命中率的同時有效降低了域內(nèi)鏈路負載,使用戶獲得更優(yōu)的體驗質(zhì)量。另外,通過將LH-FU與不同的緩存機制組合試驗驗證了LH-FU與混合哈希路由方案協(xié)作能進一步提高緩存命中率。最后,部署了一個簡易的系統(tǒng)原型驗證我們架構的可行性。
【關鍵詞】：信息中心網(wǎng)絡 內(nèi)容分發(fā) 哈希路由 協(xié)作緩存
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP393.02
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目錄8-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 論文研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 ICN的緩存機制13-14
• 1.2.2 ICN的未來方向14
• 1.3 論文主要內(nèi)容14-15
• 1.4 論文結構安排15-17
• 第2章 CDN、ICN基本原理與技術17-26
• 2.1 CDN基本原理17-19
• 2.2 ICN基本原理19-24
• 2.2.1 IP網(wǎng)絡面臨的挑戰(zhàn)19-20
• 2.2.2 ICN基本原理20-22
• 2.2.3 ICN關鍵技術22-23
• 2.2.4 ICN的優(yōu)勢23-24
• 2.3 ICN方案舉例24-25
• 2.4 本章小結25-26
• 第3章 混合哈希路由方案和緩存替換策略26-33
• 3.1 哈希路由工作機制26-27
• 3.2 對稱、非對稱和多播哈希路由27-29
• 3.3 混合哈希路由方案29-30
• 3.4 緩存替換策略LH-FU30-31
• 3.5 本章小結31-33
• 第4章 面向數(shù)據(jù)的內(nèi)容分發(fā)架構設計33-42
• 4.1 設計目標和關鍵技術33-37
• 4.1.1 設計目標與原理33-34
• 4.1.2 HTTP協(xié)議34-36
• 4.1.3 反向代理模式36-37
• 4.2 面向數(shù)據(jù)的內(nèi)容分發(fā)體系結構37-40
• 4.2.1 系統(tǒng)框架描述37-39
• 4.2.2 ICN功能擴展39-40
• 4.3 本章小結40-42
• 第5章 實驗仿真及結果分析42-62
• 5.1 仿真工具42-45
• 5.1.1 ICN試驗技術簡介42
• 5.1.2 仿真配置和通信模型42-45
• 5.2 算法實現(xiàn)45-48
• 5.2.1 HR Hybrid SMA實現(xiàn)46-47
• 5.2.2 LH-FU替換策略的實現(xiàn)47-48
• 5.3 實驗結果及分析48-57
• 5.3.1 評估HR Hybrid SMA機制48-54
• 5.3.2 評估LH-FU算法54-57
• 5.4 系統(tǒng)原型部署與測試57-61
• 5.4.1 系統(tǒng)原型部署57-58
• 5.4.2 功能測試58-61
• 5.5 本章小結61-62
• 第6章 結束語62-64
• 6.1 全文總結62-63
• 6.2 未來展望63-64
• 參考文獻64-68
• 作者簡介及在學期間所取得的科研成果68-69
• 致謝69

【共引文獻】

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本文編號：282722