隨著通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將以內(nèi)容分發(fā)與共享為主要應(yīng)用,同時將有成千上萬的終端接入網(wǎng)絡(luò)供用戶使用,現(xiàn)有的以IP地址為中心的互聯(lián)網(wǎng)無法解決尋址復(fù)雜和帶寬有限的不足,而內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(Content Centric Networking,CCN)通過關(guān)注數(shù)據(jù)內(nèi)容本身而不是數(shù)據(jù)內(nèi)容所在位置,解決了端到端通信模式中每次存取內(nèi)容都要間接映射到內(nèi)容所在設(shè)備的問題。CCN在命名、安全、路由、緩存和傳輸?shù)确矫婢兄鴿撛趦?yōu)勢,而其中路由與緩存策略是在內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)中的兩個關(guān)鍵研究方向。對路由和緩存策略進行設(shè)計和改進可以有效地提升內(nèi)容檢索效率,降低網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)負(fù)載。論文選題來源于國家自然科學(xué)基金《以內(nèi)容為中心的移動自組織社交網(wǎng)絡(luò)緩存技術(shù)研究》(課題編號:61502046)和網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)建與融合北京市重點實驗室開放基金項目《基于用戶偏好的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)無線網(wǎng)絡(luò)緩存技術(shù)研究》。論文主要針對面向社交的內(nèi)容分發(fā)需求,設(shè)計了基于用戶偏好特性的路由和緩存策略。論文主要研究內(nèi)容如下:(1)論文概述了目前內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu)、節(jié)點模型、關(guān)鍵技術(shù)以及相關(guān)仿真平臺。同時總結(jié)了內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的路由和緩存技術(shù),歸納了 CCN路由和緩存策略目前的研究現(xiàn)狀。(2)為了充分利用中間路由節(jié)點上緩存的內(nèi)容并降低控制開銷,本文提出了一種基于用戶偏好相似度的路由策略(User Preference Similarity based Routing Strategy,UPSR)。首先定義并引入了有向鏈路的用戶偏好相似度,接著將其和鏈路時延、鏈路帶寬相整合計算鏈路損耗,最后為每個內(nèi)容類別分別計算節(jié)點每個端口的轉(zhuǎn)發(fā)損耗并提供最佳轉(zhuǎn)發(fā)的下一跳。仿真表明經(jīng)比較后該策略在服務(wù)器負(fù)載、緩存替換率、平均獲取時延和獲取成功率方面綜合表現(xiàn)最佳。緩存冗余的降低可以有效提升緩存替換率和平均獲取時延的表現(xiàn)。(3)為了降低流行度統(tǒng)計開銷,同時考慮用戶偏好的時效性,本文提出了一種基于內(nèi)容流行度預(yù)測的緩存策略(Content Popularity Prediction based Caching Strategy,CPPC)。首先每個節(jié)點對所有內(nèi)容進行聚類,接著按周期統(tǒng)計并預(yù)測出每個內(nèi)容類別的流行度值,最后根據(jù)預(yù)測結(jié)果,節(jié)點做出相應(yīng)的緩存判決。仿真表明經(jīng)比較后該策略在緩存替換率、緩存命中率和內(nèi)容獲取平均跳數(shù)方面都具有更好的性能,流行度預(yù)測能夠有效提升后兩者的性能表現(xiàn)。同時,通過仿真驗證了論文提出的UPSR和CPPC策略進行路由和緩存協(xié)作時的性能增益。
【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】：

－種貓干內(nèi)容軌跡的多徑路山策略。在這個策略中，建立了?－？個新的表叫做多徑??搜索表（Ｍｕｌｔｉｐａｔｈ?Ｓｅａｒｃｈ?Ｔａｂｌｅ，ＭＳＴ），其屮毎個條丨丨包含了數(shù)據(jù)包的名字、潛??在可用端Ｕ和條目的上？次更新吋間，如圖２－１１所承，起初節(jié)點１使用路徑１??向服務(wù)器Ｐ請求數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包沿Ｐ－５－４－１返冋并在沿途留下數(shù)據(jù)包副本。此時，??節(jié)點４的ＭＳＴ就會記錄下數(shù)據(jù)包離開的端口。之后，節(jié)點４和節(jié)點５的數(shù)據(jù)包??副本被替換，只打節(jié)點１擁打該數(shù)據(jù)包副本。此時，力節(jié)點２?Ｗ次向網(wǎng)絡(luò)請求該??２１??

圖２－丨丨反向路徑路由策略示意圖??這種新述立？個額外路山表的方式發(fā)展到活期還加入了路由和緩存的協(xié)作。??文獻１４５１沿）丨ｒ／文獻［４４］的思路，如圖２－１２所示，許點２由于介數(shù)中心忡值比較大??被網(wǎng)絡(luò)推舉為控制節(jié)點。首先，節(jié)點６向服務(wù)器Ｐ發(fā)送興趣包請求數(shù)裾，興趣包??會提前比較中間路由節(jié)點的介數(shù)中心性值并告訴數(shù)據(jù)包緩存在節(jié)點２。然而考慮??到控制節(jié)點緩存空間有限并丨丨．內(nèi)容會被頻繁地ｍ奐，控制節(jié)點２比較周丨領(lǐng)節(jié)點的??介數(shù)屮心ｎ和流行度之后將內(nèi)容緩存至節(jié)點５，）丨＇？且記錄在＾身的介數(shù)中心牲和??流行度表（Ｂｅｔｗｅｅｎｎｅｓｓ?Ｃｅｎｔｒａｌｉｔｙ?ａｎｄ?Ｐｏｐｕｌａｒｉｔｙ?Ｔａｂｌｅ，ＢＣＰＴ）?Ｉ．．。之ＪＰｉ．當(dāng)－＇｜ＶＡ??２收到節(jié)點４發(fā)起的相同興趣包時，會查詢自身的ＢＣＰＴ，比較網(wǎng)絡(luò)中哪個數(shù)據(jù)??包副本離自身最近。這里，節(jié)點２會選擇向隔一跳的節(jié)點５而不逛隔兩跳的服務(wù)??器Ｐ轉(zhuǎn)發(fā)。??％??＾?１?服務(wù)器?Ｐ??－—數(shù)據(jù)包??圖２－１２路由與緩存協(xié)作策略示意圖??文獻｜４６｜Ｍ樣提出了－種流行度驅(qū)使的多徑路山和緩存策略。Ｗ點會將接收??到的數(shù)據(jù)包副本根據(jù)內(nèi)容流行度發(fā)送至它的下游節(jié)點緩存，并記錄在纟丨身的緩存??２２??

（３??畫緩存內(nèi)咨可用□緩存被鋝換??圖２－丨丨反向路徑路由策略示意圖??這種新述立？個額外路山表的方式發(fā)展到活期還加入了路由和緩存的協(xié)作。??文獻１４５１沿）丨ｒ／文獻［４４］的思路，如圖２－１２所示，許點２由于介數(shù)中心忡值比較大??被網(wǎng)絡(luò)推舉為控制節(jié)點。首先，節(jié)點６向服務(wù)器Ｐ發(fā)送興趣包請求數(shù)裾，興趣包??會提前比較中間路由節(jié)點的介數(shù)中心性值并告訴數(shù)據(jù)包緩存在節(jié)點２。然而考慮??到控制節(jié)點緩存空間有限并丨丨．內(nèi)容會被頻繁地ｍ奐，控制節(jié)點２比較周丨領(lǐng)節(jié)點的??介數(shù)屮心ｎ和流行度之后將內(nèi)容緩存至節(jié)點５，）丨＇？且記錄在＾身的介數(shù)中心牲和??流行度表（Ｂｅｔｗｅｅｎｎｅｓｓ?Ｃｅｎｔｒａｌｉｔｙ?ａｎｄ?Ｐｏｐｕｌａｒｉｔｙ?Ｔａｂｌｅ，ＢＣＰＴ）?Ｉ．．。之ＪＰｉ．當(dāng)－＇｜ＶＡ??２收到節(jié)點４發(fā)起的相同興趣包時，會查詢自身的ＢＣＰＴ，比較網(wǎng)絡(luò)中哪個數(shù)據(jù)??包副本離自身最近。這里，節(jié)點２會選擇向隔一跳的節(jié)點５而不逛隔兩跳的服務(wù)??器Ｐ轉(zhuǎn)發(fā)。??％??＾?１?服務(wù)器?Ｐ??－—數(shù)據(jù)包??圖２－１２路由與緩存協(xié)作策略示意圖??文獻｜４６｜Ｍ樣提出了－種流行度驅(qū)使的多徑路山和緩存策略。Ｗ點會將接收??到的數(shù)據(jù)包副本根據(jù)內(nèi)容流行度發(fā)送至它的下游節(jié)點緩存
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本文編號：2872842