在5G時代,大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提出了異構(gòu)性、可擴(kuò)展性、移動性和安全性四大挑戰(zhàn)�；赥CP/IP的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)存在IP標(biāo)識與位置綁定的二義重載問題,難以應(yīng)對這四大挑戰(zhàn)。命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（Named Data Networking,NDN）將內(nèi)容作為第一語義,具有網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層邏輯拓?fù)湟恢滦浴DN對這四大挑戰(zhàn)的支持分別體現(xiàn)在:網(wǎng)絡(luò)層命名屏蔽了底層異構(gòu)細(xì)節(jié),端到端解耦及網(wǎng)絡(luò)層緩存使得NDN天然支持多對多通信和廣播,消費者驅(qū)動的通信模式為消費者移動性提供原生支持,面向內(nèi)容的內(nèi)生安全更輕量可信。文中總結(jié)了基于NDN構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)亟待解決的問題,并對NDN與邊緣計算、軟件定義網(wǎng)絡(luò)和區(qū)塊鏈結(jié)合來構(gòu)建邊緣存儲和計算模型、集中式與分布式結(jié)合的控制模型、分布式安全模型提出了展望。 

【文章來源】：計算機(jī)科學(xué). 2020,47(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

5G的三大應(yīng)用場景

針對當(dāng)今用戶對互聯(lián)網(wǎng)的核心需求從端到端連接轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)容分發(fā)這一現(xiàn)狀,NDN在整體架構(gòu)上以內(nèi)容本身為中心,可尋址對象不僅包括設(shè)備終端,還包括內(nèi)容對象、服務(wù)程序、用戶指令等。如圖2所示,NDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)沿用了TCP/IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的 “沙漏”模型,但是“瘦腰”部分(IP層)在NDN中被命名數(shù)據(jù)所代替,通過檢索和匹配數(shù)據(jù)命名來轉(zhuǎn)發(fā)和獲取數(shù)據(jù)。NDN采用Interest包和Data包一一對應(yīng)的“拉”數(shù)據(jù)通信原語,每個轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點維護(hù)轉(zhuǎn)發(fā)信息表(Forwarding Information Base,FIB )、 請求等待表(Pending Interest Table,PIT)和內(nèi)容倉庫(Content Store,CS)3種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。NDN體系架構(gòu)的設(shè)計遵循以下原則[21]。

從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計角度分析,NDN可以更高效地應(yīng)對TCP/IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)。如圖3所示,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的“瘦腰”從TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中的以位置為中心轉(zhuǎn)變?yōu)镹DN中的以數(shù)據(jù)為中心,通信方式從面向連接轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦騼?nèi)容。NDN構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢已被實際部署效果所驗證。文獻(xiàn)[32-33]基于NDN網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了家庭物聯(lián)網(wǎng)demo,通過與基于TCP/IP的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧6LoWPAN/RPL/UDP比較,證明了基于NDN構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)在能耗、傳輸數(shù)據(jù)包數(shù)量、內(nèi)存效率等方面具有優(yōu)勢。文獻(xiàn)[34]在單跳和多跳場景下將NDN分別與基于IP的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層協(xié)議CoAP和MQTT進(jìn)行比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn)基于NDN的部署方案更加輕量級,而且在多跳場景下具有更強(qiáng)的可靠性。下文將分別從網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性、可擴(kuò)展性、移動性、安全性4個方面具體分析將NDN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)場景的主要優(yōu)勢,并總結(jié)相關(guān)研究進(jìn)展。4.1 異構(gòu)性


本文編號：3577286