本文關(guān)鍵詞：基于網(wǎng)絡(luò)緩存的協(xié)同傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展,海量新型應(yīng)用和需求層出不窮,傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)以位置為中心的互聯(lián)互通設(shè)計暴露出種種弊端。在未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究領(lǐng)域中,以身份與位置分離映射,命名內(nèi)容與位置分離和全網(wǎng)范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)緩存等為特征的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)成為重點研究方向。在未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中,基于命名內(nèi)容的通信以及全網(wǎng)范圍內(nèi)的節(jié)點緩存轉(zhuǎn)發(fā)使得傳統(tǒng)五元組的端到端傳輸模型已經(jīng)無法適應(yīng)新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。針對不斷涌現(xiàn)的未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),如何設(shè)計有效的傳輸策略是保障網(wǎng)絡(luò)性能、流量均衡和用戶體驗的重要基礎(chǔ)。本文主要圍繞以一體化標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)為代表的映射網(wǎng)絡(luò)緩存和以內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)為代表的命名內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)緩存,針對基于網(wǎng)絡(luò)緩存的協(xié)同傳輸策略進行研究,論文的主要工作和創(chuàng)新點如下：1.提出了基于網(wǎng)絡(luò)緩存的傳輸模型。首先,本章建立了傳統(tǒng)端到端傳輸模型和基于網(wǎng)絡(luò)緩存的端到端傳輸模型,分析了端到端模型傳輸成功概率和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)微積分的理論分析了兩種傳輸協(xié)議流量的網(wǎng)絡(luò)性能。最后,通過在Ns-2上對不同占比的流量組合和不同總量流量兩種場景下的傳輸性能進行仿真實驗,仿真結(jié)果從平均時延、丟包率和傳輸效率等方面對傳輸性能進行了定量分析,為未來網(wǎng)絡(luò)傳輸策略的設(shè)計和優(yōu)化提供了方向和數(shù)據(jù)參考。2.提出了一種基于分層感知的最小緩存集合協(xié)同傳輸策略。本章首先提出了一種分層感知算法,定義了命名內(nèi)容緩存節(jié)點的感知參數(shù),感知參數(shù)分別對應(yīng)節(jié)點鄰居特性,中心特性和權(quán)重特性,三種特性對請求內(nèi)容獲取路徑和內(nèi)容緩存位置影響巨大。其次,設(shè)計了一種基于分層感知算法的最小緩存集合機制,實現(xiàn)多節(jié)點分布式協(xié)同的傳輸策略。通過對分層感知算法和最小緩存集合機制的協(xié)同傳輸策略在兩種拓?fù)浜筒煌脩粼L問行為場景下的仿真實驗,從緩存命中率,網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載和訪問延時方面進行了性能分析。仿真結(jié)果表明,分層感知算法促使網(wǎng)絡(luò)請求響應(yīng)加速,緩存命中率提高,網(wǎng)絡(luò)負(fù)載有所降低,基于分層感知的最小緩存集合機制下的協(xié)同傳輸策略,能夠?qū)崿F(xiàn)快速分布式響應(yīng)內(nèi)容請求,增加緩存與請求的緊耦合性,提高緩存命中率并降低網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載.3.提出了一種基于命名內(nèi)容熱點攻擊預(yù)測的協(xié)同傳輸控制策略。本章首先提出了一種基于等待興趣包列表的熱點攻擊預(yù)測算法,該算法在命名內(nèi)容請求階段就預(yù)測可能的熱點攻擊,當(dāng)超過預(yù)警閾值時,采取應(yīng)對措施,提高緩存內(nèi)容與請求內(nèi)容的耦合度。其次,本章設(shè)計了一種首跳擁塞控制機制,通過對首跳節(jié)點的有效等待時間、緩存內(nèi)容及緩存位置等方面進行調(diào)整,從而避免熱點攻擊造成網(wǎng)絡(luò)擁塞�；跓狳c攻擊預(yù)測和首跳擁塞控制的傳輸策略在不同拓?fù)洳煌詈隙惹闆r下網(wǎng)絡(luò)性能仿真實驗結(jié)果表明,熱點預(yù)測能夠提高緩存內(nèi)容與用戶需求的耦合度,在緩存命中率、網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載和訪問延時方面具有優(yōu)勢。首跳擁塞控制機制的仿真結(jié)果表明,當(dāng)熱點攻擊程度加強時,首跳控制網(wǎng)絡(luò)具有更強的魯棒性,在緩存命中率、網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載和訪問延時方面的性能表現(xiàn)更好。4.提出了一種基于連接標(biāo)識映射緩存的協(xié)同傳輸策略。連接標(biāo)識是一體化標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)提出的四類標(biāo)識中的一種,基于連接標(biāo)識映射的協(xié)同傳輸策略能夠充分利用映射節(jié)點和管理節(jié)點的協(xié)同工作,將內(nèi)容傳輸?shù)目刂坪娃D(zhuǎn)發(fā)分離,實現(xiàn)可控可管的傳輸策略。同時,基于連接標(biāo)識的傳輸過程隱藏了傳統(tǒng)五元組信息,提高了傳輸安全性和隱私性。連接標(biāo)識全局唯一性和多組沖突概率的仿真實驗,驗證了基于連接標(biāo)識映射緩存的協(xié)同傳輸策略的可行性和安全性�；谶B接標(biāo)識的協(xié)同傳輸策略的仿真實驗,一對一傳輸過程中基于連接標(biāo)識的傳輸效率比傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)傳輸效率略低,但是安全性更高；通過連接標(biāo)識映射的靈活多變,能夠靈活地實現(xiàn)一對多和多對多的傳輸,基于連接標(biāo)識的傳輸策略控制形成不同的流量組合在丟包率、傳輸時延和傳輸效率的表現(xiàn)能夠得到調(diào)整優(yōu)化。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP393.02

【參考文獻】

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1 張宏科;蘇偉;;新網(wǎng)絡(luò)體系基礎(chǔ)研究——一體化網(wǎng)絡(luò)與普適服務(wù)[J];電子學(xué)報;2007年04期

2 楊冬;周華春;張宏科;;基于一體化網(wǎng)絡(luò)的普適服務(wù)研究[J];電子學(xué)報;2007年04期

3 董平;秦雅娟;張宏科;;支持普適服務(wù)的一體化網(wǎng)絡(luò)研究[J];電子學(xué)報;2007年04期

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本文編號：1295842