內(nèi)容中心網(wǎng)絡的緩存機制研究.pdf

1、隨著流媒體等新業(yè)務在互聯(lián)網(wǎng)流量中所占比重不斷增加，以及云計算、物聯(lián)網(wǎng)、社交網(wǎng)絡等新型網(wǎng)絡應用的出現(xiàn)，使得互聯(lián)網(wǎng)應用從以面向主機的端到端通信模式為主轉(zhuǎn)向以用戶驅(qū)動的信息內(nèi)容獲取為主。傳統(tǒng) TCP/IP網(wǎng)絡在可擴展性、移動性及安全性等方面存在諸多挑戰(zhàn)。因此信息中心網(wǎng)絡(Information Centric Networks，ICN）體系結(jié)構(gòu)被提出，其中內(nèi)容中心網(wǎng)絡（Content Centric Networks， CCN）是最具代表性的

2、信息中心網(wǎng)絡架構(gòu)。
　　內(nèi)容中心網(wǎng)絡CCN把內(nèi)容當成基本的實體，每個內(nèi)容都有一個全局唯一的命名標識。根據(jù)內(nèi)容名稱對內(nèi)容進行定位、路由與傳輸，CCN從根本上改變了數(shù)據(jù)包的封裝結(jié)構(gòu)和尋址方式，關(guān)注點從地址和主機轉(zhuǎn)移到內(nèi)容本身。CCN的關(guān)鍵技術(shù)之一就是利用網(wǎng)內(nèi)緩存技術(shù)提高網(wǎng)絡資源利用率，減少用戶訪問內(nèi)容的延遲。CCN當前所采用的方法是處處緩存策略，該策略使得數(shù)據(jù)包回傳路徑上的每個網(wǎng)絡節(jié)點都進行數(shù)據(jù)包緩存，易造成嚴重內(nèi)容冗余，減少了緩存內(nèi)

3、容的多樣性。為解決該問題，本論文從兩個不同的角度提出了兩種CCN緩存機制并進行了性能分析與評價及對比，具體內(nèi)容如下：
　　提出了一種基于節(jié)點中心性度量的緩存機制（The node Centrality Metric based Caching，CMC）。CMC利用控制器獲取整個網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)和緩存空間空閑率，根據(jù)拓撲的連接關(guān)系分別計算各節(jié)點的度中心性、緊密中心性和介數(shù)中心性，并將這三個度量和緩存空間空閑率作為緩存節(jié)點選擇的重要指標

4、。仿真實驗表明：與傳統(tǒng) CCN緩存機制相比，CMC可以有效地提高緩存內(nèi)容命中率，降低獲取內(nèi)容的跳數(shù)和平均請求時延。
　　提出了一種利用 K均值算法的緩存機制（K-means algorithm based Caching mechanism，KCache）。KCache利用控制器獲取各交換機上內(nèi)容的請求次數(shù)以及網(wǎng)絡狀態(tài)信息，在控制器端使用自適應方式確定閾值選擇有效樣本，然后利用樣本數(shù)據(jù)確定緩存節(jié)點數(shù)，最后基于代價的方式對樣本進行分