內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)路由和緩存機(jī)制研究.pdf

1、越來(lái)越多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用或服務(wù)只關(guān)心內(nèi)容本身，而不在意內(nèi)容所在位置，這與當(dāng)前基于主機(jī)到主機(jī)的通信模式不匹配，內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)正是在此基礎(chǔ)上提出的全新解決方案。內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)中三大基本元素是訂閱發(fā)布語(yǔ)義、通用緩存和以內(nèi)容為導(dǎo)向的安全模型。發(fā)布訂閱系統(tǒng)將內(nèi)容發(fā)布者和訂閱者從時(shí)間和空間上徹底分離，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)內(nèi)置緩存的使用，使得內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)中基于內(nèi)容名字的路由機(jī)制有別于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)路由機(jī)制。緩存機(jī)制和路由機(jī)制的設(shè)計(jì)是內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重點(diǎn)。本文對(duì)內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)中路由

2、機(jī)制和緩存機(jī)制進(jìn)行研究，提出相應(yīng)的解決方案，并對(duì)緩存和路由機(jī)制進(jìn)行建模優(yōu)化。
　　本文研究?jī)?nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)中路由機(jī)制和緩存機(jī)制。工作主要集中在以下五個(gè)方面：
　　1．核心邊緣分離內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下路由機(jī)制研究
　　在基于屬性的命名方式下，給出了適用于核心邊緣分離的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)（ICN）的路由機(jī)制HHR。在核心域中采用類似Chord環(huán)的結(jié)構(gòu)路由內(nèi)容目標(biāo)，而邊緣網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容目標(biāo)交付分成三部分，LR，DLPC和RPR。LR可以根據(jù)各

3、邊緣域自身的情況選擇適合自己的路由機(jī)制，而本文中提出逐步部署的分級(jí)結(jié)構(gòu)路由方式同時(shí)解決DLPC和RPR。仿真結(jié)果表明，HHR路由機(jī)制能夠避免內(nèi)容信息或請(qǐng)求信息的全網(wǎng)洪泛，能快速被部署，且適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。
　　2．基于節(jié)能的路由和緩存優(yōu)化方案研究
　　節(jié)能作為時(shí)下熱議的話題，不得不在內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中被考慮。文章中首先對(duì)內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)能耗進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。在節(jié)能方案中同時(shí)考慮內(nèi)容路由和緩存配置問(wèn)題。并提出相應(yīng)的分步實(shí)現(xiàn)算法，RSW

4、C在不考慮緩存的情況下部署業(yè)務(wù)量，獲得整個(gè)方案的初始解，RSC則在初始解的基礎(chǔ)上加入考慮緩存，再逐步調(diào)整鏈路上的業(yè)務(wù)量，使得最終消耗的能量盡可能小。
　　3．基于預(yù)取操作的緩存機(jī)制
　　針對(duì)內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)中分塊通信模式，提出基于預(yù)取操作的緩存機(jī)制。提出兩種預(yù)取操作驅(qū)動(dòng)模式：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模式和緩存驅(qū)動(dòng)模式。對(duì)某個(gè)緩存路由器，如果收到的下游請(qǐng)求滿足滿足任一驅(qū)動(dòng)模式，路由器就要向上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送預(yù)取請(qǐng)求。收到的內(nèi)容目標(biāo)也要被緩存下來(lái)。各節(jié)點(diǎn)

5、根據(jù)下游請(qǐng)求的狀態(tài)進(jìn)行各自的預(yù)取操作。該方案通過(guò)預(yù)取操作，提高緩存命中率，有效降低用戶感知時(shí)延。
　　4．基于收益的緩存機(jī)制
　　內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)中緩存機(jī)制設(shè)計(jì)需要考慮內(nèi)容有效期問(wèn)題。在內(nèi)容大小不同，且各內(nèi)容存在有效時(shí)間期限不同的基礎(chǔ)上，提出基于收益的緩存機(jī)制。各節(jié)點(diǎn)根據(jù)收益值判斷是否緩存某個(gè)到達(dá)的內(nèi)容，并相應(yīng)地找出需要被替換掉的內(nèi)容目標(biāo)。
　　5．緩存容量部署
　　針對(duì) ISP接入網(wǎng)中緩存容量進(jìn)行規(guī)劃。在考慮鏈路帶