內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)擁塞問題研究.pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)用戶的快速增長,使人們對寬帶化、內(nèi)容個性化的需求也變得越來越高,因此,當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)逐漸將網(wǎng)絡(luò)模型轉(zhuǎn)向以內(nèi)容為核心角色,內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(Content-Centric Networking,CCN)是其中很有前途的一種。相比于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)來說,CCN是無連接的網(wǎng)絡(luò)模型,它只有接收者一個終端,數(shù)據(jù)包通過內(nèi)容名字來進(jìn)行標(biāo)識,而不再使用主機(jī)地址。CCN嘗試以用戶友好的、結(jié)構(gòu)化的、與位置無關(guān)的名字來命名內(nèi)容,它具有天然的流量調(diào)節(jié)能力,通過

2、適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)策略,使整個網(wǎng)絡(luò)流量均衡;另一方面,CCN在中間路由器上擁有緩存能力。CCN的新特性會帶來一些新的傳輸問題,并且在某些路由聚合節(jié)點(diǎn)上可能存在擁塞,我們需要設(shè)計(jì)一些額外的傳輸控制方案來解決這些問題。
　　本文從CCN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)入手,簡要介紹這種新型網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)中影響擁塞產(chǎn)生的幾個要素,設(shè)計(jì)了CCN中流量與擁塞控制的幾種方案,利用一套基于NS-3的開源仿真軟件——ndnSIM驗(yàn)證方案的正確性。我們在已有基于窗口的流量控制方案和

3、基于速率的整形機(jī)制的基礎(chǔ)上,針對這兩種方案的不足,提出了幾種優(yōu)化方案。首先,我們設(shè)計(jì)了一種基于窗口的流量控制和路由器上隨機(jī)早期檢測結(jié)合的策略,并驗(yàn)證得到了更優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)吞吐量。對于路由器上基于速率的整形機(jī)制,我們通過引入擁塞反饋信號,得到了更為準(zhǔn)確的擁塞信息,及時(shí)對擁塞進(jìn)行響應(yīng),另一方面防止了錯誤估計(jì)帶來的鏈路利用率降低。我們通過一種對整形隊(duì)列的加權(quán)輪詢機(jī)制,加強(qiáng)了每個流之間的公平性。此外,針對整形隊(duì)列數(shù)目較多的情況,根據(jù)流行度對整形隊(duì)列數(shù)

4、目進(jìn)行限制,減小了整形時(shí)延。
　　文章的另一個重點(diǎn)是CCN網(wǎng)絡(luò)中的拒絕服務(wù)(Denial of Service,DoS)攻擊,惡意用戶大量發(fā)送請求可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞,通過仿真我們驗(yàn)證CCN中的DoS攻擊會影響到正常用戶的服務(wù)質(zhì)量。我們分析了CCN中DoS攻擊產(chǎn)生的兩種類型,分別對CS緩存投毒和Interest洪水攻擊的產(chǎn)生和應(yīng)對方案做了詳細(xì)的介紹。然后從緩存的角度提出了擁塞驅(qū)動的緩存管理策略,通過仿真驗(yàn)證這種方案應(yīng)對CS填充攻擊的有