隨著通信網(wǎng)絡的發(fā)展,未來網(wǎng)絡架構將以內容分發(fā)與共享為主要應用,同時將有成千上萬的終端接入網(wǎng)絡供用戶使用,現(xiàn)有的以IP地址為中心的互聯(lián)網(wǎng)無法解決尋址復雜和帶寬有限的不足,而內容中心網(wǎng)絡(Content Centric Networking,CCN)通過關注數(shù)據(jù)內容本身而不是數(shù)據(jù)內容所在位置,解決了端到端通信模式中每次存取內容都要間接映射到內容所在設備的問題。CCN在命名、安全、路由、緩存和傳輸?shù)确矫婢兄鴿撛趦?yōu)勢,而其中路由與緩存策略是在內容中心網(wǎng)絡中的兩個關鍵研究方向。對路由和緩存策略進行設計和改進可以有效地提升內容檢索效率,降低網(wǎng)絡業(yè)務負載。論文選題來源于國家自然科學基金《以內容為中心的移動自組織社交網(wǎng)絡緩存技術研究》(課題編號:61502046)和網(wǎng)絡體系構建與融合北京市重點實驗室開放基金項目《基于用戶偏好的內容中心網(wǎng)絡無線網(wǎng)絡緩存技術研究》。論文主要針對面向社交的內容分發(fā)需求,設計了基于用戶偏好特性的路由和緩存策略。論文主要研究內容如下:(1)論文概述了目前內容中心網(wǎng)絡的體系架構、節(jié)點模型、關鍵技術以及相關仿真平臺。同時總結了內容中心網(wǎng)絡的路由和緩存技術,歸納了 CCN路由和緩存策略目前的研究現(xiàn)狀。(2)為了充分利用中間路由節(jié)點上緩存的內容并降低控制開銷,本文提出了一種基于用戶偏好相似度的路由策略(User Preference Similarity based Routing Strategy,UPSR)。首先定義并引入了有向鏈路的用戶偏好相似度,接著將其和鏈路時延、鏈路帶寬相整合計算鏈路損耗,最后為每個內容類別分別計算節(jié)點每個端口的轉發(fā)損耗并提供最佳轉發(fā)的下一跳。仿真表明經(jīng)比較后該策略在服務器負載、緩存替換率、平均獲取時延和獲取成功率方面綜合表現(xiàn)最佳。緩存冗余的降低可以有效提升緩存替換率和平均獲取時延的表現(xiàn)。(3)為了降低流行度統(tǒng)計開銷,同時考慮用戶偏好的時效性,本文提出了一種基于內容流行度預測的緩存策略(Content Popularity Prediction based Caching Strategy,CPPC)。首先每個節(jié)點對所有內容進行聚類,接著按周期統(tǒng)計并預測出每個內容類別的流行度值,最后根據(jù)預測結果,節(jié)點做出相應的緩存判決。仿真表明經(jīng)比較后該策略在緩存替換率、緩存命中率和內容獲取平均跳數(shù)方面都具有更好的性能,流行度預測能夠有效提升后兩者的性能表現(xiàn)。同時,通過仿真驗證了論文提出的UPSR和CPPC策略進行路由和緩存協(xié)作時的性能增益。
【學位單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TP393.0
【部分圖文】：

－種貓干內容軌跡的多徑路山策略。在這個策略中，建立了?－？個新的表叫做多徑??搜索表（Ｍｕｌｔｉｐａｔｈ?Ｓｅａｒｃｈ?Ｔａｂｌｅ，ＭＳＴ），其屮毎個條丨丨包含了數(shù)據(jù)包的名字、潛??在可用端Ｕ和條目的上？次更新吋間，如圖２－１１所承，起初節(jié)點１使用路徑１??向服務器Ｐ請求數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包沿Ｐ－５－４－１返冋并在沿途留下數(shù)據(jù)包副本。此時，??節(jié)點４的ＭＳＴ就會記錄下數(shù)據(jù)包離開的端口。之后，節(jié)點４和節(jié)點５的數(shù)據(jù)包??副本被替換，只打節(jié)點１擁打該數(shù)據(jù)包副本。此時，力節(jié)點２?Ｗ次向網(wǎng)絡請求該??２１??

圖２－丨丨反向路徑路由策略示意圖??這種新述立？個額外路山表的方式發(fā)展到活期還加入了路由和緩存的協(xié)作。??文獻１４５１沿）丨ｒ／文獻［４４］的思路，如圖２－１２所示，許點２由于介數(shù)中心忡值比較大??被網(wǎng)絡推舉為控制節(jié)點。首先，節(jié)點６向服務器Ｐ發(fā)送興趣包請求數(shù)裾，興趣包??會提前比較中間路由節(jié)點的介數(shù)中心性值并告訴數(shù)據(jù)包緩存在節(jié)點２。然而考慮??到控制節(jié)點緩存空間有限并丨丨．內容會被頻繁地ｍ奐，控制節(jié)點２比較周丨領節(jié)點的??介數(shù)屮心ｎ和流行度之后將內容緩存至節(jié)點５，）丨＇？且記錄在＾身的介數(shù)中心牲和??流行度表（Ｂｅｔｗｅｅｎｎｅｓｓ?Ｃｅｎｔｒａｌｉｔｙ?ａｎｄ?Ｐｏｐｕｌａｒｉｔｙ?Ｔａｂｌｅ，ＢＣＰＴ）?Ｉ．．。之ＪＰｉ．當－＇｜ＶＡ??２收到節(jié)點４發(fā)起的相同興趣包時，會查詢自身的ＢＣＰＴ，比較網(wǎng)絡中哪個數(shù)據(jù)??包副本離自身最近。這里，節(jié)點２會選擇向隔一跳的節(jié)點５而不逛隔兩跳的服務??器Ｐ轉發(fā)。??％??＾?１?服務器?Ｐ??－—數(shù)據(jù)包??圖２－１２路由與緩存協(xié)作策略示意圖??文獻｜４６｜Ｍ樣提出了－種流行度驅使的多徑路山和緩存策略。Ｗ點會將接收??到的數(shù)據(jù)包副本根據(jù)內容流行度發(fā)送至它的下游節(jié)點緩存，并記錄在纟丨身的緩存??２２??

（３??畫緩存內咨可用□緩存被鋝換??圖２－丨丨反向路徑路由策略示意圖??這種新述立？個額外路山表的方式發(fā)展到活期還加入了路由和緩存的協(xié)作。??文獻１４５１沿）丨ｒ／文獻［４４］的思路，如圖２－１２所示，許點２由于介數(shù)中心忡值比較大??被網(wǎng)絡推舉為控制節(jié)點。首先，節(jié)點６向服務器Ｐ發(fā)送興趣包請求數(shù)裾，興趣包??會提前比較中間路由節(jié)點的介數(shù)中心性值并告訴數(shù)據(jù)包緩存在節(jié)點２。然而考慮??到控制節(jié)點緩存空間有限并丨丨．內容會被頻繁地ｍ奐，控制節(jié)點２比較周丨領節(jié)點的??介數(shù)屮心ｎ和流行度之后將內容緩存至節(jié)點５，）丨＇？且記錄在＾身的介數(shù)中心牲和??流行度表（Ｂｅｔｗｅｅｎｎｅｓｓ?Ｃｅｎｔｒａｌｉｔｙ?ａｎｄ?Ｐｏｐｕｌａｒｉｔｙ?Ｔａｂｌｅ，ＢＣＰＴ）?Ｉ．．。之ＪＰｉ．當－＇｜ＶＡ??２收到節(jié)點４發(fā)起的相同興趣包時，會查詢自身的ＢＣＰＴ，比較網(wǎng)絡中哪個數(shù)據(jù)??包副本離自身最近。這里，節(jié)點２會選擇向隔一跳的節(jié)點５而不逛隔兩跳的服務??器Ｐ轉發(fā)。??％??＾?１?服務器?Ｐ??－—數(shù)據(jù)包??圖２－１２路由與緩存協(xié)作策略示意圖??文獻｜４６｜Ｍ樣提出了－種流行度驅使的多徑路山和緩存策略。Ｗ點會將接收??到的數(shù)據(jù)包副本根據(jù)內容流行度發(fā)送至它的下游節(jié)點緩存
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本文編號：2872842