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基于SDN的信息网络及其高效缓存机制的研究与实现

发布时间:2018-02-27 10:44

  本文关键词: 信息网络 缓存策略 冗余消除 软件定义网络 出处:《北京邮电大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:信息网络(Information-Centric Networking, ICN)是下一代互联网架构研究的热点之一,在众多ICN架构中,命名数据网络(Named Data Networking, NDN)项目以其灵活的命名方式、高效的路由转发系统、与IP网络兼容的层级结构等特点获得了广泛的关注。NDN支持内容在由提供商转发回请求者的沿路上进行缓存,以提高用户体验并降低内容传输的开销。然而这种沿路策略将会导致大量冗余缓存副本的产生,造成较高的缓存替换率和较低的缓存命中率。 本文首先对NDN的架构和关键技术进行了详细的分析,对其采用的沿路缓存策略和网络部署中存在的问题进行深入的研究。在此基础上,通过对软件定义网络(Software-Defined Networking, SDN)这一新兴网络技术的研究分析,提出了一种基于SDN的信息网络NFN (Named Flow Network)。该架构能够利用OpenFlow技术实现内容的请求和分发、基于内容名字的路由以及高效的网络内缓存机制PRE (Partition Redundancy Elimination)。PRE机制通过消除网络中缓存的冗余的内容副本来提高网络缓存内容的多样性并降低缓存替换率,进而提高全网的平均缓存命中率,减少用户获取内容的时延和网络带宽的占用,并且降低内容服务器的负载。 本文基于NS3仿真环境对提出的NFN网络架构及其PRE缓存机制进行了仿真验证和评估,并扩展了OpenFlow相关模块的功能。结果表明,NFN网络架构结合PRE缓存机制能够实现高效的内容分发和缓存。
[Abstract]:Information network Information-Centric networking (ICN) is one of the hotspots in the next generation Internet architecture. Among many ICN architectures, the named Data networking (NDNs) project is an efficient routing and forwarding system with its flexible naming method. The characteristics of hierarchy compatible with IP network have received widespread attention. NDN support content is cached along the route from the provider to the requester. In order to improve the user experience and reduce the overhead of content transmission, however, this route strategy will lead to a large number of redundant cache replicas, resulting in higher cache replacement rate and lower cache hit rate. In this paper, the architecture and key technologies of NDN are analyzed in detail, and the cache strategy along the road and the problems existing in network deployment are studied in detail. Based on the research and analysis of software defined network (SDN), a new network technology named named Flow Network based on SDN is proposed. This architecture can realize the request and distribution of content by using OpenFlow technology. Content name-based routing and efficient intra-network caching mechanism, PRE Partition Redundancy Elimination).PRE, improve the diversity and reduce the cache replacement rate by eliminating redundant copies of the contents cached in the network. Furthermore, the average cache hit rate of the whole network is improved, the delay of content acquisition and the occupation of network bandwidth are reduced, and the load of content server is reduced. In this paper, the proposed NFN network architecture and its PRE cache mechanism are simulated and evaluated based on the NS3 simulation environment. The results show that the OpenFlow network architecture combined with the PRE caching mechanism can achieve efficient content distribution and caching.
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TP393.0

【共引文献】

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本文编号:1542338

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