以信息为中心网络的缓存策略的设计与实现

发布时间：2020-05-10 08:02

【摘要】：信息中心网络(ICN)是一种革命性的网络架构,数据中心网络(Named Data Networking,NDN)作为其重要代表,将内容作为中心,以名字进行路由,最重要的是增加了网内缓存的功能,这是提高网络性能的重要设计。为了解决目前网内缓存存在的诸多问题,本文提出了一种新颖的基于深度学习的缓存策略。论文工作取得的主要成果有以下几个方面,首先,通过分析数据(特别是物联网场景中的感知数据)的特点,推导出了用户请求数据的规律,进而发现了其与网内缓存之间的关系;其次,基于数据特点与数据命名的简单唯一特性,设计了一种新的兴趣包/数据包命名方式,将数据特点结合到名字中,为后续的缓存替换算法预测数据流行度提供了强大的特征支持,并且根据新的命名方式进行路由决策;然后,以基于深度学习的流行度建模方法作为算法的核心,根据数据流行度的排名进行缓存决策,设计了两级缓存,并加入了预取决策,根据预测的未来流行度的排名在数据流行前将数据缓存到节点中;最后,在命名数据网络转发守护进程(NFD)中设计了网络拓扑,对论文设计的缓存策略进行了部署和验证。结果表明,本文提出的基于深度学习的缓存策略,能够准确的预测流行度的变化趋势,极大的提高了命中率,减少了网络时延,并且突破了传统缓存替换算法的瓶颈。
【图文】：

逦第一章绪论第一章绪论逡逑１．１研究背景逡逑随着互联网的发展，新应用、新服务不断出现，几乎所有东西都能在互联网逡逑上找到，网络流量呈爆炸式增长。根据Ｃｉｓｃｏ的预测，预计２０１７年到２０２２年全逡逑球ＩＰ流量将近增加３倍，到２０２２年全球的ＩＰ流量预计将增长到每月３９６ＥＢ［１］，逡逑如图１－１所示。在大数据时代，内容和内容服务逐渐成为网络应用的主题。虽然逡逑当今ＴＣＰ／ＩＰ网络已经促进了全球规模的通信，但是它被设计用于通信端点之的会话，每次存取信息，，都要间接的映射到数据所在的设备。为了打破传统的互逡逑联网的限制，研究学者们设计了一种革命式的以信息为中心的网络架构逡逑（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ邋Ｃｅｎｔｒｉｃ邋Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ邋，邋ＩＣＮ邋）逦。逡逑－

ＮＤＮ网络中的通信是由接收端（即数据消费者）驱动的，为了获取所需要逡逑的数据，消费者需要发送一个Ｉｎｔｅｒｅｓｔ数据包，其中包含一个标识所需数据的名逡逑称（如图２－３邋（ａ）），每个ＮＤＮ网络节点维护三个结构（如图２－４）：转发信逡逑息库（ＦＩＢ）、内容存储器（ＣＳ）、待定转发表（ＰＩＴ）。消费者请求数据时，逡逑８逡逑
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP393.02

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本文编号：2657000