命名数据网络中节点移动性管理研究

发布时间：2020-07-15 06:38

【摘要】：作为一种新型的互联网体系结构,以信息和内容为中心的信息中心网络最有可能解决目前以IP地址为中心的体系结构在可扩展性、移动性、安全性等方面存在的问题。信息中心网络自提出以来,其基本思想得到了学术界和工业界的广泛认可,并迅速成为互联网体系结构研究方面的热点。在众多以信息为中心的网络项目研究中,命名数据网络(Named Data Networks,NDN)具有灵活的选择路由策略和基于数据本身实现的安全机制两个特点,在信息中心网络的几个项目中脱颖而出,并逐渐成为信息中心网络研究的主流。面对当今网络应用中越来越多的移动场景,NDN的移动性支持研究又成为NDN研究中的一个热点。本文研究内容是NDN节点的移动性管理。首先详细说明了当前NDN体系中的移动性支持策略,然后深入分析了NDN的基本通信原理、模拟平台ndnSIM的基本结构和移动通信中节点的移动模型。在此基础上,本文提出一种可以支持数据生产者移动的基于概率的兴趣包转发策略,当内容提供者在自相似的移动模型下移动时,该策略可以主动探测移动节点发出的寻路信息,并通过NDN节点中的历史信息来预测移动节点(内容提供者)的位置,从而减少因频繁维护节点移动更新路由信息表FIB带来的开销,降低往返时延,提高整个网络的数据包传输效率,实现在内容提供者移动的场景下,NDN兴趣包的有效转发。为验证本文提出的移动性支持算法的正确性,在NDN模拟平台ndnSIM上搭建了带有固定节点和移动节点的模拟场景,采用接近人类活动的移动模型自相似最小行为行走模型(Self-similar Least Action Walk,SLAW)对本文提出的算法进行仿真实验并对实验结果进行分析。对比改进后的Flooding算法,实验结果表明:通过概率预测转发接口的方式可以有效提高数据包的投递率,减小数据的请求往返时延,提高数据包的传输效率。
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP393.02
【图文】：

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移动节点会将自己的临时接入地址，也称转交地址（Care-of-Address，CoA）通告给家乡代理 HA，HA 则保存移动节点的家乡地址和移动节点当前 CoA地址的网络层映射。通信节点和移动节点之间的通信方式在移动 IPv6 中有两种实现方式。一种方式是：当通信节点 CN 使用 MN 家乡地址与移动节点通信时，发往移动节点 MN 的数据包到达家乡代理 HA 以后，HA 通过隧道方式发送给移动节点 MN。反之亦然，即移动节点使用反向隧道发送数据包给 HA，数据包再通过路由转发至通信节点 CN。另一种方式是：移动节点向通信节点说明其家乡地址和转交地址 CoA 之间的绑定，这样来自 CN 的数据包可以直接路由到 MN的 CoA 地址，从而实现路由优化。

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二者区别在于解决方案中映射的对象是数据名字，还是 IP 地址。一些映射方法借鉴了 TCP/IP 协议栈中的 DNS 域名解析方法，如 SCOM[21]采用了一种改进的基于关键词的名字解析方法来加速基于名字的内容检索，如图 1.2所示。内容消费者可以向内容解析服务器发送关键词检索该内容解析服务器上存储的内容名字，内容名字检索服务器利用存储的内容名字和生产者之间的映射转发数据，当生产者移动时，也会通告全部的内容名字检索服务器。文献[22]也提出了类似方案，该方案同样类似 TCP/IP 体系结构中的 DNS 方案，使用分布式的映射系统，当生产者移动到新位置时，通过新的接入点向网络通告其存储的应用名字，并在映射服务器中登记其应用名字，同时在网络中撤销移动节点移动前的的内容登记。

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出了类似方案，该方案同样类似 TCP/IP 体系结构中的 DNS 方案，使用分布式的映射系统，当生产者移动到新位置时，通过新的接入点向网络通告其存储的应用名字，并在映射服务器中登记其应用名字，同时在网络中撤销移动节点移动前的的内容登记。图 1.2 NDN 中通过代理的移动性支持方案

【参考文献】