基于类簇构建的NDN路由及维护方法研究

发布时间：2020-09-17 18:20

　　命名数据网络(Named Data Networking,NDN)是各类未来网络中最具发展前景的一种,其继承了未来网络将通信主体变革为“面向内容”的特点,在近年来得到了广泛关注并迅猛发展。然而现有NDN中路由节点组织未考虑功能差异性、兴趣包面向全网节点发送因而造成了转发代价高、路由效率低等问题。同时网络维护过程未衡量下层环境架构对运行的影响从而导致了节点失效率高、运行稳定性差等不足。针对以上问题,论文从NDN的基础机制--路由方法、增强机制--维护方法两方面入手进行研究,旨在提升网络路由效率及运行时稳定性。路由方法方面,论文首先设计了面向NDN路由的类簇环境构建方法,以完成后续路由转发的网络结构搭建。该方法引入类簇作为NDN逻辑环境,考虑功能角色差异性将路由节点分为簇头、接口节点及普通节点三类,再通过内容名称处理、节点聚类等步骤实现较少人工干预的类簇生成,最终完成类簇环境的整体构建工作。在此基础上,论文提出了基于类簇构建的NDN扩充路由方法。该方法保留传统NDN路由策略精良的三次查找过程,结合类簇组织结构进行改进和扩充,从而在路由时以类簇为单位查找、避免兴趣包盲目转发,由此实现提升路由效率的目的。维护方法方面,论文基于上述扩充路由方法提出了基于类簇构建的NDN节点维护方法。该方法首先引入RGB色彩模式针对簇头、接口节点两类重要节点建立维护机制,以实现其工作状态的评估、跟踪并保证发生异常情况时快速处理。同时对类簇内部节点中维护的相关表结构数据进行一致性及准确性校验进而从节点维度入手,在兴趣包查找转发过程中提升运行时稳定性。最后与现有相关方法对比,仿真实验结果表明在类簇环境下NDN扩充路由方法能够有效减少内容请求时延及路由跳数。配置NDN维护方法后,网络运行更加稳定同时上述性能参数得到进一步提升。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP393.0
【部分图文】：

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结合命名数据网络特点从基础节点单元的维度保证现状分析络简介络是 2010 年获得美国国家自然基金（National Science持的变革式网络体系架构项目，其最初是由加利福尼 Van Jacobson 先生主导开发。以此作为开端，后续的入的研究，下面将对命名数据网络中的一些重要基础体系架构是为了使用数据内容名称进行通信，以解决传统网络体系架构汲取 TCP/IP 协议取得成功的关键因素，沿细腰模型[3-4]，图 1.1 展示了 NDN 的体系架构。

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、信任管理等机制对网络的主体即数据内容进行安要数据结构中的支撑性数据结构包括两类传输包、三张存储表包：兴趣包（Interest Packet）和数据包（Data Paterest 包和 Data 包实现以内容消费者为驱动的数据图 1.2 所示。Interest 包的作用是当内容消费者请求数据查找的过程中途经链路节点能够了解请求内容ta 包与 Interest 包相对应，其作用为当捕获消费者成 Data 包粒度后按照原路径返回。Interest 包与 DaName）作为包的唯一性标识，由此实现了内容名称

逻辑结构图,名称,内容,维护方法

称并在兴趣包路由查找阶段定位簇内信息。RGB 色区生成色彩模式是工业系统中的颜色标准，使用 R、G、B 三位数值域为[0,255]共计 256 个。论文引入 RGB 色彩模式的目符串作为判定标准来进行类簇构建，其二为结合 RGB 值义的特点在后续章节的维护方法中对节点状态进行评估、，在内容名称预处理过程中将前缀继续层次划分为 R、G中 R 区负责生成簇头并在维护方法中作为字段值标识颜色法中作为字段值标识颜色分区。RGB 色区生成具体思想/”，将前缀字符串均分为 3 份（分别对应 RGB 三个颜色分首先从 R 区开始下一轮分配，以尽可能增加 R 区字符串内容名称预处理过程后，路由节点中的内容名称逻辑结构出，Content Name 经过逐级划分后具有较好的层次化特性

【参考文献】