CCN中能效感知的协同缓存策略和路由转发策略研究
发布时间：2021-01-04 10:49
随着网络的普及,网络娱乐用户规模持续高速增长,网络游戏、网络视频等相关形式的网络流量呈现指数型增加,网络能耗问题也越来越严重,传统的网络体系结构逐渐不堪重负,迫切需要一种新的网络体系结构,内容中心网络（Content-Centric Networking,CCN）应运而生,CCN把数据内容看作实现数据通信的中心,它的一个重要特点是网络中的每一个内容路由器都有缓存能力,用户可以通过内容路由器内的缓存获取请求内容,这种新的内容获取方式有效的缩短内容传输距离,提高网络内容的分发效率。从能耗上看,CCN的能耗主要由网络节点缓存内容的缓存能耗和内容在网络节点中转发所产生的传输能耗组成,因此CCN的网络缓存策略和路由转发策略决定着它的性能效率及能效性,本文从优化CCN的缓存策略和路由转发策略两个方面进行研究。（1）在优化CCN缓存策略的问题上,首先建立CCN的能耗模型,通过对能耗模型分析,设置能效判断条件来保证CCN的能效性。然后综合考虑内容流行度、节点位置及节点缓存的协同来计算内容缓存优先度,保证网络的综合性能。在此基础上提出了能效感知的协同缓存策略（Energy-Efficiency Awar...
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－３?ＣＣＮ工作机制??Ｆｉｇ．?２－３ＣＣＮ?Ｗｏｒｋｉｎｇ?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??
如何规划缓存空间的大小，用户请求行为的分析等。??２．２．４路由转发??内容在ＣＣＮ缓存节点转发过程如图２－４所示，节点会维护３种数据结构：内容存??储器（ＣＳ，?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｓｔｏｒｅ）用于缓存数据包，待定兴趣表（ｎＴ，ｐｅｎｄｉｎｇ?ｉｎｔｅｒｅｓｔ?ｔａｂｌｅ）主要??是保存己经转发出去的Ｉｎｔｅｒｅｓｔ?ｐａｃｋｅｔ但对应的内容还未到达该节点，转发信息库（ＨＢ，??ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ?ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｂａｓｅ）记录转发?Ｉｎｔｅｒｅｓｔ?ｐａｃｋｅｔ?的转发端口。节点在接收到?Ｉｎｔｅｒｅｓｔ??ｐａｃｋｅｔ后有以下几种情况：节点中ＣＳ存在该Ｉｎｔｅｒｅｓｔ?ｐａｃｋｅｔ的内容副本（ｒｅｐｌｉｃａｓ）缓存，??节点在接收到兴趣包后，解析出该Ｉｎｔｅｒｅｓｔ?ｐａｃｋｅｔ的内容命名前缀，在ＣＳ中以最大前缀??匹配的方式进行内容查找。如果存在相对应的匹配项，节点从兴趣包到达的端口将该数??据回传；如果ＣＳ没有相应的匹配项，则查找节点中的ＨＴ，查看有无对应的前缀匹配，??查找该表是防止节点对兴趣包的重复转发。如果待定兴趣表中有此兴趣包前缀的匹配，??节点丢弃该Ｉｎｔｅｒｅｓｔ?ｐａｃｋｅｔ
Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＮＤＮ）的开源框架，它能模拟所有支持ＮＤＮ协议结构的网络操作。模拟器通过??模块化形式实现，主要模块包括ＣＳ、ＦＩＢ、ＰＩＴ、网络接口、应用程序接口、兴趣表转??发策略，图２－８表示了各组成模块及其关系＠１。ＰＩＴ、ＦＩＢ、ＣＳ是网络中缓存节点数据??结构的主要组成。而且各个模块化结构允许任何组件很容的被修改和替换对其他组件没??有任何影响，可以测试我们所提出的可控的缓存和转发策略，在网络路由算法仿真中我??们通过定义的蚁群信素表和协同缓存表替换了?ＦＩＢ，仿真了我们设置的转发策略。??Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ?｜?，??应用?｛连接具他节点｝??—＼??命檢口?网络接口??！?（ｎｄＣ：ＡｐｐＦ？ｃｅ）?｜??丨州痠的?Ｐ｜Ｔ?Ｆ１Ｂ?＼??Ｉ?Ｃ＾ｔｅｎｔ?＜ｎｄｎ：：Ｐｉｔ）?（ｎｄｎ：：Ｆｉｂ）?Ｆｏ＾ｗａ—ｇ?｜??；?Ｓｔｏｒｅ?｜?’?｜?；?Ｓｔｒａｔｅｇｙ?ｔ；??图２－８?ＮＤＮ组成模块??Ｆｉｇ．?２－８?ＮＤＮ?Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?Ｍｏｄｕｌｅ??另外，ＮＳ－３模拟器还对ｎｄｎＳＩＭ进行了接口抽象化。网络的通信过程和核心协议??的实现都可以通过抽象化的接口完成，如链路层接口（ｎｄｎ：：ＮｅｔＤｅｉｖｃｅＦａｃｅ）、网络层接??口（ｎｄｎ：：Ｉｐｖ４Ｆａｃｅ?和?ｎｄｎ：：Ｉｐｖ６Ｆａｃｅ）和传输层接口（ｎｄｎ：：ＴｃｐＦａｃｅ?和?ｎｄｎ：：ＵｄｐＦａｃｅ），??应用层接口（ｎｄｎ：：ＡｐｐＦａｃｅ）。??２．５本章小结??本章首先介绍了?ＣＣＮ的基本知识
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于内容流行度和节点重要度的CCN缓存策略[J]. 郑凯月,潘沛生. 计算机技术与发展. 2018(06)
[2]一种基于协同缓存的内容中心网络能耗优化策略[J]. 许慧青,王高才,闵仁江. 计算机科学. 2017(08)
[3]内容中心网络中能效感知的概率性缓存机制[J]. 罗熹,安莹,王建新,刘耀. 电子与信息学报. 2016(08)
[4]内容中心网络中基于内容迁移的协作缓存机制[J]. 罗熹,安莹,王建新,刘耀. 电子与信息学报. 2015(11)
[5]基于节点介数和替换率的内容中心网络网内缓存策略[J]. 崔现东,刘江,黄韬,陈建亚,刘韵洁. 电子与信息学报. 2014(01)
[6]信息中心网络中的内置缓存技术研究[J]. 张国强,李杨,林涛,唐晖. 软件学报. 2014(01)
[7]命名数据网络中的邻居缓存路由策略[J]. 叶润生,徐明伟. 计算机科学与探索. 2012(07)
[8]网络能耗系统模型及能效算法[J]. 张法,Antonio Fernandez Anta,王林,侯晨颖,刘志勇. 计算机学报. 2012(03)
[9]绿色网络和绿色评价:节能机制、模型和评价[J]. 林闯,田源,姚敏. 计算机学报. 2011(04)
博士论文
[1]信息中心网络绿色节能机制研究[D]. 方超.北京邮电大学 2015
本文编号：2956638
【文章来源】：广西大学广西壮族自治区 211工程院校
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－３?ＣＣＮ工作机制??Ｆｉｇ．?２－３ＣＣＮ?Ｗｏｒｋｉｎｇ?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??
如何规划缓存空间的大小，用户请求行为的分析等。??２．２．４路由转发??内容在ＣＣＮ缓存节点转发过程如图２－４所示，节点会维护３种数据结构：内容存??储器（ＣＳ，?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｓｔｏｒｅ）用于缓存数据包，待定兴趣表（ｎＴ，ｐｅｎｄｉｎｇ?ｉｎｔｅｒｅｓｔ?ｔａｂｌｅ）主要??是保存己经转发出去的Ｉｎｔｅｒｅｓｔ?ｐａｃｋｅｔ但对应的内容还未到达该节点，转发信息库（ＨＢ，??ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ?ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｂａｓｅ）记录转发?Ｉｎｔｅｒｅｓｔ?ｐａｃｋｅｔ?的转发端口。节点在接收到?Ｉｎｔｅｒｅｓｔ??ｐａｃｋｅｔ后有以下几种情况：节点中ＣＳ存在该Ｉｎｔｅｒｅｓｔ?ｐａｃｋｅｔ的内容副本（ｒｅｐｌｉｃａｓ）缓存，??节点在接收到兴趣包后，解析出该Ｉｎｔｅｒｅｓｔ?ｐａｃｋｅｔ的内容命名前缀，在ＣＳ中以最大前缀??匹配的方式进行内容查找。如果存在相对应的匹配项，节点从兴趣包到达的端口将该数??据回传；如果ＣＳ没有相应的匹配项，则查找节点中的ＨＴ，查看有无对应的前缀匹配，??查找该表是防止节点对兴趣包的重复转发。如果待定兴趣表中有此兴趣包前缀的匹配，??节点丢弃该Ｉｎｔｅｒｅｓｔ?ｐａｃｋｅｔ
Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＮＤＮ）的开源框架，它能模拟所有支持ＮＤＮ协议结构的网络操作。模拟器通过??模块化形式实现，主要模块包括ＣＳ、ＦＩＢ、ＰＩＴ、网络接口、应用程序接口、兴趣表转??发策略，图２－８表示了各组成模块及其关系＠１。ＰＩＴ、ＦＩＢ、ＣＳ是网络中缓存节点数据??结构的主要组成。而且各个模块化结构允许任何组件很容的被修改和替换对其他组件没??有任何影响，可以测试我们所提出的可控的缓存和转发策略，在网络路由算法仿真中我??们通过定义的蚁群信素表和协同缓存表替换了?ＦＩＢ，仿真了我们设置的转发策略。??Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ?｜?，??应用?｛连接具他节点｝??—＼??命檢口?网络接口??！?（ｎｄＣ：ＡｐｐＦ？ｃｅ）?｜??丨州痠的?Ｐ｜Ｔ?Ｆ１Ｂ?＼??Ｉ?Ｃ＾ｔｅｎｔ?＜ｎｄｎ：：Ｐｉｔ）?（ｎｄｎ：：Ｆｉｂ）?Ｆｏ＾ｗａ—ｇ?｜??；?Ｓｔｏｒｅ?｜?’?｜?；?Ｓｔｒａｔｅｇｙ?ｔ；??图２－８?ＮＤＮ组成模块??Ｆｉｇ．?２－８?ＮＤＮ?Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?Ｍｏｄｕｌｅ??另外，ＮＳ－３模拟器还对ｎｄｎＳＩＭ进行了接口抽象化。网络的通信过程和核心协议??的实现都可以通过抽象化的接口完成，如链路层接口（ｎｄｎ：：ＮｅｔＤｅｉｖｃｅＦａｃｅ）、网络层接??口（ｎｄｎ：：Ｉｐｖ４Ｆａｃｅ?和?ｎｄｎ：：Ｉｐｖ６Ｆａｃｅ）和传输层接口（ｎｄｎ：：ＴｃｐＦａｃｅ?和?ｎｄｎ：：ＵｄｐＦａｃｅ），??应用层接口（ｎｄｎ：：ＡｐｐＦａｃｅ）。??２．５本章小结??本章首先介绍了?ＣＣＮ的基本知识
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于内容流行度和节点重要度的CCN缓存策略[J]. 郑凯月,潘沛生. 计算机技术与发展. 2018(06)
[2]一种基于协同缓存的内容中心网络能耗优化策略[J]. 许慧青,王高才,闵仁江. 计算机科学. 2017(08)
[3]内容中心网络中能效感知的概率性缓存机制[J]. 罗熹,安莹,王建新,刘耀. 电子与信息学报. 2016(08)
[4]内容中心网络中基于内容迁移的协作缓存机制[J]. 罗熹,安莹,王建新,刘耀. 电子与信息学报. 2015(11)
[5]基于节点介数和替换率的内容中心网络网内缓存策略[J]. 崔现东,刘江,黄韬,陈建亚,刘韵洁. 电子与信息学报. 2014(01)
[6]信息中心网络中的内置缓存技术研究[J]. 张国强,李杨,林涛,唐晖. 软件学报. 2014(01)
[7]命名数据网络中的邻居缓存路由策略[J]. 叶润生,徐明伟. 计算机科学与探索. 2012(07)
[8]网络能耗系统模型及能效算法[J]. 张法,Antonio Fernandez Anta,王林,侯晨颖,刘志勇. 计算机学报. 2012(03)
[9]绿色网络和绿色评价:节能机制、模型和评价[J]. 林闯,田源,姚敏. 计算机学报. 2011(04)
博士论文
[1]信息中心网络绿色节能机制研究[D]. 方超.北京邮电大学 2015
本文编号：2956638
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