基于NDN的路由可扩展性研究与实现

发布时间：2021-07-08 03:49

　　在线视频、文件分享等信息类应用已成为现今网络应用的主流,高效的完成信息递送成为未来网络的主要目的,由此引发了以信息为中心的网络的研究热潮。在以信息为中心的网络的众多项目中,NDN以其类URL的、具有语义的、层级的命名方式,以及高效的路由转发机制,获得了较为广泛的关注。NDN很好的实现了命名与位置相分离、组播、网络安全、负载均衡等现有网络不能很好解决的问题,为未来网络架构提供了一种可供选择的优良方案。本文以NDN为基础,对其架构进行了详细的分析,并对其路由可扩展性问题进行广泛而深入的研究。从防止路由表项扩张、提高相关表项查询更新速度,以及利用缓存减少查表次数三个方面分析其各自对NDN路由可扩展性的影响,并给出其各自的突破点。通过分析比对,提出了一种防止路由表项扩张的方法,并利用DHT实现了对NDN中核心节点路由表项的拆分,使得NDN获得更好的路由可扩展性。该方法不仅使得路由表项分布的更加均衡,并且能够在这些节点上获得更高的聚合度。本文基于NS-3和NdnSIM对所提出的方法进行了网络仿真,并基于NdnSIM实现了分布式NDN节点的相关模块。最终的仿真结果表明,该方法能够提供很好的路由可扩... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 论文主要工作内容
    1.3 论文组织结构
第二章 NDN网络架构
    2.1 信息网络特点和主要解决的问题
    2.2 NDN简介
        2.2.1 NDN基本原理
        2.2.2 NDN主要概念
            2.2.2.1 Interest包与Data包
            2.2.2.2 CS
            2.2.2.3 PIT
            2.2.2.4 FIB
        2.2.3 NDN的命名系统
        2.2.4 NDN的路由转发系统
        2.2.5 NDN结构特点
            2.2.5.1 灵活的命名方式和无限的地址空间
            2.2.5.2 对移动性的支持
            2.2.5.3 对组播的支持
            2.2.5.4 高效的Interest路由方式
            2.2.5.5 良好的网络负载控制
            2.2.5.6 对网络攻击的防止
            2.2.5.7 易于部署
        2.2.6 NDN研究热点
            2.2.6.1 NDN命名规范
            2.2.6.2 NDN中缓存策略
            2.2.6.3 NDN中的路由可扩展性
    2.3 本章小结
第三章 DHT相关框架
    3.1 DHT用于解决的问题
    3.2 DHT主要算法
        3.2.1 CAN
        3.2.2 Chord
        3.2.3 Tapestry
        3.2.4 Pastry
        3.2.5 算法比较
    3.3 本章小结
第四章 NDN路由可扩展性分析
    4.1 NDN基本路由过程
        4.1.1 CS未命中,PIT未命中的基本路由过程
        4.1.2 CS命中的基本路由过程
        4.1.3 PIT命中的基本路由过程
    4.2 NDN路由可扩展性的研究方向
        4.2.1 避免表项扩展
        4.2.2 加快查表速度
        4.2.3 利用缓存减少查表次数
        4.2.4 NDN路由可扩展性研究方向总结
    4.3 NDN可扩展性研究的可能突破点
        4.3.1 阻止NDN路由表项扩展
        4.3.2 加快查询更新速度
        4.3.3 提高缓存命中率
        4.3.4 NDN路由可扩展性研究方向突破点总结
第五章 基于表项拆分的NDN核心节点路由方案(ES-NDNCNR)
    5.1 ES-NDNCNR基本思想
    5.2 ES-NDNCNR网络架构
    5.3 ES-NDNCNR相关细节
        5.3.1 NDN核心节点内部结构
        5.3.2 NDN核心节点间通信规则
        5.3.3 NDN核心节点与原NDN节点间的通信规则
        5.3.4 NDN核心节点在Chord环上编号的生成
    5.4 ES-NDNCNR新网络拓扑下的路由转发过程
        5.4.1 无CS命中无PIT命中基本路由过程
        5.4.2 PIT命中基本路由过程
    5.5 ES-NDNCNR相关问题总结
        5.5.1 优点
        5.5.2 缺点
        5.5.3 依赖条件
        5.5.4 小结
    5.6 本章小结
第六章 ES-NDNCNR方案的性能分析与仿真实验
    6.1 ES-NDNCNR方案的仿真实现
        6.1.1 仿真实现环境
            6.1.1.1 NS3
            6.1.1.2 NdnSIM
        6.1.2 NDN核心节点新增模块仿真实现
            6.1.2.1 Distribute Route Table实现
            6.1.2.2 DHT Forwarding Strategy实现
        6.1.3 仿真实验场景
            6.1.3.1 仿真场景一未引入ES-NDNCNR方案NDN网络
            6.1.3.2 仿真场景二引入ES-NDNCNR方案NDN网络
    6.2 ES-NDNCNR方案的性能分析和测试
        6.2.1 ES-NDNCNR方案对FIB大小的影响
            6.2.1.1 理论分析
            6.2.1.2 测试数据
        6.2.2 ES-NDNCNR方案对聚合效果的影响
            6.2.2.1 理论分析
            6.2.2.2 测试数据
        6.2.3 ES-NDNCNR方案对信息传输的影响
            6.2.3.1 理论分析
            6.2.3.2 测试数据
    6.3 本章小结
第七章 总结与下一步工作
参考文献
致谢
作者攻读学位期间学术成果



本文编号：3270796