内容中心网络的缓存技术研究

发布时间：2023-05-14 19:15

　　随着互联网应用的快速发展与普及,网络数据流量呈现指数级增长,与此同时,多媒体内容分发服务已取代端到端通信成为互联网的主要业务。传统基于TCP/IP架构的互联网简单的扩容无法从根本上解决互联网面临的高负载问题,提高内容分发效率才是缓解互联网负载压力的关键。内容中心网络(Content Centric Networking,CCN)是面向内容的网络架构与协议,可以实现高效的海量多媒体内容分发。CCN以内容名字代替IP地址,利用基于命名的缓存和路由等关键技术解决了传统IP网络面对多媒体内容分发面临的重复传输和内容获取时延高的问题。CCN通过将缓存设备内置在每个路由节点中,形成了透明、泛在、细粒度的CCN缓存。CCN缓存实现了将数据的请求和响应在时间和空间上分离,当不同用户对相同内容发起请求时,缓存了该内容的路由节点可以快速响应,实现了缓存内容的异步复用。由此可见,CCN缓存技术是减小CCN网络负载与内容获取时延、提升内容分发效率的核心技术之一。论文选题来源于国家自然科学基金项目“以内容为中心的移动自组织网络缓存技术研究”(项目编号:61502046),北京市重点实验室主任基金项目“信息中心无...

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【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 主要研究工作
    1.3 主要研究成果
    1.4 论文结构安排
    参考文献
第二章 内容中心网络及其缓存技术研究综述
    2.1 内容中心网络概述
        2.1.1 CCN架构和内容分发流程
        2.1.2 CCN的关键技术概述
    2.2 内容中心网络的缓存技术
        2.2.1 CCN架构下的缓存特点
        2.2.2 CCN缓存技术研究分类
    2.3 内容中心网络缓存性能研究
        2.3.1 CCN缓存性能研究的理论模型
        2.3.2 CCN缓存性能研究现状
        2.3.3 CCN缓存性能研究挑战
    2.4 内容中心网络缓存算法研究
        2.4.1 CCN缓存算法研究分类
        2.4.2 CCN缓存放置算法研究现状
        2.4.3 CCN缓存放置算法研究挑战
    2.5 本章小节
    参考文献
第三章 面向内容请求聚合的CCN节点缓存性能研究
    3.1 系统模型
        3.1.1 内容缓存模型
        3.1.2 请求聚合模型
    3.2 面向内容请求聚合的缓存状态分析模型
        3.2.1 三状态概率建模
        3.2.2 马尔可夫链构造
        3.2.3 内容最短逗留时间近似
        3.2.4 三状态稳态概率求解
    3.3 仿真验证与性能分析
        3.3.1 模型准确性分析
        3.3.2 缓存性能分析
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 面向任意网络拓扑的CCN缓存放置算法研究
    4.1 基于小世界的网络缓存建模
    4.2 基于缓存小世界模型的评价指标
    4.3 优化缓存效用的缓存放置算法
    4.4 仿真验证与性能分析
        4.4.1 缓存小世界模型准确性分析
        4.4.2 网络缓存模型小世界特性分析
        4.4.3 缓存放置算法性能分析
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 面向动态内容请求的CCN缓存放置算法研究
    5.1 系统模型
        5.1.1 CCN网络模型
        5.1.2 内容请求动态模型
    5.2 缓存放置优化问题建模
        5.2.1 缓存节点主动缓存架构
        5.2.2 缓存放置优化问题模型
    5.3 缓存放置算法实现
        5.3.1 马尔可夫决策过程建模
        5.3.2 强化学习算法求解
    5.4 仿真验证与性能分析
    5.5 本章小结
    参考文献
第六章 总结与展望
    6.1 研究工作总结
    6.2 研究工作展望
附录: 缩略语中英文对照表
致谢
攻读博士学位期间取得的学术成果



本文编号：3817600