面向5G的命名数据网络物联网研究综述
发布时间：2022-01-08 21:08
在5G时代,大规模物联网应用对网络架构提出了异构性、可扩展性、移动性和安全性四大挑战。基于TCP/IP的网络架构存在IP标识与位置绑定的二义重载问题,难以应对这四大挑战。命名数据网络（Named Data Networking,NDN）将内容作为第一语义,具有网络层和应用层逻辑拓扑一致性。NDN对这四大挑战的支持分别体现在:网络层命名屏蔽了底层异构细节,端到端解耦及网络层缓存使得NDN天然支持多对多通信和广播,消费者驱动的通信模式为消费者移动性提供原生支持,面向内容的内生安全更轻量可信。文中总结了基于NDN构建物联网亟待解决的问题,并对NDN与边缘计算、软件定义网络和区块链结合来构建边缘存储和计算模型、集中式与分布式结合的控制模型、分布式安全模型提出了展望。
【文章来源】：计算机科学. 2020,47(04)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
5G的三大应用场景
针对当今用户对互联网的核心需求从端到端连接转变为内容分发这一现状,NDN在整体架构上以内容本身为中心,可寻址对象不仅包括设备终端,还包括内容对象、服务程序、用户指令等。如图2所示,NDN网络架构沿用了TCP/IP网络架构的 “沙漏”模型,但是“瘦腰”部分(IP层)在NDN中被命名数据所代替,通过检索和匹配数据命名来转发和获取数据。NDN采用Interest包和Data包一一对应的“拉”数据通信原语,每个转发节点维护转发信息表(Forwarding Information Base,FIB )、 请求等待表(Pending Interest Table,PIT)和内容仓库(Content Store,CS)3种数据结构。NDN体系架构的设计遵循以下原则[21]。
从网络架构设计角度分析,NDN可以更高效地应对TCP/IP网络应用于物联网所面临的技术挑战。如图3所示,物联网网络的“瘦腰”从TCP/IP网络中的以位置为中心转变为NDN中的以数据为中心,通信方式从面向连接转变为面向内容。NDN构建物联网的优势已被实际部署效果所验证。文献[32-33]基于NDN网络构建了家庭物联网demo,通过与基于TCP/IP的物联网协议栈6LoWPAN/RPL/UDP比较,证明了基于NDN构建的物联网在能耗、传输数据包数量、内存效率等方面具有优势。文献[34]在单跳和多跳场景下将NDN分别与基于IP的物联网应用层协议CoAP和MQTT进行比较,结果发现基于NDN的部署方案更加轻量级,而且在多跳场景下具有更强的可靠性。下文将分别从网络异构性、可扩展性、移动性、安全性4个方面具体分析将NDN网络应用于物联网场景的主要优势,并总结相关研究进展。4.1 异构性
本文编号：3577286
【文章来源】：计算机科学. 2020,47(04)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
5G的三大应用场景
针对当今用户对互联网的核心需求从端到端连接转变为内容分发这一现状,NDN在整体架构上以内容本身为中心,可寻址对象不仅包括设备终端,还包括内容对象、服务程序、用户指令等。如图2所示,NDN网络架构沿用了TCP/IP网络架构的 “沙漏”模型,但是“瘦腰”部分(IP层)在NDN中被命名数据所代替,通过检索和匹配数据命名来转发和获取数据。NDN采用Interest包和Data包一一对应的“拉”数据通信原语,每个转发节点维护转发信息表(Forwarding Information Base,FIB )、 请求等待表(Pending Interest Table,PIT)和内容仓库(Content Store,CS)3种数据结构。NDN体系架构的设计遵循以下原则[21]。
从网络架构设计角度分析,NDN可以更高效地应对TCP/IP网络应用于物联网所面临的技术挑战。如图3所示,物联网网络的“瘦腰”从TCP/IP网络中的以位置为中心转变为NDN中的以数据为中心,通信方式从面向连接转变为面向内容。NDN构建物联网的优势已被实际部署效果所验证。文献[32-33]基于NDN网络构建了家庭物联网demo,通过与基于TCP/IP的物联网协议栈6LoWPAN/RPL/UDP比较,证明了基于NDN构建的物联网在能耗、传输数据包数量、内存效率等方面具有优势。文献[34]在单跳和多跳场景下将NDN分别与基于IP的物联网应用层协议CoAP和MQTT进行比较,结果发现基于NDN的部署方案更加轻量级,而且在多跳场景下具有更强的可靠性。下文将分别从网络异构性、可扩展性、移动性、安全性4个方面具体分析将NDN网络应用于物联网场景的主要优势,并总结相关研究进展。4.1 异构性
本文编号：3577286
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