雙結(jié)構(gòu)信息中心網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容協(xié)同分發(fā)機(jī)制研究.pdf

1、命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(Named Data Networking，NDN)是信息中心網(wǎng)絡(luò)(Information Centric Networking，ICN)的代表性研究方案。雖然NDN采用內(nèi)置緩存技術(shù)能夠降低網(wǎng)絡(luò)帶寬并提升內(nèi)容傳輸效率，但其采用用戶驅(qū)動(dòng)的內(nèi)容分發(fā)模式，缺乏主動(dòng)推送能力。而播存網(wǎng)絡(luò)借助廣播網(wǎng)“一對(duì)多”的輻射分發(fā)模式，能夠通過(guò)廣播通道提前將主流內(nèi)容直接推送到網(wǎng)絡(luò)邊緣服務(wù)器，繼而提升主流內(nèi)容的傳輸性能。鑒于此，本文提出在NDN邊緣

2、引入播存網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成以NDN為主結(jié)構(gòu)、播存網(wǎng)絡(luò)為次結(jié)構(gòu)的雙結(jié)構(gòu)信息中心網(wǎng)絡(luò)(Dual-Structural Information-Centric Networking，DSICN)。作為DSICN主次結(jié)構(gòu)的匯聚處，匯聚網(wǎng)關(guān)在NDN內(nèi)容分發(fā)的基礎(chǔ)上，增添了廣播內(nèi)容分發(fā)，兩種分發(fā)方式的差異性使得傳統(tǒng)內(nèi)容分發(fā)模式難以適用于DSICN。因此，針對(duì)DSICN匯聚網(wǎng)關(guān)的新特點(diǎn)，如何設(shè)計(jì)高效的內(nèi)容分發(fā)機(jī)制，以提高內(nèi)容分發(fā)效率，是本文重點(diǎn)解決的問(wèn)題。<

3、br>　　本文通過(guò)分析DSICN匯聚網(wǎng)關(guān)中兩類內(nèi)容的差異，建立了雙結(jié)構(gòu)信息中心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容分發(fā)模型(Content Delivery Model of Dual-Structural Information-Centric Networking,CDM-DSICN)?；诖四Ｐ?，結(jié)合兩類內(nèi)容的需求特性和聯(lián)系，提出匯聚網(wǎng)關(guān)中基于灰色預(yù)測(cè)模型的內(nèi)容協(xié)同緩存算法（Collaborative Content Caching Algorithm Ba

4、sed on Grey Prediction Model，GPM-CCCA），以解決內(nèi)容分發(fā)中的內(nèi)容緩存問(wèn)題。并以此為基礎(chǔ)，提出了基于鄰居協(xié)作的內(nèi)容協(xié)同分發(fā)算法(Collaborative Content Delivery Algorithm Based on Neighbor Collaboration，NC-CCDA)，以解決內(nèi)容協(xié)同分發(fā)問(wèn)題。具體工作如下:
　　(1)針對(duì)內(nèi)容分發(fā)中的內(nèi)容緩存問(wèn)題，結(jié)合DSICN匯聚網(wǎng)關(guān)兩種內(nèi)

5、容的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種內(nèi)容協(xié)同緩存算法GPM-CCCA。該算法根據(jù)匯聚網(wǎng)關(guān)中已有的內(nèi)容訪問(wèn)信息，計(jì)算不同時(shí)間段熱門內(nèi)容與非熱門內(nèi)容的權(quán)重，通過(guò)灰色預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)未來(lái)用戶的訪問(wèn)趨勢(shì);在此基礎(chǔ)上，借助廣播內(nèi)容與內(nèi)容塊之間“一對(duì)多”關(guān)系，建立統(tǒng)一化兩類內(nèi)容標(biāo)識(shí)的關(guān)聯(lián)機(jī)制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兩類內(nèi)容的高效緩存。GPM-CCCA算法能夠較好地緩解兩類內(nèi)容的冗余緩存，提高緩存空間的利用率。
　　(2)針對(duì)DSICN的內(nèi)容分發(fā)問(wèn)題，以內(nèi)容緩存為基礎(chǔ)，提出一種

6、內(nèi)容協(xié)同分發(fā)算法NC-CCDA。該算法根據(jù)不同匯聚網(wǎng)關(guān)廣播接收能力的差異性，利用鄰居緩存信息表記錄鄰居匯聚網(wǎng)關(guān)的廣播全文內(nèi)容，并通過(guò)實(shí)時(shí)分發(fā)通知報(bào)文，實(shí)現(xiàn)多個(gè)匯聚網(wǎng)關(guān)廣播內(nèi)容的協(xié)同分發(fā);以此為基礎(chǔ)，通過(guò)相互轉(zhuǎn)化廣播內(nèi)容和內(nèi)容塊，設(shè)計(jì)了基于鄰居協(xié)作的內(nèi)容轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。相較于傳統(tǒng)內(nèi)容分發(fā)算法，NC-CCDA算法可以較好地避免鄰居匯聚網(wǎng)關(guān)間廣播內(nèi)容的冗余分發(fā)，提高兩類內(nèi)容的利用率。
　　(3)基于上述研究，研發(fā)一種DSICN內(nèi)容分發(fā)原型系統(tǒng)