CCN中基于业务类型的多样化内容分发机制

针对内容中心网络(Content Centric Networking,CCN)如何提供差异化的业务需求服务的问题,采用区分服务的思想,从内容传输和缓存决策的角度出发,提出了一种基于业务类型的多样化内容分发机制.该机制依据不同的业务请求特征,分别设计了持久推送、并行预测和逐包请求的数据分发模式,对应提出了透明转发、边缘概率缓存和渐进式推进的沿途存储策略,实现了内容传递对于业务类型的感知和匹配.仿真结果表明,该机制减小了内容请求时延,提高了缓存命中率,以少量额外的控制开销提升了CCN网络整体的内容分发性能.     

一种面向邻近缓存的引导式内容路由机制

针对命名数据网络(NDN)内容请求节点容易忽略邻近节点缓存的问题,基于节点兴趣集群思想,提出一种面向邻近缓存的引导式便捷内容路由机制。首先通过构建节点兴趣集群将节点分为若干区域进行缓存通告;然后设计报文与便捷路由转发表项;最后选择最优路径发送请求数据。理论分析与仿真结果表明,该机制能够充分利用邻近节点缓存,有效地降低了用户平均时延,服务器负载减少约30%。     

命名数据网络中基于局部请求相似性的协作缓存路由机制

该文针对命名数据网络(Named Data Networking, NDN)应答内容的高效缓存和利用问题,依据内容请求分布的局域相似特征,提出一种协作缓存路由机制。缓存决策时,将垂直请求路径上的冗余消除和水平局域范围内的内容放置进行有效结合。垂直方向上,提出基于最大内容活跃因子的路径缓存策略,确定沿途转发对应的最大热点请求区域;水平方向上,采用一致性Hash协同缓存思想,实现应答内容的局域定向存储。路由查找时,将局域节点缓存引入到路由转发决策中,依据内容活跃等级动态执行局域缓存查找,增大内容请求就近响应概率。该机制减小了内容请求时延和缓存冗余,提高了缓存命中率,以少量额外的代价换取了内容请求开销的大幅下降,仿真结果验证了其有效性。     

一种基于内容流行度的内容中心网络缓存概率置换策略

内容中心网络是下一代互联网架构的研究热点,该架构通过分布式内容缓存机制实现以内容为核心的数据传输,改变了传统基于主机的网络通信模式.缓存置换策略是内容中心网络的核心研究问题之一,缓存置换策略的设计优劣直接制约内容中心网络的数据传输性能.该文针对内容的流行度分布特征,提出一种基于流行度的缓存概率置换策略,并针对 L 层级联的内容中心网络(CCN),推导了该策略下的网络分层缓存请求失败概率近似计算公式.该文策略根据请求数据块的流行度而选择数据块在缓存队列中的置换位置,尽可能平衡不同流行度内容在网络中的分布.数值计算结果表明:该策略适用于内容请求集中的网络应用,相比较传统的最近最少使用(LRU)策略,该文策略可以明显改善流行度较低的网络访问性能.     

一种内容中心网络中的热区控制及内容调度缓存算法

针对内容中心网络中同质化缓存造成的节点负载不均和存储资源无法有效利用的问题,提出一种热区控制及内容调度缓存算法.在内容请求时,根据节点介数与节点访问度综合判断节点热度,筛选出负载过重节点;缓存决策时,以流行度为依据将内容调度至空闲邻居节点,并设置生命期控制机制,从而达到分散请求、消除热区的目的.仿真结果表明该算法减少了请求时延与路由跳数,在提高缓存命中率的同时,有效改善了负载在节点上分布的均衡性.     

内容中心网络中基于温度场的路由算法

内容中心网络（content-centric networking,CCN）作为一种全新的网络体系结构,对路由算法的设计提出了许多新的挑战。针对CCN的特点,提出了一种基于温度场的路由（temperature field based routing,TFBR）算法,将物理学中稳态温度场的概念引入CCN,并采用有限元法求解稳态温度场,形成路由转发决策。仿真实验表明,TFBR 算法能够充分利用CCN 的路由节点缓存功能,在降低网络平均时延性能的同时,提高了CCN 的负载均衡性能。     

命名数据网络中基于内容请求相关性的协作缓存算法

针对命名数据网络(Named Data Networking, NDN)存储空间的有效利用和应答内容的高效缓存问题,该文采用差异化缓存的方式,提出一种依据内容请求序列相关性的协作缓存算法。在内容请求中,预先发送对于后续相关数据单元的并行预测请求,增大内容请求的就近响应概率;缓存决策时,提出联合空间存储位置与缓存驻留时间的2维差异化缓存策略。根据内容活跃度的变化趋势,空间维度上逐跳推进内容存储位置,时间维度上动态调整内容缓存时间,以渐进式的方式将真正流行的请求内容推送至网络边缘存储。该算法减小了内容请求时延和缓存冗余,提高了缓存命中率,仿真结果验证了其有效性。     

内容中心网络中能耗优化的隐式协作缓存机制

综合考虑内容中心网络(CCN)的能耗优化及性能提升,该文提出一种内容中心网络中能耗优化的隐式协作缓存机制。缓存决策时,利用缓存节能量作为判决条件优先在用户远端节点缓存,并利用数据包携带最近上游缓存跳数信息进行隐式协作,减轻用户近端节点缓存空间的竞争压力,提高邻近节点缓存的差异性。缓存替换时,选取缓存节能量最小的缓存内容加以替换,达到最优的能耗优化效果。仿真结果表明,该缓存机制在性能上获得较优的缓存命中率及平均路由跳数,同时有效降低了网络能耗。     

内容推送和路由扩散相结合的内容源移动管理优化方案

在内容中心网络(Content Centric Networking,CCN)中,消费者请求按照原有转发路径无法成功交付移动内容源,兴趣包丢失率高;为保证移动内容源的可达性,则需要对全网路由器进行路由更新,这将造成巨大的更新开销.针对上述问题,提出内容推送和路由扩散相结合的内容源移动管理优化方案.与现有CCN内容源移动...     

内容中心网络中安全问题研究综述

内容中心网络( CCN)是一种革命性的网络架构,采用内容路由、网内缓存等技术来提高网络中的内容分发效率,但其自身的结构特点使之面临很多的安全问题。通过对CCN网络工作机制的研究,分析了CCN面临的非授权访问、隐私泄露、泛洪攻击等安全风险;然后,总结了每种安全风险的解决方案及各自优缺点;最后,展望了未来的研究方向。     

命名数据网络下基于K-medoids的簇内Hash路由机制

命名数据网络（Named Data Networking,NDN）是以内容为中心的新型网络架构,其随处缓存策略存在缓存冗余过多、邻居缓存利用率低等问题,导致缓存空间的浪费及缓存效率的低下.本文提出的融合沿路径非协作和路径外协作的缓存路由机制（K-Medoids Hash Routing,KMHR）,使用K-medoids算法选取层次簇内的中心点,并针对不同流行度的内容分别采用Hash路由及最短路径路由,保证簇内高流行度内容的精确定位和唯一性,降低缓存冗余,提高缓存效率.通过真实网络拓扑仿真得出,KMHR机制具有最低的请求时间、最优的路由增益和较少的缓存内容数量.     

Cooperative Caching Strategy in Mobile Ad Hoc Networks Based on Clusters

In this paper, we present a scheme, called Cluster Cooperative (CC) for caching in mobile ad hoc networks. In CC scheme, the network topology is partitioned into non-overlapping clusters based on the physical network proximity. For a local cache miss, each client looks for data item in the cluster. If no client inside the cluster has cached the requested item, the request is forwarded to the next client on the routing path towards server. A cache replacement policy, called Least Utility Value with Migration (LUV-Mi) is developed. The LUV-Mi policy is suitable for cooperation in clustered ad hoc environment because it considers the performance of an entire cluster along with the performance of local client. Simulation experiments show that CC caching mechanism achieves significant improvements in cache hit ratio and average query latency in comparison with other caching strategies.     

A zone co‐operation approach for efficient caching in mobile ad hoc networks

Mobile Ad hoc NETwork (MANET) presents a constrained communication environment due to fundamental limitations of client resources, insufficient wireless bandwidth and users' frequent mobility. Caching of frequently accessed data in such environment is a potential technique that can improve the data access performance and availability. Co‐operative caching, which allows the sharing and co‐ordination of cached data among clients, can further explore the potential of the caching techniques. In this paper, we propose a novel scheme, called zone co‐operative (ZC) for caching in MANETs. In ZC scheme, one‐hop neighbours of a mobile client form a co‐operative cache zone. For a data miss in the local cache, each client first searches the data in its zone before forwarding the request to the next client that lies along routing path towards server. As a part of cache management, cache admission control and value‐based replacement policy are developed to improve the data accessibility and reduce the local cache miss ratio. An analytical study of ZC based on data popularity, node density and transmission range is also performed. Simulation experiments show that the ZC caching mechanism achieves significant improvements in cache hit ratio and average query latency in comparison with other caching strategies. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于缓存窗口和段补丁预取的流媒体动态调度算法

该文提出了一种新的基于缓存窗口和段补丁预取的移动流媒体动态调度算法,采用代理缓存窗口自适应伸缩和分段缓存补丁块方案,实现了移动流媒体对象在代理服务器中缓存的数据量和其流行度成正比的原则。仿真结果表明,对于客户请求到达速率的变化,该算法比传统算法具有更好的适应性,在最大缓存空间相同的情况下,能显著减少通过补丁通道传输的补丁数据,从而降低了服务器和骨干网络带宽的使用,能快速缓存媒体对象到缓存窗口,同时减少了代理服务器的缓存平均占有量。     

一种基于SDN的CCN集中控制缓存决策方法

在软件定义网络(SDN)和内容中心网络(CCN)融合架构下,为了充分利用控制层对网络拓扑和缓存资源的全局感知,在全网中实现缓存资源的优化使用,提出了一种集中控制的缓存决策优化方案.在该方案中,应用粒子群优化算法(PSO)并且根据节点边缘度、节点重要度以及内容流行度对缓存资源和内容进行集中缓存决策,使得内容在不同的节点进行合理的缓存.仿真结果表明,通过评估缓存大小对缓存性能的影响,PSO缓存决策方法取得了比LCE、PROB缓存决策策略更优的缓存命中率和路径延展率,明显降低了缓存节点的缓存替换数,使得缓存达到了整体缓存优化.     

Distributed cache updating for the dynamic source routing protocol

On-demand routing protocols use route caches to make routing decisions. Due to mobility, cached routes easily become stale. To address the cache staleness issue, prior work in DSR used heuristics with ad hoc parameters to predict the lifetime of a link or a route. However, heuristics cannot accurately estimate timeouts because topology changes are unpredictable. In this paper, we propose proactively disseminating the broken link information to the nodes that have that link in their caches. We define a new cache structure called a cache table and present a distributed cache update algorithm. Each node maintains in its cache table the information necessary for cache updates. When a link failure is detected, the algorithm notifies all reachable nodes that have cached the link in a distributed manner. The algorithm does not use any ad hoc parameters, thus making route caches fully adaptive to topology changes. We show that the algorithm outperforms DSR with path caches and with Link-MaxLife, an adaptive timeout mechanism for link caches. We conclude that proactive cache updating is key to the adaptation of on-demand routing protocols to mobility.     

内容中心网络中基于内容迁移的协作缓存机制

内容中心网络(CCN)是为了适应未来网络通信模式的转变,提供对可扩展和高效内容获取的原生支持而提出一种新型的网络体系架构,内容缓存机制是其研究的关键问题之一。现有机制在缓存节点的选择时往往过于集中,缓存负载分布严重不均,大大降低了网络资源利用率以及系统的缓存性能。该文提出一种基于缓存迁移的协作缓存机制,首先在缓存节点选择时考虑节点的中心性保证内容尽可能缓存在位置更重要的节点。同时,在缓存压力过大时,通过可用缓存空间大小、缓存替换率以及网络连接的稳定性等信息选择合适的邻居节点进行缓存内容的转移,充分利用邻居资源实现负载分担。仿真结果表明该机制能有效地改善缓存负载在节点上分布的均衡性,提高缓存命中率和缓存资源利用率并降低平均接入代价。