DCS:一种实现NDN内容缓存的新方法

随着互联网内容分发效能要求的不断提高,内容中心网络研究已成为近年互联网体系结构研究的热点.针对现有路由器扩展支持内容中心网络路由引擎时缓存资源有限以及缓存管理操作困难等问题,提出一种新的内容缓存扩展方案DCS.该方案旨在不改变现有路由器硬件的前提下,利用用户终端空闲内存空间,通过软件升级的方式来支持NDN路由器的缓存功能.详细描述了DCS数据存取的算法流程,还对用户可提供出来作为网络缓存资源的空闲内存空间进行了统计和分析.     

命名数据网络中的邻居缓存路由策略

命名数据网络(named data network,NDN)是一种以数据为中心的新型网络体系结构。现有NDN网络路由策略未能充分利用路由结点缓存导致转发效率不高。为了在路由决策中充分利用NDN网络中的缓存,提出了一种邻居缓存路由(neighbor cache explore routing,NCE)策略,将路由结点缓存因素引入到路由决策中,并设计了相应的报文格式及路由选择算法。模拟实验结果表明,邻居缓存路由策略在减少网络冗余流量的同时提高了整体网络的性能,验证了NCE策略在NDN网络中的有效性。     

NDN中快速的贪婪名称查找策略

针对当前基于Trie的变长层次化且可以无限长度的命名的数据网络（Named Data Networking,NDN）内容名称的最长前缀匹配查找策略存在复杂性高、查找速率低且树型数据结构的更新开销高等问题,导致算法效率低,提出一种快速的贪婪名称查找机制（FGNL）来实现数据包的快速转发。快速的贪婪的组件代码分配机制复杂性较低,容易实现,支持快速更新;组件编码树本质上是一个二维状态转移表,进一步转换成快速的哈希表查找;多哈希表结构创建速度快,且压缩存储空间,能够极大地加快名称查找的速度。实验结果证明,与字符查找树相比FGNL方案减少大约48.71%的内存,与NCE相比节省26.98%的存储空间,且查找速度获得了2倍的加速。评估结果也表明,该方案可以向上扩展来适应名称集潜在的未来增长。     

命名数据网络中带宽时延感知的拥塞控制机制

作为一种新型网络架构,命名数据网络(NDN)采用内容中心和无连接传输模式.NDN是内容请求者驱动,如果其所需内容较大,内容提供者将内容分片,并装入多个数据包返回.此时或者内容请求者持续发送等量兴趣包才能获取完整内容,传输延时过高;或者内容提供者一次性将数据包全部返回,易造成丢包.因此,NDN不适用于AR/VR等大数据量...     

基于区域划分的混合式NDN缓存策略

针对NDN(命名数据网络)中确定性缓存和概率性缓存各自特点,提出一种确定性缓存和概率性缓存相结合的混合式NDN缓存策略(HDP)。基于区域划分的思想,在网络边缘采用基于热度的确定性缓存策略,在网络核心采用基于缓存收益和内容热度的概率性缓存策略,从而将两种缓存策略的优势相结合,进一步提高NDN缓存性能。实验表明该策略与现有NDN缓存方法相比,能有效提高缓存服务率和命中率,并有助于降低内容访问延迟,改善用户体验。     

基于动态内容流行度的NDN缓存决策和替换策略研究

命名数据网络(NDN)中的路由器节点具有缓存能力,这就极大地提高了网络中的数据发送与检索效率。然而,由于路由器的缓存能力是有限的,设计有效的缓存策略仍然是一项紧迫的任务。为了解决这个问题,提出了一种动态内容流行度缓存决策和替换策略(DPDR)。DPDR综合考虑内容流行度和缓存能力,利用一个和式增加、积式减少(AIMD)的算法动态调节流行度阈值,并将超过流行度阈值的内容存入缓存空间;同时提出了一个缓存替换算法,综合考虑了缓存空间中内容的流行度和内容最后被访问时间等因素,将替换值最小的内容移出内容缓存。大量仿真结果显示,与其他算法相比,本文所提的算法能够有效提高缓存命中率,缩短平均命中距离和网络吞吐量。     

V-NDN中热点内容推送策略研究

在V-NDN(vehicular named data networking)中,因为车辆的移动性而导致未响应兴趣包的概率大大增加。目前的解决方法是车辆节点缓存所有收听到的数据包,但这种方法会使节点中缓存大量重复的数据包副本,增加缓存的开销。为了解决此问题,提出了一种适用于城市道路的热点内容推送算法。首先,提出了一种热点内容挖掘算法,将V-NDN中可能的热点内容从大量的数据中挖掘出来;然后,通过热点内容推送算法将热点内容推送给其他可能访问这些内容的节点,以此提高网络性能;最后,从理论上分析了热点内容挖掘时需要考虑的影响因素。仿真结果表明,与贪婪转发策略相比,添加了热点内容推送算法会使请求满足率提高4.6%到14.1%,缓存命中率增加了16.6%到33.0%。     

基于节点介数与边缘流行度的NDN缓存策略

针对命名数据网络(NDN)架构中多数缓存策略的冗余与低效问题,提出一种基于节点介数与边缘内容流行度的缓存放置策略BEP。结合节点的介数中心性与内容的动态流行度,同时考虑缓存的过滤作用,将最流行的内容放置在最重要的节点上,以高效利用稀缺的缓存资源。仿真结果表明,与经典NDN缓存策略LCE、LCD相比,BEP能有效提高缓存命中率,降低服务器负载。     

高效命名数据网卫星视频直播方法

视频直播实时性强,应用广泛,是视频服务中的一种特殊应用。基于命名数据网络(named data networking,NDN)而非传统端到端的TCP/IP体系结构提供网络视频直播,并通过卫星广播进行内容分发,可以以相对较低的通信开销提供大范围高质量服务。然而,由于卫星链路传播延迟较高,基于NDN的卫星广播视频直播应用在内容分发过程中会出现冗余数据传输(redundant data transmission,RDT)现象。RDT将造成卫星链路通信计算资源的浪费,影响应用效率。为了解决该问题,进一步提升应用效率,在NDN的基础上进行改进,提出了容迟未决信息表(delay pending interest table,DPIT)。实验结果表明,DPIT可以有效降低RDT问题造成的影响,提升基于NDN组网卫星的广播视频直播应用效率。     

基于NDN的区块链数据同步方法

近年来,区块链技术在各个领域受到了广泛的关注并取得了阶段性的成功,然而区块链技术的自身缺陷,限制了其在重要领域的发展。这是因为区块链技术通过P2P网络基于TCP架构的通信方式,使得其对相同数据内容的请求是独立的,从而在数据同步时造成大量的冗余流量,进而占用较高的带宽而导致了较大的数据传输时延,并在最终拉低了区块链的整体性能。由此,提出“NDN+区块链”结构,以期借助命名数据网络（named data networking,NDN）自有的优势,有效解决区块链数据传输效率低下的问题,从而扩大区块链的技术优势。通过仿真模拟实验的分析,得出“NDN＋区块链”结构相较于传统的TCP区块链,在带宽占用及数据同步时延方面确有很好的表现效果。     

命名数据网络中分组报文缓存优化方法

传统网络缓存系统中数据包级别的缓存难以实现,信息中心网络的出现使这个难题得以缓解,但数据包级别的缓存仍然面临严重的扩展性问题。通过分析当前限制数据包级别缓存实现的若干问题,提出了一种分组报文缓存优化方法。该方法通过根据分组前缀而非单个报文前缀建立索引来减少高速存储器的使用量,同时分组级别的流行度也用于优化缓存决策。定义了大量的评估指标,并通过广泛的实验来评估此方案的性能。实验结果表明,与之前的数据包级别的缓存方案相比,该方法可以大大减少高速存储器使用量,并且在服务器负载减少率、平均跳数减少率和平均缓存命中率方面取得显着改善。     

基于SDN与NDN的卫星网络多约束路由算法

针对NDN卫星网络内容传输时延高、丢包率高且请求命中率低的问题,提出了一种基于SDN与NDN的卫星网络多约束路由算法,并命名为SNMcRA。基于SDN的集中控制与全局视图,通过建立多约束路由模型,将链路多约束信息与蚁群算法相结合以求解满足时延、带宽、丢包率多约束的代价最小路径,由节点在包转发的过程中动态完成转发表FIB和待定请求表PIT的构建。实验结果表明,该算法与DSP算法相比时延降低了35%,带宽利用率提升了29%,丢包率降低了17%,并且在请求命中率方面也具有显著优势。     

内容命名网络中一种基于历史访问记录的转发策略的设计与实现

内容命名网络(NDN)作为ICN的实例系统,以其区别于传统IP网络的独特体系结构在近些年受到了研究界的普遍关注,NDN舍弃了IP网络点到点的传输方式,设计了基于内容名字的寻址方式,使得内容的提供者由集中式一点变为分散式的多点,大幅提高了数据信息的利用率。将研究的重点放在NDN路由节点的转发环节,提出并实现了一种新的基于历史访问记录的转发策略HRF,使得数据请求者能够发现本地的邻居节点是否持有请求者所需的内容,从而从本地网络高效快速地获取所需数据,并通过实验验证了HRF策略的可行性和有效性。     

命名数据网络中一种基于节点分类的数据存储策略

缓存是命名数据网络(named data networking, NDN)有别于传统网络最突出的特性之一,NDN中默认所有节点都具有缓存所有经过数据的功能.这种“处处缓存”策略导致网内大量冗余数据的产生,使网内缓存被严重浪费.针对上述问题,首次提出了一种基于节点分类(based on node classification, BNC)的数据存储策略.基于节点位置的不同,将数据返回客户端所经过的节点分为“边缘”类节点与“核心”类节点.当数据经过“核心”类节点时,通过权衡该类节点的位置与数据在不同节点的流行度分布,将数据存储在对其他节点最有利的节点中;当数据经过“边缘”类节点时,通过该数据流行度来选择最有利于客户端的位置.仿真结果表明,提出的策略将有效提高数据命中率,减少数据请求时延和距离.     

命名数据网络中基于内容类型的隔跳概率缓存机制

网络化缓存是命名数据网络实现对信息的高效获取,有效降低互联网骨干网络流量的关键技术.网络化缓存将缓存作为普适的功能添加到每个网络节点.用户需要获取信息时,缓存有该内容的任意网络节点(例如路由器)接收到用户请求后都可直接向用户返回相应内容,提升用户请求响应效率.然而,命名数据网络采用泛在缓存使得内容发布者到用户的传输路径上的各节点对内容进行重复并无差别缓存,造成数据冗余、内容缓存无差别对待问题.为此,提出一种基于内容类型的隔跳概率缓存机制.首先根据业务特征(例如时延要求、带宽占用)将内容划分为4种类型：动态类、实时类、大数据类、以及小数据类;其次构造隔跳待定缓存策略,将数据存储在非连续的传输节点上,从空间上减少冗余缓存;最后针对不同内容提供差异化缓存服务：无缓存、网络边缘概率缓存、网络次边缘概率缓存、以及网络核心概率缓存策略,从而进一步降低冗余数据,同时提高用户获取内容的效率.实验结果表明,该机制能够减少冗余缓存,降低用户请求内容时延.     

Security Attacks in Named Data Networking: A Review and Research Directions

Journal of Computer Science and Technology - Contents such as audios, videos, and images, contribute most of the Internet traffic in the current paradigm. Secure content sharing is a tedious issue....     

命名数据网络中的视频传输研究综述

互联网目前已经发展为一个由实时视频和视频点播等内容分发服务主导的网络传统IP网络对于视频分发类任务的支持存在组播的部署复杂且开销大,不能有效利用多路径获取内容、对移动性的支持差和难以同时满足可靠性以及低延时需求等问题命名数据网络(named data networking,NDN)作为新型的下一代互联网体系结构,支持网...     

基于NDN的区块链网络服务质量保障方法

针对传统区块链网络难以满足不同应用场景差异化服务质量（QoS）需求的问题,提出一种基于命名数据网络的区块链网络QoS保障方法。从实时性角度对交易和区块进行分类,为交易和区块设计新的命名空间。为不同类型的区块链数据创建各自的数据传播结构,以缓解流量的集中化程度。针对不同应用场景对实时性的要求,采用差异化路由机制对交易和区块进行排队转发。实验结果表明,该方法能够有效提高区块链网络的信息传输效率,减少网络中的冗余流量,其网内流量相比基于TCP的区块链网络约下降24%。