CCN中一种改进的面向隐私保护的缓存策略

内容中心网络（CCN）是一种新型的网络架构,但其路由器缓存数据包的模式给用户带来了隐私泄露的风险。提出一种面向隐私保护的动态区域协作缓存策略。该策略以兼顾用户隐私保护的同时提高网络性能为目的进行设计,从信息熵的角度出发,以提高用户的请求信息的不确定度为目标,通过将内容存储在相应的隐匿系数高的缓存节点,增加攻击者确定请求用户的难度;以动态区域协作的方式存储内容,增大缓存内容的归属不确定性,以加大攻击者定位数据包的难度。仿真结果表明,该策略可降低内容请求时延,提高缓存命中率。     

一种缩减内容中心网络的AS域间流量的机制

内容中心网络(content-centric networking,CCN)的一个主要特点就是利用网络内部存储提高网络性能和缩减网络冗余流量.但由于当前路由器存储技术的限制,使得CCN路由器的内容存储器(CS)空间大小十分有限,这造成了路由器缓存的命中率很低,导致CCN的网络性能优势和冗余流量缩减的作用无法得到体现.为了有效地解决这个问题,提出了一种新颖的存储系统AS-BOOST,该系统可以避免当前存储技术的限制,使得CCN的优势得到充分发挥,同时可以防止针对CCN的缓存污染攻击.通过仿真来验证AS-BOOST的有效性,仿真结果表明,只要付出少量的存储开销,AS-BOOST就可以有效地提高用户请求的命中率和明显降低AS域间流量,并且不易受到缓存污染攻击.     

一种基于逗留时间的新型内容中心网络缓存策略

内容中心网络(Content-Centric Networking,CCN)作为一种以内容为中心进行路由、缓存的新型未来网络体系架构受到了广泛的关注.在CCN中,关键技术问题之一是网络缓存问题,现有方案主要采用ALWAYS-LRU缓存策略,然而该策略容易出现相邻节点重复缓存的问题,使得网络整体缓存效率较低.针对这一问题,文中提出了一种基于逗留时间的新型缓存决定策略,设计了一种适用于CCN的合作缓存机制.在请求泊松到达的假设下,通过在单个缓存器对LRU(Least Recently Used)替换策略使用马尔可夫链建模,该文得到了内容在各缓存器平均逗留时间的近似计算公式.数值仿真结果显示,该方案相比传统缓存策略,有效地提升了网络缓存的效率和缓存内容的多样性,进而减少了用户请求服务的总跳数,增加了内容访问的命中率.     

一种基于协同缓存的内容中心网络能耗优化策略

当前大多内容中心网络(Content-Centric Network,CCN)缓存决策策略研究都没有综合考虑请求热点、网络能耗、内容流行度和节点协同等相关要素。因此提出一种基于内容流行度的协同缓存策略来优化内容中心网络的能耗。该策略将CCN的一个自治区域网络中的所有内容路由器节点当作一个协同缓存组,并把协同缓存组中每个节点的缓存容量分为两部分,一部分用于自身节点和其他节点协同缓存内容;另一部分用于自身节点独立缓存本地最流行的内容,以提高协同缓存组中内容副本种类的多样性,从而减少网络中内容的重复传输,实现网络能耗的优化。建立相关的能耗优化模型,采用一种改进的遗传算法求解出该协同缓存组能耗优化问题的最优解。实验结果表明,与相关文献中的缓存决策策略相比,所提策略可以有效地降低CCN的能耗,提高其可扩展性,进而指导CCN的演化和部署。     

基于选择存储的CCN网络缓存发现方法

内容中心网络(Content-Centric Network, CCN)是未来互联网的重要发展方向。网内缓存是 CCN 网络的重要特征,对 CCN 内容传输性能具有重要影响。网内缓存的内容发现效率与网内缓存性能密切相关。传统 CCN 网络缓存发现方法是通过请求包在数据平面转发,沿途机会性地命中缓存实现的,具有一定的随机性、盲目性,可能导致缓存内容无法被高效利用。本文提出一种在控制平面解决缓存可用性的方法,结合拓扑、缓存容量以及用户请求分布计算出“值得”缓存的内容进行存储,同时将其向外通告,使其参与路由计算,以便后续请求快速准确地发现并利用缓存内容。实验结果表明,本文方法可使缓存命中率提高 20%左右,服务器负载降低 15%左右。     

内容中心网络中基于多样化存储的缓存污染防御机制

针对内容中心网络(CCN)中的缓存污染攻击问题,提出一种基于多样化存储的缓存污染防御机制。对不同业务内容采取差异化缓存从而减小网络受攻击面,将业务划分为三类并采用不同缓存策略:对隐私及实时性业务不予缓存;对流媒体业务以概率推送至网络边缘缓存;对其他文件类内容业务由上游到边缘逐步推送缓存。在不同节点分别配置不同的缓存污染攻击防御手段:对于边缘节点通过内容请求到达概率的变化对攻击进行检测;对于上游节点通过设置过滤规则将请求概率较低的内容排除出缓存空间。仿真结果表明,相比CNN传统缓存策略下的防御效果,该机制使网络平均缓存命中率提高了17.3%,该机制能够有效提升网络对于缓存污染攻击的防御能力。     

内容中心网络安全技术研究综述

内容中心网络（Content Centric Networking,CCN）属于信息中心网络的一种,是未来互联网体系架构中极具前景的架构之一,已成为下一代互联网体系的研究热点。内容中心网络中的内容路由、内嵌缓存、接收端驱动传输等新特征,一方面提高了网络中的内容分发效率,另一方面也带来了新的安全挑战。本文在分析CCN工作原理的基础上,介绍了CCN的安全威胁、安全需求以及现有的解决方案,并展望了CCN安全技术研究的方向。首先,详细介绍了CCN的原理和工作流程,对比分析了CCN与TCP/IP网络的区别,并分析了CCN面临的安全威胁及需求。其次,对CCN中隐私保护、泛洪攻击、缓存污染、拥塞控制等技术的研究现状进行归纳、分析、总结,并分析了现有方案的优缺点及不足,进而分析可能的解决方案。最后,对CCN安全技术面临的挑战进行了分析与讨论,并展望了未来的研究方向及发展趋势。通过对已有研究工作进行总结与分析,本文提出了CCN安全技术潜在研究方向与关键问题,为CCN安全后续研究提供有益参考。     

CCN中基于内容流行度和节点重要度的缓存设计

随着网络流量的急剧增长,现有的IP体系架构难以满足用户不断增长的需求。CCN成为未来网络研究的热点,其最大的特点是网络节点的处处缓存,所以为CCN设计一种高效的缓存机制显得尤为重要。针对CCN中现有的缓存机制存在一些问题,提出了一种基于内容收益的内容流行度和节点重要度PBCS的缓存方案。在请求次数满足收益标准的前提下,进行内容流行度与节点重要度的匹配,得到符合要求的缓存节点。仿真结果表明,该方案提高了内容的节点命中率,缩短了获取内容的平均跳数。     

内容中心网络中一种改进型缓存机制

内容中心网络( CCN)作为一种主要的未来网络架构,以命名的内容作为网内的主要元素之一,在网络研究中受到广泛关注。针对已有的CCN缓存方案内容副本替换严重的问题,提出一种内容热门度与节点中介中心度约束的缓存机制PopBetw。在基于节点中心度的基础上,从内容本身的属性热门度出发,避免非热门内容的不必要缓存,降低每个节点的缓存负荷,提高网络缓存性能。仿真结果表明,通过评估缓存大小和内容热门度对缓存性能的影响,PopBetw缓存策略可取得比LCE,LCPro和EgoBetw方案更高的缓存命中率和更小的路径延展度,明显降低网内缓存替换数量,有效减少网内节点中介中心性较大节点群的缓存替换数,达到整体性能最优化。     

基于势能冷却的内容中心网络缓存替换算法

针对目前内容中心网络CCN缓存替换策略所存在的效率低下等问题,引用物理学中“势能”的概念,并结合“自然冷却”这一自然现象,提出了一种基于势能冷却的替换算法PEC-Rep。根据被访问的次数以及时间间隔,准确判断出内容在未来一段时间内的使用价值,在进行内容替换时,将价值最小的内容删除,使得节点中的内容保持最大价值,满足用户的后续请求。仿真结果表明,PEC-Rep可以有效地提高域内缓存命中率,减轻服务器的负载,提高CCN的整体性能。     

Performance analysis of in-network caching for content-centric networking

With the explosion of multimedia content, Internet bandwidth is wasted by repeated downloads of popular content. Recently, Content-Centric Networking (CCN), or the so-called Information-Centric Networking (ICN), has been proposed for efficient content delivery. In this paper, we investigate the performance of in-network caching for Named Data Networking (NDN), which is a promising CCN proposal. First, we examine the inefficiency of LRU (Least Recently Used) which is a basic cache replacement policy in NDN. Then we formulate the optimal content assignment for two in-network caching policies. One is Single-Path Caching, which allows a request to be served from routers only along the path between a requester and a content source. The other is Network-Wide Caching, which enables a request to be served from any router holding the requested content in a network. For both policies, we use a Mixed Integer Program to optimize the content assignment models by considering the link cost, cache size, and content popularity. We also consider the impact of link capacity and routing issues on the optimal content assignment. Our evaluation and analysis present the performance bounds of in-network caching on NDN in terms of the practical constraints, such as the link cost, link capacity, and cache size.     

A Centrality-measures based Caching Scheme for Content-centric Networking (CCN)

Content-centric networking (CCN) is gradually becoming an alternative approach to the conventional Internet architecture through the distribution of enlightening information (named as content) on the Internet. It is evaluated that the better performance can be achieved by caching is done on a subset of content routers instead of all the routers in the content delivery path. The subset of a content router must be selected in a manner such that maximum cache performance can be achieved. Motivated by this, we propose a Centrality-measures based algorithm (CMBA) for selection of an appropriate content router for caching of the contents. The Centrality-measures are based on the question: ”Who are the most important or central content router in the network for the caching of contents?”. We found that our novel CMBA could improve content cache performance along the content delivery path by using only a subset of available content routers. Our results recommend that our proposed work consistently achieves better caching gain across the multiple network topologies.     

内容中心网络中DoS攻击问题综述

“内容中心网络”（Content Centric Networking,CCN）是未来互联网架构体系群中极具前景的架构之一。尽管CCN网络的全新设计使其能够抵御目前网络存在的大多数形式DoS攻击,但仍引发了新型的DoS攻击,其中危害较大的两类攻击是兴趣包泛洪攻击和缓存污染攻击。这两类DoS攻击利用了CCN网络自身转发机制的安全逻辑漏洞,通过泛洪大量的恶意攻击包,耗尽网络资源,并导致网络瘫痪。与传统IP网络中DoS攻击相比,CCN网络中的内容路由、内嵌缓存和接收者驱动传输等新特征,对其DoS攻击的检测和防御方法都提出了新的挑战。本文首先介绍CCN网络的安全设计和如何对抗已有的DoS攻击,然后从多角度描述、比较CCN中新型DoS攻击的特点,重点阐述了兴趣包泛洪攻击和缓存污染攻击的分类、检测和防御方法,以及它们所面临的问题挑战,最后对全文进行总结。     

移动网络接入认证方法的研究

随着移动网络技术的快速发展,越来越多的电子、IP设备以移动的方式应用到移动网络中.然而,当移动路由器(或其他移动客户端)移动到外地后,存在着外地服务提供者(外地的固定接入路由器)对服务请求者(移动路由器、移动节点等)的鉴别和信任问题.对现有的一些网络认证协议以及移动网络工作原理进行了研究,并提出了一种方案实现了移动网络...     

Hierarchical caches in content-centric networks: modeling and analysis

Content-centric network (CCN) is a new Internet architecture in which content is treated as the primitive of communication. In CCN, routers are equipped with content stores at the content level, which act as caches for frequently requested content. Based on this design, the Internet is available to provide content distribution services without any application-layer support. In addition, as caches are integrated into routers, the overall performance of CCN will be deeply affected by the caching efficiency. In this paper, our aim is to gain some insights on how caches should be designed to maintain a high performance in a cost-efficient way. We try to model the two-layer cache hierarchy composed of CCN routers using a two-dimensional discrete-time Markov chain, and develop an efficient algorithm to calculate the hit ratios of these caches. Simulations validate the accuracy of our modeling method, and convey some meaningful information which can help us better understand the caching mechanism of CCN.     

Performance evaluation of an efficient fault tolerant service discovery protocol for vehicular networks

Recently, vehicular networks and inter-vehicle communication have received attention from the research community and the automotive industry. In this context, many services are deployed in vehicular networks that are beneficial to drivers and passengers. Service discovery in vehicular networks is vital to make such services useful. However, due to the lack of communication reliability in vehicular ad hoc networks, it is necessary to implement fault-tolerant techniques during the discovery of service providers in vehicular networks. Very few service discovery protocols for vehicular networks have considered fault tolerant techniques, which are very important for the efficiency of service discovery. Fault tolerant techniques improve service request satisfaction and reduce dropped connections due to faulty components between the service provider and the service requester. In this paper, we propose a fault tolerant location based service discovery protocol for vehicular networks which can work well under service provider failures, communication link failures and roadside router failures. Our protocol permits the discovery of location based services where the requester specifies the region of interest within the request. Our protocol uses an infrastructure support consisting of clusters of roadside routers formed in specific regions in the vehicular network. In addition, service discovery messages are integrated into the network layer and use channel diversity in order to improve service discovery efficiency. We describe our fault tolerant location based vehicular service discovery protocol (FTLocVSDP) and discuss its proof of correctness and performance evaluation. We prove that the success rate is improved in the roadside router failure and in the communication link failure scenarios by 50% and 30%, respectively, compared to the location based service discovery protocol for vehicular networks (LocVSDP) which does not consider fault tolerant techniques.     

CCN中基于邻居协作的多态蚁群路由算法

内容中心网络是一种全新的网络体系结构,通过内容名字进行寻址和路由。然而,现有经典蚁群优化算法收敛速度慢、不能充分利用节点缓存,提出一种新的基于邻居协作的多态蚁群路由算法。在CCN上添加一个含有三种状态蚂蚁的覆盖层,通过节点信息素的动态变化来实时控制各种状态蚂蚁的转发概率;用户请求路由过程中,针对“高流行度”和“低流行度”的内容执行差异化邻居缓存探索策略,在引入少量网络开销的前提下实现兴趣包的快速应答。仿真结果表明,所提出的算法在加快收敛速度、降低内容请求时延和减小阻塞率等方面有较好的表现。