移动内容中心网转发与缓存性能的仿真研究

摘要

随着各种以数据内容为中心的互联网应用的兴起，基于IP地址寻找数据的现有互联网通信方式日益力不从心。为了应对以内容为中心的需求，欧美学术界提出了内容中心网络(Content-centric Network,CCN)的下一代网络架构。内容中心网络是全新网络体系架构，内容的发布者向网络发布内容的信息，内容的消费者向网络请求内容的数据，路由器根据内容名称对数据进行转发与路由，热门内容以网内缓存的形式存储在网络中。目前内容中心网络的研究主要侧重于有线网络场景，而对无线移动场景下的研究还刚刚起步。
　　本文选取移动内容中心网络(Mobile Content-centric Network,MCN)中的两个核心机制――节点转发机制和缓存策略作为研究对象。本文基于ns-3网络仿真软件和ndnSIM内容中心网仿真库构造了一个基础仿真环境，对现有MCN网络节点的转发机制增加了延迟调整的功能，对现有MCN网络节点的内容缓存增加了移动性偏好支持。本文展开了多组仿真实验，根据节点的移动性特征对转发机制和缓存策略的参数进行调整，对MCN的内容交付时延性能进行仿真研究。
　　按照最初的CCN架构设计思想，CCN网络的实现不依赖于具体的网络拓扑。本文的仿真结果表明，在无线移动的MCN场景下，如果根据节点的移动性特征适当地调节节点转发机制和缓存策略，可以获得更好的内容交付时延性能。本文的研究工作对于特定的内容为中心的应用（例如内容供应商付费推广的内容分发应用）具有一定的参考意义。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 当前国内外研究现状

1.3 研究内容与论文的组织

2 相关技术背景

2.1 内容中心网络概述

2.2 网络仿真环境ns-3

2.3 CCN的仿真库ndnSIM

2.4 本章小结

3 仿真设计

3.1 研究动机与仿真目标

3.2 转发机制的仿真设计

3.3 缓存策略的仿真设计

3.4 日志记录的改进设计

3.5 本章小结

4 仿真实现

4.1 总体实现

4.2 数据包模块的改进

4.3 考虑移动性的缓存实现

4.4 移动场景的实现

4.5 本章小结

5 仿真实验

5.1 信息交付的仿真实验

5.2 转发策略的仿真实验

5.3 缓存策略的仿真实验

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 本论文总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献