基于网络编码的内容中心网络的研究、设计与实现

摘要

信息中心网络(ICN，Information Centric Network)顺应网络应用模式的转变，实现内容提供者和接收者的解耦，内容名字和存储位置的解耦，内容和名字的绑定以及泛在的内置缓存。为了简化内容块的命名机制、降低缓存协同复杂度、提高网络多路径的有效利用，本论文提出了基于网络编码的内容中心网络。
　　内容中心网络(CCN，Content Centric Network)和网络编码都致力于解决内容分发问题，分别通过缓存和计算来节省带宽。本论文依托江苏省未来网络前瞻性研究项目子课题《基于网络编码的内容中心网络》，围绕如何在内容中心网络中融合网络编码，完成以下几个方面的工作:
　　(1)对内容中心网络和网络编码相关研究内容做了细致分析并分别概述。
　　(2)提出了网络编码与内容中心网络的融合方案，完成了基于网络编码的内容中心网络模型NC-CCN的设计。
　　(3)针对提出的NC-CCN模型做了大量仿真实验，并与CCN的性能做了详细对比分析。
　　(4)采用仿真通过验证的设计方案，实现了NC-CCN原型系统的设计与实现。
　　本论文研究结果发现，融合网络编码的NC-CCN能够消除CCN中细粒度命名问题、有效利用多路径进行转发、减少缓存协同的复杂度、简化传输机制。仿真结果表明:NC-CCN各方面的性能在合适策略的选择下表现出比CCN更好的性能收益。最后，本论文以通过仿真验证的设计方案为基础，进一步在IP网络上以覆盖网方式设计和实现了原型系统，验证了功能的正确性。

目录

声明

摘要

缩略语

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究意义

1．3 研究现状

1．4 研究内容

1．5 创新点与贡献

1．6 论文组织结构

第2章 信息中心网络和网络编码概述

2．1 信息中心网络概述

2．1．1 信息中心网络研究现状概述

2．1．2 DONA概述

2．1．3 PSRIP概述

2．1．4 NetInf概述

2．1．5 CCN／NDN概述

2．1．6 ICN主流架构共性概述

2．2 网络编码概述

2．2．1 网络编码及其基本原理

2．2．2 网络编码的分类

2．2．3 网络编码优缺点

2．3 本章小结

第3章 基于网络编码的内容中心网络研究与设计

3．1 线性随机网络编码和解码

3．2 兴趣报文的表示方式

3．3 数据块服务匹配过程

3．4 转发引擎结构和处理逻辑设计

3．5 网络编码模式的缓存组织和管理方式

3．6 网络拓扑多路径的有效利用

3．7 网络拓扑多路径特征度量

3．8 本章小结

第4章 基于网络编码的内容中心网络仿真实现与分析

4．1 仿真平台概述

4．2 仿真架构设计

4．3 仿真统计指标与场景设计

4．4 仿真结果分析

4．4．1 单路径转发和多路径并行转发对比

4．4．2 匹配模式效率分析

4．4．3 缓存决策策略对比

4．4．4 网络拓扑多路径分析

4．5 本章小结

第5章 NC-CCN原型系统设计与实现

5．1 系统整体架构

5．2 底层通信模型

5．3 总控节点设计

5．4 路由节点设计

5．5 客户端节点设计

5．6 内容源节点设计

5．7 编码解码器设计

5．8 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

在读期间发表的学术论文及研究成果

致谢