基于命名数据网络机制的移动自组网转发策略研究

摘要

随着移动互联网的不断发展，内容分发成为移动互联的核心需求。TCP/IP协议将内容与地址进行绑定的思想并不利于内容的分发，而且其暴露出的移动性、安全性以及可拓展性等问题在移动网络中越发突出。为此，学术界提出了以信息为中心的网络（Information Centric Networking,ICN）。命名数据网络（Named Data Networking,NDN）作为信息中心网络最具代表性的项目之一，以内容名称作为内容传播的标识，与内容分发的需求不谋而合，成为了未来网络的研究热点。命名数据网络能更好地支持移动网络，提高其内容分发效率，同时减少网络带宽的消耗。 移动自组织网络（Mobile Ad-hoc NETworking,MANET）是移动终端的自主集合，网络中的节点可以任意移动并通过多跳中继进行通信，因此网络的拓扑结构可能会发生不可预测的动态变化。同时，移动自组织网路的灵活性、可扩展性以及高抗毁性使其在军事作战、灾难救援等领域中具有至关重要的作用。因此，移动自组织网络是移动网络的重要研究场景之一。 基于以内容为中心的思想，命名数据网络在移动自组织网络中的转发策略对拓扑的依赖性度较低，这使得命名数据网络在移动自组织网络环境中具有巨大的优势。本文调研了命名数据网络在移动自组织网络中的优势及其转发特性，介绍了现有的基于移动自组织网络的命名数据网络转发策略，并充分讨论了基于距离感知的转发策略存在的问题。针对现有距离感知策略所存在的移动性较差、时效性较低等问题，设计了一种基于距离信息的数据包回传算法。该算法不执行传统的数据包原路返回策略，网络节点可以根据距离信息决定是否转发数据包，这改变了数据包被动回传给数据消费者的方式，使数据包回传的过程变得更为“主动”。此外，算法以兴趣包泛洪的方式对距离表进行更新，从而确保了距离信息的时效性。 本文通过搭建仿真平台对转发策略进行功能验证与性能评估。实验结果表明，本文提出的转发策略能支持更好地支持节点的移动性，在移动性较高的情况下能减少带宽消耗，同时提高网络的请求应答率。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究工作的背景与意义

1.1.1 互联网面临的问题与挑战

1.1.2 命名数据网络与移动自组织网络

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目标及内容

1.4 论文结构及内容安排

第二章 命名数据网络与移动自组织网络概述

2.1 命名数据网络体系架构

2.1.1 命名数据网络基本设计

2.1.2 命名数据网络的核心机制

2.2 移动自组织网络

2.2.1 移动自组织网络特征

2.2.2 移动自组织网络路由分类

2.3 命名数据网络机制对MANET的支持

2.4 本章小结

第三章 DADR转发策略设计

3.1 NDMANET转发策略需求分析

3.1.1 命名数据网络基于MANET的路由转发

3.1.2 命名数据网络基于MANET的路由转发分类

3.1.3 现有转发策略问题分析

3.2 DADR转发策略设计

3.2.1 DADR转发策略的总体设计

3.2.2 DADR兴趣包格式和数据包格式

3.2.3 消费者距离表的设计

3.2.4 DADR的转发策略流程设计

3.3 本章小结

第四章 基于ndnSIM的转发策略实现及性能分析

4.1 仿真平台部署

4.1.1 仿真平台总体架构

4.2.1 兴趣包与数据包的实现

4.2.2 转发控制流程的实现

4.3 功能验证

4.4.1 性能指标选取

4.4.2 仿真性能评估

4.5 本章小结

第五章 应用场景实验性能评估与分析

5.1 应用场景性能指标选取

5.2.1 应用场景概述

5.2.2 仿真实验性能评估与分析

5.3.1 应用场景概述

5.3.2 仿真实验性能评估与分析

5.4 本章小结

第六章 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果