基于ICN技术的信息传输方案的研究与实现

摘要

随着网络中信息数据量的急速增加,传统的以主机为中心的网络传输模式已经开始出现疲态,该传输模式出现的问题主要包括两个方面,一方面是信息数据的失效问题,由于主机中心网络中的数据传输包含地址信息,当资源所在的主机不在网络中或者主机修改了它的地址后,该数据再也无法获取;另一方面,点到点的信息数据传输过程对于主机的负载要求很高,导致传输效率的降低。
　　为了解决该问题,相继出现了内容分发网络(CDN)、对等网络(P2P)以及内容中心网络(ICN)。CDN以及P2P虽然可以有效的解决这两个问题,但是它们有一定的局限性。ICN是一种最新的技术,在保证大规模数据传输效率的基础上具备更大的灵活性,可是目前的ICN技术并不成熟,几个ICN项目都存在或多或少的缺点,比如数据传输的安全问题、缓存处理问题以及数据请求的路由效率问题等。
　　本文借鉴目前多个 ICN系统提出了一个改进的传输系统架构,命名为信息对象网络(ION),并为此设计一个可扩展的分层数据命名方式,该命名方式既保存了数据请求的路由信息,也可以在一定程度上保证数据的安全性。同时还对传输过程中一些关键技术进行了研究,如负载均衡、缓存策略等。在缓存策略中将布隆过滤器算法应用于数据传输的缓存查找当中,在理论上验证了该算法在大规模缓存场景下有着很好的性能表现。
　　本文首先对目前主流的 ICN项目进行讨论与研究,归纳出它们的设计思想,并从信息命名方式、路由策略以及缓存策略三个方面分析它们的优缺点。然后进行了系统架构设计,对协议设计、数据发布、数据下载以及数据删除处理进行了详细的阐述。最后,将信息对象网络传输架构应用于一个具体的信息发布系统,并进行了测试。测试表明信息对象网络传输系统是可行的,相比以前的信息发布系统具有更高的传输效率,并且服务器的压力也更小。

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第一章 绪论

1.1 研究的背景和意义

1.2 相关研究现状

1.3 本文研究内容和贡献

1.4 论文结构安排

第二章 相关基础技术简介

2.1 ICN技术

2.2 布隆过滤器算法

2.3 本章小结

第三章 信息对象网络传输方案设计

3.1 体系结构及信息对象的设计

3.2 协议及信息安全设计

3.3 信息传输机制设计

3.4 ION中的关键技术问题研究

3.5 方案优缺点分析

3.6 本章小结

第四章 实例系统的实现与测试

4.1 数字标牌传输系统介绍

4.2 实例系统总体设计

4.3 ION模块的设计与实现

4.4 数字标牌传输子系统的设计

4.5 系统测试及效果分析

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 下一步工作的展望

致谢

参考文献