一种内容中心网络的通用架构研究

摘要

目前的网络是基于TCP-IP协议的,这是一种面向主机的端到端通信模型。在本模型中,传输数据的关键是IP地址。任何网络的连接都是建立在知晓目的节点地址的基础上。而最近几年,网络生态环境发生了较大变化,网络中的绝大部分流量都被文件传输占据。对于当前的互联网消费者来说,他们并不十分关心内容是从哪里获得,而是越来越希望快速地获取内容本身。这时,端到端通信模型不能与新的网络使用环境很好地匹配,于是内容中心网络和软件定义网络的概念得以提出。
　　内容中心网络把内容名作为关键点。当用户发起内容请求时,他们不再需要知道内容持有者的IP地址,而是直接用内容名去进行请求。软件定义网络将控制平面从转发平面分离出来,使得网络部署人员可以通过软件编程的方式自定义转发平面的详细功能,这为新架构和新协议的部署提供了方便。
　　目前有部分研究人员通过对软件定义网络技术的利用,实现了内容中心网络的部署。但是这些部署都更关注于特定内容中心网络的实现细节,无法对其他内容中心网络方案进行通用性的支持,也不能给不同内容中心网络提供共存环境。
　　通过对主流内容中心网络架构和原理的研究,结合软件定义网络思想,本文提出了一个通用的内容中心网络架构SD-ICN。该架构使得网络服务提供商和内容提供商在部署新的内容中心网络时能够更加迅速和有针对性。不仅如此,SD-ICN架构能够支持多种内容中心网络在架构中的共存和互通。
　　文章进行了连接交换机的多机实验和仿真实验,将包含两种内容中心架构的互通网络同单一网络进行对比。从实验结果可以看出,采用本架构的网络系统性能在两个方面得到了提升。首先,内容提供者的增多,使得网络平均响应时间缩短,并且减少了请求报文所经过的链路重复度,节省了带宽资源;其次,网内缓存的充分利用使得服务器端的负载降低。本架构不仅为网络部署提供了方便,也使得内容提供商和网络服务提供商互利共赢,同时用户也得到了性能体验上的提升。

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第一章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 发展现状

1.3 本论文主要工作

1.4 本论文结构安排

第二章 关键技术分析介绍

2.1 内容中心网络介绍

2.2 软件定义网络介绍

2.3 本章小结

第三章 SD-ICN通用架构

3.1 SD-ICN架构的意义和技术手段

3.2 内容中心网络共存方案

3.3 内容中心网络互通方案

3.4 本章小结

第四章 内容中心网络互通方案的原型机实现和性能测试

4.1 内容中心网络互通方案的原型机实现

4.2 性能实验与结论分析

4.3 本章小结

第五章 结束语

5.1 全文总结

5.2 现有不足和下一步工作

致谢

参考文献