基于CCN的路由优化策略研究

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随着互联网技术的快速发展,内容服务和信息共享已经成为互联网的重要组成部分。为了更好地为用户提供服务,内容为中心的网络(CCN)技术逐渐成为了研究热点。和传统网络中“面向主机”的设计理念不同,CCN采用一种“面向资源”的设计方案,通过采用新型7层协议栈和新型路由节点完成兴趣包和数据包的传输,在新型路由节点内部采用内容存储(CS)、未决表(PIT)以及转发表(FIB)实现包交换及转发过程。本文在CCN网络原有路由策略的基础上,提出一种新型路由优化方案,实现CCN网络的域间通信以及CCN网络与IP网络的相互通信,同时通过对转发端口度量进行路径优化,提高网络传输效率。具体工作包括:首先,简要介绍了内容中心网络的研究背景及国内外研究现状,并对现阶段CCN体系架构进行了说明,包括资源的命名方式、安全机制以及资源缓存方案等内容,着重分析了其路由策略中无法进行域间通信、无法与IP网络相互通信以及传输效率低等问题,引出本文的研究动机。其次,针对上述问题提出了一种路由优化方案,并阐述了本方案的设计思想及实现方式,详细介绍了各模块中主要数据包(如Interest包、Data包等)的格式,同时对各类网络节点的信息交互过程进行了说明。本方案在保留原始CCN网络基于CS、PIT、FIB表设计的节点处理体系基础上,着重开展了三个方面的研究工作:1)引入中心节点作为CCN网络自治域的控制节点,记录本自治域及其他自治域的资源信息,通过查询计算为域内节点提供传输路径,实现CCN网络域间通信;2)引入边界节点作为CCN网络与IP网络的连接点,实现两种网络的相互通信;3)引入蚁群算法标记转发端口质量,优化传输路径,减少网络冗余流量。第三,在NS-3仿真平台上对本方案进行功能验证。编写仿真模块进行本方案的功能实现,并搭建测试拓扑进行相关的功能及性能测试。通过运行修改后的代码,验证了本方案可以实现CCN网络的域间通信、CCN网络与IP网络间的通信,同时引入蚁群算法优化了传输策略,减少了网络冗余流量,降低了网络吞吐量,提高了网络传输效率。最后,本文对所做工作进行了总结,并提出了下一步的研究方向。
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