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基于CCN的路由优化策略研究

作　者: 王楠
导　师: 周华春
学　校: 北京交通大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: CCN 域间访问路由策略蚁群算法
分类号: TN915.0
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 27次
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内容摘要

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。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 引言  10-18
  1.1 研究背景  10
  1.2 国内外研究现状  10-15
    1.2.1 信息中心网络体系研究  10-13
    1.2.2 CCN路由方案  13-14
    1.2.3 CCN路由优化研究现状  14-15
  1.3 选题意义  15
  1.4 论文结构  15-16
  1.5 本章小结  16-18
2 CCN网络概述  18-28
  2.1 CCN体系结构  18-21
    2.1.1 命名方式  19-20
    2.1.2 安全机制及缓存机制  20-21
  2.2 CCN节点模型及传输策略  21-24
    2.2.1 CCN节点模型  21-22
    2.2.2 传输控制及拥塞控制  22-24
  2.3 CCN路由策略  24-27
    2.3.1 Flood  24-25
    2.3.2 路由策略概述及分析  25-27
  2.4 本章小结  27-28
3 路由优化方案研究与设计  28-46
  3.1 路由优化模型  28-38
    3.1.1 分域与中心节点  28-29
    3.1.2 中心列表与备份列表设计  29-31
    3.1.3 边界节点设计  31-32
    3.1.4 Interest包格式  32
    3.1.5 路由优化模型  32-38
  3.2 信息交互设计  38-44
    3.2.1 中心节点查询功能模块  38-41
    3.2.2 中心节点间的信息交互  41-43
    3.2.3 网络间通信设计  43-44
  3.3 相关研究分析  44-45
  3.4 本章小结  45-46
4 基于蚁群算法的端口转发方案  46-58
  4.1 蚁群算法介绍  46-49
    4.1.1 蚁群算法的原理  46-47
    4.1.2 蚁群算法的数学模型  47-49
    4.1.3 蚁群算法在网络优化中的应用  49
  4.2 端口转发方案设计与实现  49-55
    4.2.1 相关包格式  50-51
    4.2.2 转发方案设计  51-55
    4.2.3 相关研究分析  55
  4.3 本章小结  55-58
5 仿真实现与测试  58-82
  5.1 仿真平台  58-59
  5.2 仿真实现  59-65
    5.2.1 Interest包  59-62
    5.2.2 Data包  62-65
  5.3 测试环境  65-67
    5.3.1 测试拓扑  65-66
    5.3.2 测试配置  66-67
  5.4 功能测试  67-74
    5.4.1 CCN网络域间通信测试  67-72
    5.4.2 网络间通信测试  72-74
  5.5 性能测试  74-80
    5.5.1 网络吞吐量测试  76-78
    5.5.2 比特率测试  78-80
  5.6 本章小结  80-82
6 总结与展望  82-84
参考文献  84-88
作者简历  88-92
学位论文数据集  92

基于CCN的路由优化策略研究

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