面向多自治域環(huán)境的ICN緩存策略與機(jī)制研究.pdf

1、近年來，流媒體業(yè)務(wù)及多媒體內(nèi)容分享應(yīng)用出現(xiàn)，而新應(yīng)用更關(guān)心內(nèi)容本身，對內(nèi)容存儲位置并不在意，當(dāng)前TCP/IP基于主機(jī)的通信模式難以適應(yīng)這一轉(zhuǎn)變，網(wǎng)絡(luò)流量呈現(xiàn)爆炸性增長的趨勢。研究界提出的信息中心網(wǎng)絡(luò)(ICN，Information Centric Networking)以信息為網(wǎng)絡(luò)主體，使用內(nèi)容名進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)識與路由，利用泛在的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)置緩存和靈活的路由轉(zhuǎn)發(fā)引擎來滿足用戶請求。
　　緩存是ICN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基石，其呈現(xiàn)的透明化、泛在化和

2、細(xì)粒度等特性使之成為解決流量爆炸性增長的主要手段，是ICN網(wǎng)絡(luò)的一大研究熱點(diǎn)。但是泛在緩存的線速響應(yīng)要求導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)的緩存容量受限，因此選用合適的緩存策略對于合理利用緩存、提高數(shù)據(jù)獲取速度有重要意義。ICN網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化進(jìn)程要求其適應(yīng)于多域環(huán)境，當(dāng)把ICN拓展到多個自治域時，緩存成為網(wǎng)絡(luò)提供商進(jìn)行商業(yè)談判的籌碼，因此多域緩存策略的設(shè)計目標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)榉嫌蜷g商業(yè)關(guān)系、有效部署網(wǎng)絡(luò)緩存、靈活設(shè)置策略和較好的用戶體驗(yàn)，給緩存策略的研究提出新的挑戰(zhàn)。本文以

3、ICN網(wǎng)絡(luò)的緩存機(jī)制作為切入點(diǎn)，分別對ICN網(wǎng)絡(luò)單域環(huán)境和多域環(huán)境下的緩存策略進(jìn)行了研究。主要貢獻(xiàn)有以下三點(diǎn):
　　第一，在對單域環(huán)境下緩存策略的分析和比較的基礎(chǔ)上，本文提出了基于節(jié)點(diǎn)角色劃分的混合型緩存策略。將域內(nèi)節(jié)點(diǎn)根據(jù)重要性進(jìn)行角色分配，核心節(jié)點(diǎn)采用基于HASH的顯式協(xié)同策略，邊緣節(jié)點(diǎn)采用LCE和LCD的隱式協(xié)同策略，從而在合理利用緩存空間的基礎(chǔ)上獲得較好的用戶體驗(yàn)。
　　第二，當(dāng)前緩存策略的研究大多集中在單域，而IC

4、N網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化的推進(jìn)要求其必須適用于多域環(huán)境，并符合各網(wǎng)絡(luò)參與者之間的商業(yè)關(guān)系。本文提出符合域間商業(yè)關(guān)系的完備的ICN緩存策略，包括基于自治系統(tǒng)間關(guān)系(relation)、基于內(nèi)容提供商費(fèi)率(provider)及綜合考慮自治域關(guān)系和內(nèi)容提供商費(fèi)率(relvider)的緩存策略，各自治域可根據(jù)自身需求靈活選取不同緩存策略，同時各緩存策略又細(xì)分為域間緩存決策、域內(nèi)緩存決策、域內(nèi)緩存替換，并設(shè)計了與緩存策略相匹配的請求轉(zhuǎn)發(fā)策略和通告策略，以滿足