软件定义下的CCN缓存算法研究

为了解决内容中心网络（CCN）中存在的缓存问题,在内容中心网络和软件定义网络（SDN）的融合架构下,充分利用控制层全局感知和集中控制的优势,提出了一种软件定义下的CCN缓存决策方法。考虑了中介中心度、内容流行度、节点边缘度和缓存节点存储容量的有限性,引入了控制节点和通信节点的概念,通过控制器缓存决策,使得请求内容在不同的节点进行合理缓存。同时,根据控制节点距离缓存节点和服务器的跳数,找到返回用户请求的最短路径,采用ndnSIM进行仿真实验。结果表明,相比ALWAYS,LCD两种传统缓存决策策略,该方案可以明显提高缓存命中率,降低路径延展率和缓存替换数,达到了提高CCN缓存效率的目的,有利于内容中心网络及未来网络的发展。     

基于协作区域的内容中心网络缓存策略

针对现有网络缓存策略所存在的缓存负载分布不均衡、缓存冗余大、网络资源利用率低等问题,提出了一种基于协作区域的内容中心网络缓存策略.该策略利用协作区域中的节点来辅助中心节点进行分组缓存,以实现负载均衡.仿真结果表明,与LCE策略和Betw策略相比,该策略能够有效地提高缓存命中率和资源利用率,并改善负载均衡性.     

内容中心网络概率缓存策略的研究

内容中心网络是一种以内容为中心的新型网络体系结构,路由器内置缓存提高内容分发效率。由于缓存空间大小的限制,选择合适内容缓存使得缓存策略变得尤为重要。现有缓存策略的研究主要以减少网络中内容的冗余量以及提高网内缓存内容的多样性为目的,这些策略在设计过程中忽视了内容的频繁替换以及带宽损耗因素。文章提出一种以获得缓存网络最大效益的概率缓存策略(a Max-Benefits Probabilistic In-network Caching Strategy,MBPIC),缓存策略基于内容流行度、跳数和缓存空间等参数随机选择缓存放置节点,然后建立马尔科夫链推导了内容命中率与缓存概率、内容流行度、缓存空间的关系,最后数值计算和实验仿真结果表明,MBPIC策略在服务器命中率、跳数减少率和内容替换率方面比其他概率策略有明显的提高。     

一种信息中心网络内置缓存空间大小的设计策略

节点缓存空间大小的设计是信息中心网络(ICN)中缓存策略研究的核心问题之一,并且缓存空间大小设计策略的优劣直接制约信息中心网络缓存策略的有效实施。基于Internet网络的社团特性,应用节点社团重要度,提出了一种设计ICN节点缓存空间大小的策略(简称NIC策略),并与先前基于度中心设计缓存空间大小的DC策略进行了比较。仿真实验结果显示,与DC策略相比,NIC策略能更好地提升网络缓存空间的利用率和网络的传输性能。     

元胞机制下机坪机会网络缓存控制策略

针对机坪感知机会网络中节点缓存空间的限制导致的数据拥塞问题,提出元胞演化规则下机坪机会网络缓存控制策略(ACER).建立基于节点拥塞度的路由通信模型,对节点拥塞度进行判断,在拥塞度较低节点中进行基于概率的数据路由通信,对于拥塞度较高的节点使用元胞自动机的消息丢弃策略,有效地缓解了因数据拥塞产生的网络投递率低等问题,使节...     

一种基于代理和环形路由的传感器网络覆盖空洞修复策略

提出一种基于代理和环形路由的传感器网络覆盖空洞修复策略。此策略的核心在于:每一个休眠节点选取距离自己最近的工作节点作为代理节点,以代理节点与网络几何中心的连线方向扩散其位置信息,形成纵穿网络的存储代理信息的扩散路径;当网络中工作节点濒临死亡时,从代理节点开始以网络几何中心为圆心进行绕环路由,定位替换节点;经过仔细规划对信息路由的剪枝规则,降低节点的存储信息量。通过理论与仿真实验对网络能耗、节点移动距离和节点存储容量等多个方面对修复算法进行分析、评价与实验。研究结果表明:本文提出的策略有利于降低网络能耗,提高节点存储容量。     

内容中心网络中基于缓存压力的选择性缓存机制

内置缓存机制是内容中心网络(Content Centric Networking,CCN)研究的关键问题之一.现有的CCN缓存机制在缓存节点的选择时往往缺乏对节点缓存状态和负载情况等动态信息的综合考虑,因此无法准确反映节点间的缓存状态差异,进而影响了缓存决策的合理性.提出了一种基于缓存压力的选择性缓存机制(Cache Pressure Based Selective Caching,CPBSC).该机制利用节点的缓存占用率和缓存替换率评估节点的缓存压力,并结合内容的流行度实现缓存节点的合理选择.同时,根据内容的请求率和兴趣分组的剩余生存时间评估不同内容的缓存价值,以此实现缓存内容的合理替换.仿真结果表明,CPBSC有效地优化了缓存资源利用率,并显著提高了系统的整体缓存性能.     

Path-LCE:基于LCE和路径协同的NDN缓存策略

提出了一种内容缓存策略Path-LCE策略,结合传统NDN网络中的LCE缓存策略和路径协同策略两种策略来进行文件内容的缓存.在核心路由节点使用中采用路径协同策略来降低内容冗余,提高缓存空间的利用率;在边缘路由节点使用LCE策略,尽快使内容得到命中.使用ndnSIM的模拟数据显示,在一个混合的网络拓扑中的测试Path-LCE策略、策略较传统的LCE策略在核心路由器命中率上有较大提高,能够较好地利用核心路由缓存能力;同时,由于LCE策略的引入,其较路径协同策略在命中率上也有一定提升.     

内容中心网络中基于内容流行度和节点属性的协作缓存策略

网络内置缓存是内容中心网络中的一项重要特性,而现有的缓存策略会使网络中的缓存分布不均,缓存的效率还有较大的提升空间。为了使被缓存的内容对象在空间和时间上分布更合理,提出了一种基于内容流行度和节点属性的协作缓存策略,通过内容的实时流行度和多项节点属性对缓存内容及缓存位置进行选择,能够降低网络冗余,减少内容替换,实现更均匀的内容分布。仿真结果表明,所提缓存策略与其他几种典型的缓存策略相比,可以有效地提高缓存命中率、降低网络负载和总体缓存替换数量。     

内容中心网络缓存污染防御技术研究

内容中心网络是下一代互联网体系的研究热点,但其安全性研究国内外均尚处于起步阶段。文中针对内容中心网络如何防御Locality-Disruption和False-Locality两类典型缓存污染攻击的问题,提出了两种缓存污染防御策略:基于稳态内容存储分布的CPDP-SCCD与基于内容请求分布的CPDP-CRD,对比分析了基于内容请求分布以及基于稳态内容存储分布的防御有效性。仿真结果表明:相比较基于内容请求分布类策略仅对于Locality-Disruption攻击有防御效果,CPDP-SCCD的综合性能更佳,可以同时有效控制Locality-Disruption与False-Locality两类攻击。     

A hybrid cache placement scheme for multi-hop wireless service network

In this paper,a hybrid cache placement scheme for multihop wireless service networks is proposed. In this scheme,hot nodes in data transferring path are mined up by means of rout-ing navigation graph,and whole network is covered with network clustering scheme. A hot node has been chosen for cache place-ment in each cluster,and the nodes within a cluster access cache data with no more than two hops. The cache placement scheme reduces data access latency and workload of the server node. It also reduces the average length of data transferring,which means that fewer nodes are involved. The network system energy con-sumption decreased as involved relay nodes reduced. The per-formance analysis shows that the scheme achieves significant system performance improvement in network environment,with a large number of nodes.     

无线传感器网络自适应拥塞控制的路由算法分析

无线传感器网络中节点的覆盖范围有限,因而采用多跳路由传输方式.无线自组网中的多跳路由是由普通节点协作完成的,选择不同的转发节点,会对网络的信息传输产生不同的影响.对不同路由(洪泛路由、最短路径等)算法下的网络自适应拥塞控制进行了分析,研究了不同路由算法下的网络性能和拥塞控制效果.根据节点跳数与缓存占用的关系,提出一种基于节点跳数和缓存占用的性能函数的改进最短路径算法,算法选取使性能函数值最小的节点作为转发节点.最后,通过实验比较了最短路径算法与改进路由算法的网络性能,发现改进路由算法相比最短路径算法,具有较好的网络性能和服务质量.     

一种新的结构化P2P覆盖网络路由算法

为提高结构化P2P覆盖网络的路由算法效率,在DHT网络的基础上,提出了一种用较小路由维护开销获取较大路由长度的路由算法CSSP.定义了简短的常数级别的路由表,用来记录L长度的缓存节点、1单位长度的超级节点、1单位长度的后继节点,并给出了节点加入和离开网络时的路由表维护算法以及超级节点的分布式选举算法.与Chord等典型算法的性能比较分析证明,CSSP算法在路由表维护的复杂度、路由复杂度、容错性以及节点加入和退出时的网络抖动量等性能方面都有明显改善,是一种有效的路由算法.     

节点-区域关联度感知的区域数据分发算法

为了减少系统开销和降低网络负荷量,设计了节点-区域关联度感知的区域数据分发算法(RDAA-RP):首先,以时间片为周期持续记录和更新节点的区域属性;然后,计算节点对区域的权值并设置阈值作为数据转发限制条件;最后,根据权值控制不同程度关联度的节点参与完成区域数据的共享和交换.为验证RDAA-RP算法的效果,在The ONE平台进行了仿真实验,对比了在不同节点缓存大小和不同传输速度下,RDAA-RP算法、地图分区算法(SSMZ)和Epidemic算法的性能.仿真结果表明:(1)RDAA-RP算法能够在消息采集率与Epidemic算法及SSMZ算法基本相当的情况下,较大程度地降低网络负荷量,并降低消息平均缓存时间; (2)RDAA-RP算法可以有效屏蔽无关或低关联度节点数据带来的干扰,提供可靠的区域特定数据采集分发功能,实现关联节点数据共享的目标.     

基于Chord网络模型的改进数据复制方法

根据现有复制策略在局部节点故障时数据查找失败率高的缺点,提出一种针对Chord网络的数据复制方法——Rd-Chord(rearranged replication method based on Chord).利用离散存储的方法,将数据复制到Chord覆盖网根节点前继相对分散的节点中,即使某个甚至几个区域节点全部故障,其他区域依然有数据副本可供使用.同时,为了维护网络结构和key迁移,针对Rd-Chord提出基础更新和定期更新2种更新策略.为了验证该方法的优越性,通过计算机仿真对前继复制、后继复制和Rd-Chord方法进行了大量的比较实验.实验结果表明,Rd-Chord方法能够解决节点区域性故障问题,在保证平均查找效率的前提下,查找失败率降低了近10％,明显优于其他方法.     

基于副本限制和社会性的延时容忍网络路由算法

本文首先探讨了延时容忍网络中节点的社会性问题,并分析了可以把节点的社会性应用到路由决策上来.提出了一种基于副本限制和社会性(Copies Limited And Social Based, CLASB)的路由算法,该算法利用限制最大消息副本数来减少消息副本的冗余,并且在扩散过程中通过比较节点的中心性,使中心性较高的节点获得相对较多的消息副本数,以此来更好的完成消息副本的扩散和递交.通过和其他协议的比较,仿真结果证明该算法具有较好的性能.     

基于节点分簇的延迟容忍网络路由策略

延迟容忍网络中路由策略的效率受节点移动特性的影响,为了能够利用节点移动特性制定更加高效的路由策略,提出了基于节点分簇(clustering)的延迟容忍网络路由策略.根据节点接触概率提出了节点分布式分簇算法,将移动特性相似的节点组成簇,并且选择簇内的网关节点;制定了基于节点分簇的消息转发策略.仿真结果表明,相比已有的延迟容忍网络路由策略,所提路由策略能让延迟容忍网络具有更高的消息投递率,更低的平均投递时延以及更低的网络开销比率.因此,利用节点移动特性制定的节点分簇路由策略能够提高延迟容忍网络的性能.     

CCN中一种非混合式蚁群路由优化策略

蚁群优化(ant colony optimization,ACO)近年来在信息中心网络(content centric networking,CCN)路由领域的应用逐渐增多,其中,将ACO与其他机制相混合以改善路由性能的策略得到较多研究,但基于蚁群优化的混合式算法通常存在可扩展性低下,动态性差,网络成本高等问题。为此提出一种高效的非混合式蚁群路由算法(irritant ant framework,IAF)。添加一个新维度—一种动态的、仿生物的信息素分层,将传统单级别信息素上升为多级别信息素,增强蚁群对于路径的探索程度,抑制算法过早收敛;并且考虑了节点状态的动态性,实时改变信息素等级以选择最佳转发路径;此外,首次考虑了节点缓存特性对信息素更新策略的影响,构造出全新的信息素更新公式,,减小算法的收敛时间。实验结果表明,该算法能够有效地降低内容请求时延,提升缓存命中率,以较低的开销获得良好的CCN路由性能。     

互联网AS级拓扑中心化度量方法

针对如何能够在规模庞大、结构复杂的互联网AS级中准确而迅速地发现中心节点这一问题,展开对互联网AS级拓扑中心化度量方法的研究.应用三种现在普遍应用的中心化指标——度中心化、紧密度中心化、介数中心化,同时提出一种核中心化的度量法来度量网络中的高核数节点集合.采用节点删除法,通过删除某个节点对网络连通的破坏程度来度量网络中该节点的重要性.经研究发现紧密度中心化在互联网AS级度量上弱于度中心化和介数中心化指标;度中心化和介数中心化在攻击节点数小于0.5%时,有很强的相似性;核中心化度量方法非常适用于查找到网络中度值较高且连接紧密节点所构成的社团.