信息中心網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性支持機(jī)制研究.pdf

1、為從根本上解決傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)原始設(shè)計(jì)的重大弊端，國(guó)內(nèi)外學(xué)者相繼開(kāi)展了未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)理論和技術(shù)的研究工作，而具有資源利用率高、網(wǎng)絡(luò)能耗低、動(dòng)態(tài)性能好等諸多優(yōu)勢(shì)的信息中心網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)已發(fā)展成為未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)研究領(lǐng)域中認(rèn)可度最高、潛力最大的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之一。作為一個(gè)新興的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，信息中心網(wǎng)絡(luò)雖可通過(guò)節(jié)點(diǎn)對(duì)內(nèi)容的緩存，緩解內(nèi)容源或用戶移動(dòng)造成的不良影響。但是，在信息中心網(wǎng)絡(luò)中，內(nèi)容源或用戶移動(dòng)切換時(shí)，仍存在興趣消息或數(shù)據(jù)消息丟失，移動(dòng)切換時(shí)延較長(zhǎng)，路由可擴(kuò)展性降

2、低，位置更新開(kāi)銷較大，用戶移動(dòng)切換體驗(yàn)較差，無(wú)法提供區(qū)分內(nèi)容的移動(dòng)性支持等一系列亟待解決的問(wèn)題。為此，論文在信息中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，提出了四種適用于不同移動(dòng)切換支持需求場(chǎng)景的移動(dòng)性支持機(jī)制，相關(guān)的創(chuàng)新工作具體如下:
　　1.為有效解決信息中心網(wǎng)絡(luò)存在的內(nèi)容源移動(dòng)性問(wèn)題，論文提出了一種基于位置標(biāo)識(shí)的移動(dòng)性支持機(jī)制。該機(jī)制可通過(guò)擴(kuò)展興趣消息和數(shù)據(jù)消息的消息格式，添加輔助興趣消息路由尋址的位置標(biāo)識(shí)及與內(nèi)容存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)類似的興趣存儲(chǔ)器，避免內(nèi)容

3、源移動(dòng)切換導(dǎo)致的興趣消息的丟失，縮短內(nèi)容源移動(dòng)切換引入的移動(dòng)切換時(shí)延，提高興趣消息的尋址效率并維護(hù)路由的可擴(kuò)展性。同時(shí)，論文在便攜終端移動(dòng)模型的基礎(chǔ)上建立了一個(gè)內(nèi)容源移動(dòng)模型，詳細(xì)地描述了內(nèi)容源的移動(dòng)切換行為，并從理論分析和仿真測(cè)試兩方面比較了信息中心網(wǎng)絡(luò)中的各種內(nèi)容源移動(dòng)性支持機(jī)制。結(jié)果表明:基于位置標(biāo)識(shí)的移動(dòng)性支持機(jī)制具有較低的移動(dòng)切換成本，較小的移動(dòng)切換時(shí)延和較短的內(nèi)容獲取時(shí)延。
　　2.為降低內(nèi)容源移動(dòng)切換時(shí)的能量消耗并節(jié)

4、省寶貴的無(wú)線鏈路資源，論文提出了一種基于代理的移動(dòng)性支持機(jī)制。首先，該機(jī)制擴(kuò)展了接入路由器的基本功能，使其始終保持對(duì)內(nèi)容源移動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，并代替內(nèi)容源發(fā)起移動(dòng)相關(guān)的信令交互流程。如此，內(nèi)容源無(wú)需過(guò)多地參與移動(dòng)支持相關(guān)的操作，亦無(wú)需在相對(duì)匱乏的無(wú)線鏈路上傳輸與位置更新相關(guān)的消息。其次，該機(jī)制規(guī)范了內(nèi)容源位置表項(xiàng)的添加、更新與刪除原則，可保證內(nèi)容源位置表項(xiàng)正確地維護(hù)內(nèi)容源的位置信息，并避免過(guò)期內(nèi)容源位置表項(xiàng)浪費(fèi)有限的存儲(chǔ)空間。同時(shí)，論文采用

5、流體流移動(dòng)模型描述了內(nèi)容源的域內(nèi)移動(dòng)切換行為和域間移動(dòng)切換行為，設(shè)計(jì)了普適于各類移動(dòng)性支持機(jī)制的三層網(wǎng)絡(luò)分析模型，并首次從理論分析和仿真測(cè)試兩方面比較了信息中心網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)中的移動(dòng)性支持機(jī)制。結(jié)果表明:基于代理的移動(dòng)性支持機(jī)制具有較低的位置更新開(kāi)銷，較小的移動(dòng)切換時(shí)延和較少的丟包數(shù)目。此外，論文設(shè)計(jì)了一種以基于代理的移動(dòng)性支持機(jī)制為基礎(chǔ)的子網(wǎng)移動(dòng)支持方法，使得子網(wǎng)可以作為一個(gè)整體在信息中心網(wǎng)絡(luò)中自由地移動(dòng)。
　　3.為有效解決

6、信息中心網(wǎng)絡(luò)存在的用戶移動(dòng)性問(wèn)題，論文提出了一種基于主動(dòng)緩存的移動(dòng)性支持機(jī)制。首先，該機(jī)制可通過(guò)接入路由器主動(dòng)請(qǐng)求與緩存用戶移動(dòng)切換過(guò)程中未能獲取的內(nèi)容，避免用戶移動(dòng)切換導(dǎo)致的數(shù)據(jù)消息的丟失，縮短用戶移動(dòng)切換引入的移動(dòng)切換時(shí)延，并提高用戶的移動(dòng)切換體驗(yàn)。其次，該機(jī)制設(shè)計(jì)了一種基于鏈路層有效信息的用戶移動(dòng)切換策略，可為用戶確定觸發(fā)移動(dòng)切換支持相關(guān)進(jìn)程的適宜時(shí)間，并為用戶選擇即將移動(dòng)切換至的最佳接入點(diǎn)。同時(shí)，論文采用隨機(jī)路點(diǎn)模型描述了用戶的

7、移動(dòng)切換行為，并首次從理論分析和仿真測(cè)試兩方面比較了信息中心網(wǎng)絡(luò)中的各種用戶移動(dòng)性支持機(jī)制。結(jié)果表明:基于主動(dòng)緩存的移動(dòng)性支持機(jī)制具有較低的內(nèi)容獲取成本，較高的移動(dòng)切換收益，較小的移動(dòng)切換時(shí)延和較優(yōu)的內(nèi)容獲取效率。
　　4.為滿足終端對(duì)不同類型內(nèi)容的不同移動(dòng)切換體驗(yàn)等級(jí)需求，論文提出了一種區(qū)分內(nèi)容的移動(dòng)性支持機(jī)制。通過(guò)擴(kuò)展接入路由器的基本功能，修改興趣消息和數(shù)據(jù)消息的消息格式，并為不同類型的消息設(shè)置不同的轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)先級(jí)，該機(jī)制可在有效