信息中心網(wǎng)絡(luò)緩存管理方法及流量工程問(wèn)題研究.pdf

1、信息中心網(wǎng)絡(luò)（Information-Centric Network，ICN）是一種以“內(nèi)容”為中心的全新未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，而內(nèi)容命名網(wǎng)絡(luò)（Named-Data Network，NDN）則是基于 ICN思想的一個(gè)典型實(shí)現(xiàn)。本文主要研究 NDN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的緩存管理方法及流量工程問(wèn)題。
　　請(qǐng)求記錄表（Pending Interest Table，PIT）是NDN路由器存儲(chǔ)待響應(yīng)請(qǐng)求的緩存，以便記錄返回?cái)?shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)端口和實(shí)現(xiàn)相同請(qǐng)求的聚

2、合。一方面，支持線速訪問(wèn)存儲(chǔ)的PIT由于受到實(shí)際成本的限制，其容量將十分有限；另一方面，由于請(qǐng)求報(bào)文的數(shù)目相當(dāng)巨大，導(dǎo)致PIT的存儲(chǔ)空間需求也非常大。因此，如何讓PIT在小容量下仍保持良好的性能成為一個(gè)重要問(wèn)題。本文通過(guò)分析理想狀態(tài)下（PIT容量無(wú)限大）的 PIT命中率，發(fā)現(xiàn)只需要存儲(chǔ)少量流行度高的請(qǐng)求就可以獲得很好的轉(zhuǎn)發(fā)性能。基于這個(gè)發(fā)現(xiàn)，本文提出了一種基于內(nèi)容流行度的PIT緩存管理方法。該方法通過(guò)對(duì)不同流行度的請(qǐng)求采用不同的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制

3、，使得 PIT在小容量的情況下既能保持高命中率，又能確保NDN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的正常進(jìn)行。最后仿真驗(yàn)證了該方法的有效性和可行性。
　　內(nèi)容緩存（Content Store，CS）是NDN提高內(nèi)容分發(fā)性能的關(guān)鍵。與PIT類似，在實(shí)際路由器中，CS的容量也是非常有限的。因此，在容量受限的情況下，如何提高CS的效率就顯得尤為重要。目前，NDN采用的緩存策略是在內(nèi)容經(jīng)過(guò)的所有路由器上緩存內(nèi)容，這種處處緩存的策略既造成了路由器之間存在大量的冗余內(nèi)容

4、，又使得低流行度的內(nèi)容可能“污染”CS，造成性能上的損失。本文將PIT研究中按內(nèi)容流行度緩存的思想遷移到CS緩存管理中，提出了一種基于內(nèi)容流行度的CS緩存管理方法，將不同流行度的內(nèi)容緩存到不同層次的CS中去，既避免了冗余緩存的出現(xiàn)，又使得CS在小容量下仍具有有較高的命中率。在此基礎(chǔ)上，又綜合考慮了CS對(duì)PIT的影響，提出了一種基于內(nèi)容流行度的綜合緩存管理方法。最后仿真驗(yàn)證了所提出方法的有效性和可行性。
　　對(duì)于流量工程問(wèn)題，本文以