针对当前基于Trie的变长层次化且可以无限长度的命名的数据网络(Named Data Networking,NDN)内容名称的最长前缀匹配查找策略存在复杂性高、查找速率低且树型数据结构的更新开销高等问题,导致算法效率低,提出一种快速的贪婪名称查找机制...针对当前基于Trie的变长层次化且可以无限长度的命名的数据网络(Named Data Networking,NDN)内容名称的最长前缀匹配查找策略存在复杂性高、查找速率低且树型数据结构的更新开销高等问题,导致算法效率低,提出一种快速的贪婪名称查找机制(FGNL)来实现数据包的快速转发。快速的贪婪的组件代码分配机制复杂性较低,容易实现,支持快速更新;组件编码树本质上是一个二维状态转移表,进一步转换成快速的哈希表查找;多哈希表结构创建速度快,且压缩存储空间,能够极大地加快名称查找的速度。实验结果证明,与字符查找树相比FGNL方案减少大约48.71%的内存,与NCE相比节省26.98%的存储空间,且查找速度获得了2倍的加速。评估结果也表明,该方案可以向上扩展来适应名称集潜在的未来增长。展开更多
当前的信息爆炸时代使得海量数据集中出现,数据传输速率呈指数级增长,数据命名网络(named data networking,NDN)中特有的大数据量的计算与存储方式,传统的互联网体系架构已经无法满足大数据量网络的性能需求.本文在NDN网络中引入网络编...当前的信息爆炸时代使得海量数据集中出现,数据传输速率呈指数级增长,数据命名网络(named data networking,NDN)中特有的大数据量的计算与存储方式,传统的互联网体系架构已经无法满足大数据量网络的性能需求.本文在NDN网络中引入网络编码技术,拟解决NDN传输协议下的网络传输性能问题,着重探讨了时延以及吞吐量两个网络性能参数.实验结果表明网络编码机制下能够实现多播路由无法达到的吞吐量,而且将多播路由下的网络时延减小了将近50%,改进网络性能,节省了网络传输资源,满足当前处理大数据业务的要求.展开更多
命名数据网络(named data networking,NDN)中,命名链路状态路由协议(named-data link state routing protocol,NLSR)并非针对移动场景所设计,特别是对移动设备作为内容源的支持上存在FIB更新严重滞后、请求响应延时过大、内容响应率过...命名数据网络(named data networking,NDN)中,命名链路状态路由协议(named-data link state routing protocol,NLSR)并非针对移动场景所设计,特别是对移动设备作为内容源的支持上存在FIB更新严重滞后、请求响应延时过大、内容响应率过低等问题。提出了一种针对内容源移动问题的NLSR优化方法(optimized NLSR for source mobility,NLSR-SM)。该方法采用内容源提前报告移动信息,网络中转节点提前更新FIB的策略,实现对内容源移动性的更好支持。通过在ndn SIM上实现NLSR-SM的原型系统,在不同实验场景下对NLSR-SM进行实验并与NLSR进行对比。实验结果表明,NLSR-SM可以降低请求响应的往返延时,提高内容响应率。对于移动直播的场景,NLSR-SM能够提高单次请求的内容响应率。NLSR-SM机制可以有效应对内容源在NDN中移动服务的问题。展开更多
命名数据网络(named data networking,NDN)中的请求-应答通信模式及有状态的转发滋生了新的分布式拒绝服务(distributed denial of service,DDoS)攻击方式-兴趣洪泛攻击(interest flooding attack,IFA)。IFA是NDN中主要的拒绝服务威胁,...命名数据网络(named data networking,NDN)中的请求-应答通信模式及有状态的转发滋生了新的分布式拒绝服务(distributed denial of service,DDoS)攻击方式-兴趣洪泛攻击(interest flooding attack,IFA)。IFA是NDN中主要的拒绝服务威胁,虽然IFA防御方案被广泛研究,但目前缺乏系统的解决方案。针对这一问题,基于粒子群优化的后向传播神经网络算法提出一种新的IFA检测方法,并结合基于基尼不纯度的恶意前缀识别方法和兴趣包回溯方法来缓解攻击危害,形成一种综合的防御方案。通过ndnSIM仿真实验证明,提出的方案不仅可以准确检测和有效防御IFA攻击,而且解决了基于窗口检测方案无法检测连续攻击的问题。展开更多
随着网络传输带宽以及用户对实时应用需求的增加,如何在充分利用瓶颈带宽的同时降低缓存占用率以及传输时延,成为传输控制的一个新问题。提出了一种基于瓶颈带宽以及往返时延(round-trip time,RTT)的命名数据网络(named data networking...随着网络传输带宽以及用户对实时应用需求的增加,如何在充分利用瓶颈带宽的同时降低缓存占用率以及传输时延,成为传输控制的一个新问题。提出了一种基于瓶颈带宽以及往返时延(round-trip time,RTT)的命名数据网络(named data networking,NDN)拥塞控制算法。该算法不使用传统的基于丢包的拥塞感知与调节方法,而是主动控制注入网络的流量,使其匹配链路的传输能力。通过在接收端对一定时间范围内反馈的即时带宽和往返时延进行统计,估计传输链路的瓶颈带宽以及物理链路延迟的值,配合由状态决定的增益来控制Interest包的发送速率以及窗口的大小。在ndnSIM模拟器中实现了该算法,并与ICP(interest control protocol)拥塞控制算法进行对比,证明了在充分利用瓶颈带宽的同时,该算法能够实现更低的传输时延以及更快的收敛速度。展开更多
为提高命名数据网络(Name Data Networking,NDN)路由过程中内容名字查找的效率,该文提出一种基于深度布隆过滤器的3级名字查找方法。该方法使用长短记忆神经网络(Long Short Term Memory,LSTM)与标准布隆过滤器相结合的方法优化名字查...为提高命名数据网络(Name Data Networking,NDN)路由过程中内容名字查找的效率,该文提出一种基于深度布隆过滤器的3级名字查找方法。该方法使用长短记忆神经网络(Long Short Term Memory,LSTM)与标准布隆过滤器相结合的方法优化名字查找过程;采用3级结构优化内容名字在内容存储器(Content Store,CS)、待定请求表(Pending Interest Table,PIT)中的精确查找过程,提高查找精度并降低内存消耗。从理论上分析了3级名字查找方法的假阳性率,并通过实验验证了该方法能够有效节省内存、降低查找过程的假阳性。展开更多
V-NDN(vehicular named data networking)是一种使用命名数据网络架构的车辆自组织网络(vehicular Ad-hoc network,VANET),主要用来连接移动车辆之间的通信。提高网络中兴趣包的命中率是研究领域急待解决的难题。文章研究了城市道路环境...V-NDN(vehicular named data networking)是一种使用命名数据网络架构的车辆自组织网络(vehicular Ad-hoc network,VANET),主要用来连接移动车辆之间的通信。提高网络中兴趣包的命中率是研究领域急待解决的难题。文章研究了城市道路环境下V-NDN的数据转发策略,考虑到城市道路环境下路侧单元(road side unit,RSU)被均匀广泛部署的特点,提出了一种基于RSU辅助的V-NDN数据转发策略(RSU aided V-NDN)。通过实验仿真与传统的V-NDN和基于蜂窝网络辅助的V-NDN进行对比,结果表明该文提出的数据转发策略有效地提高了网络的服务质量(quality of service,QoS)。展开更多
命名数据网(named data networking,NDN)作为一种新型的互联网架构,旨在应对日益增长的数据流量.然而,随着用户需求进一步增长,拥塞控制对于多路径传输的命名数据网仍然是一个具有挑战性的问题,亟需一种能够快速地检测网络拥塞和有效地...命名数据网(named data networking,NDN)作为一种新型的互联网架构,旨在应对日益增长的数据流量.然而,随着用户需求进一步增长,拥塞控制对于多路径传输的命名数据网仍然是一个具有挑战性的问题,亟需一种能够快速地检测网络拥塞和有效地管理网络资源的拥塞控制机制.针对这一问题,提出了一种基于软件定义网络技术的、具有缓存感知功能的命名数据网节点拥塞控制策略,称BCMCC.首先,介绍了BCMCC的新型网络架构.利用软件定义网络控制平面与数据平面解耦合技术,该架构将拥塞控制功能集中于SDN控制器中,以实现集中式节点拥塞控制、降低节点运行负荷的目的.其次,基于新型网络架构,研究了BCMCC的缓存感知算法和多路径选择拥塞控制算法.其中,缓存感知算法实现了网络缓存内容的感知以及缓存内容全局流行度的计算,能够利用命名数据网的节点缓存特性,降低缓存内容对拥塞控制的影响;多路径选择拥塞控制算法协同节点更新转发端口信息以实现流量迁移、智能化管理多路径容量,达到提高网络资源利用率、有效避免和缓解网络拥塞的目的.最后,在ndnSIM仿真平台进行BCMCC的性能测试.实验结果表明,BCMCC在丢包量、网络吞吐量以及传输时延等方面优于Best-Route算法、NCC算法和Random算法.在网络流量相同的情况下,BCMCC平均传输时延比Random低14.16%,比NCC低22.68%,比Best-Route低17.24%,同时相比Best-Route具有更稳定的网络吞吐量.BCMCC可以有效解决命名数据网拥塞问题.展开更多
在V-NDN(vehicular named data networking)中,因为车辆的移动性而导致未响应兴趣包的概率大大增加。目前的解决方法是车辆节点缓存所有收听到的数据包,但这种方法会使节点中缓存大量重复的数据包副本,增加缓存的开销。为了解决此问题,...在V-NDN(vehicular named data networking)中,因为车辆的移动性而导致未响应兴趣包的概率大大增加。目前的解决方法是车辆节点缓存所有收听到的数据包,但这种方法会使节点中缓存大量重复的数据包副本,增加缓存的开销。为了解决此问题,提出了一种适用于城市道路的热点内容推送算法。首先,提出了一种热点内容挖掘算法,将V-NDN中可能的热点内容从大量的数据中挖掘出来;然后,通过热点内容推送算法将热点内容推送给其他可能访问这些内容的节点,以此提高网络性能;最后,从理论上分析了热点内容挖掘时需要考虑的影响因素。仿真结果表明,与贪婪转发策略相比,添加了热点内容推送算法会使请求满足率提高4.6%到14.1%,缓存命中率增加了16.6%到33.0%。展开更多
As a named data-based clean-slate future Internet architecture,Content-Centric Networking(CCN)uses entirely different protocols and communication patterns from the host-to-host IP network.In CCN,communication is wholl...As a named data-based clean-slate future Internet architecture,Content-Centric Networking(CCN)uses entirely different protocols and communication patterns from the host-to-host IP network.In CCN,communication is wholly driven by the data consumer.Consumers must send Interest packets with the content name and not by the host’s network address.Its nature of in-network caching,Interest packets aggregation and hop-byhop communication poses unique challenges to provision of Internet applications,where traditional IP network no long works well.This paper presents a comprehensive survey of state-of-the-art application research activities related to CCN architecture.Our main aims in this survey are(a)to identify the advantages and drawbacks of CCN architectures for application provisioning;(b)to discuss the challenges and opportunities regarding service provisioning in CCN architectures;and(c)to further encourage deeper thinking about design principles for future Internet architectures from the perspective of upper-layer applications.展开更多
文摘针对当前基于Trie的变长层次化且可以无限长度的命名的数据网络(Named Data Networking,NDN)内容名称的最长前缀匹配查找策略存在复杂性高、查找速率低且树型数据结构的更新开销高等问题,导致算法效率低,提出一种快速的贪婪名称查找机制(FGNL)来实现数据包的快速转发。快速的贪婪的组件代码分配机制复杂性较低,容易实现,支持快速更新;组件编码树本质上是一个二维状态转移表,进一步转换成快速的哈希表查找;多哈希表结构创建速度快,且压缩存储空间,能够极大地加快名称查找的速度。实验结果证明,与字符查找树相比FGNL方案减少大约48.71%的内存,与NCE相比节省26.98%的存储空间,且查找速度获得了2倍的加速。评估结果也表明,该方案可以向上扩展来适应名称集潜在的未来增长。
文摘当前的信息爆炸时代使得海量数据集中出现,数据传输速率呈指数级增长,数据命名网络(named data networking,NDN)中特有的大数据量的计算与存储方式,传统的互联网体系架构已经无法满足大数据量网络的性能需求.本文在NDN网络中引入网络编码技术,拟解决NDN传输协议下的网络传输性能问题,着重探讨了时延以及吞吐量两个网络性能参数.实验结果表明网络编码机制下能够实现多播路由无法达到的吞吐量,而且将多播路由下的网络时延减小了将近50%,改进网络性能,节省了网络传输资源,满足当前处理大数据业务的要求.
文摘命名数据网络(named data networking,NDN)中,命名链路状态路由协议(named-data link state routing protocol,NLSR)并非针对移动场景所设计,特别是对移动设备作为内容源的支持上存在FIB更新严重滞后、请求响应延时过大、内容响应率过低等问题。提出了一种针对内容源移动问题的NLSR优化方法(optimized NLSR for source mobility,NLSR-SM)。该方法采用内容源提前报告移动信息,网络中转节点提前更新FIB的策略,实现对内容源移动性的更好支持。通过在ndn SIM上实现NLSR-SM的原型系统,在不同实验场景下对NLSR-SM进行实验并与NLSR进行对比。实验结果表明,NLSR-SM可以降低请求响应的往返延时,提高内容响应率。对于移动直播的场景,NLSR-SM能够提高单次请求的内容响应率。NLSR-SM机制可以有效应对内容源在NDN中移动服务的问题。
文摘命名数据网络(named data networking,NDN)中的请求-应答通信模式及有状态的转发滋生了新的分布式拒绝服务(distributed denial of service,DDoS)攻击方式-兴趣洪泛攻击(interest flooding attack,IFA)。IFA是NDN中主要的拒绝服务威胁,虽然IFA防御方案被广泛研究,但目前缺乏系统的解决方案。针对这一问题,基于粒子群优化的后向传播神经网络算法提出一种新的IFA检测方法,并结合基于基尼不纯度的恶意前缀识别方法和兴趣包回溯方法来缓解攻击危害,形成一种综合的防御方案。通过ndnSIM仿真实验证明,提出的方案不仅可以准确检测和有效防御IFA攻击,而且解决了基于窗口检测方案无法检测连续攻击的问题。
文摘随着网络传输带宽以及用户对实时应用需求的增加,如何在充分利用瓶颈带宽的同时降低缓存占用率以及传输时延,成为传输控制的一个新问题。提出了一种基于瓶颈带宽以及往返时延(round-trip time,RTT)的命名数据网络(named data networking,NDN)拥塞控制算法。该算法不使用传统的基于丢包的拥塞感知与调节方法,而是主动控制注入网络的流量,使其匹配链路的传输能力。通过在接收端对一定时间范围内反馈的即时带宽和往返时延进行统计,估计传输链路的瓶颈带宽以及物理链路延迟的值,配合由状态决定的增益来控制Interest包的发送速率以及窗口的大小。在ndnSIM模拟器中实现了该算法,并与ICP(interest control protocol)拥塞控制算法进行对比,证明了在充分利用瓶颈带宽的同时,该算法能够实现更低的传输时延以及更快的收敛速度。
文摘为提高命名数据网络(Name Data Networking,NDN)路由过程中内容名字查找的效率,该文提出一种基于深度布隆过滤器的3级名字查找方法。该方法使用长短记忆神经网络(Long Short Term Memory,LSTM)与标准布隆过滤器相结合的方法优化名字查找过程;采用3级结构优化内容名字在内容存储器(Content Store,CS)、待定请求表(Pending Interest Table,PIT)中的精确查找过程,提高查找精度并降低内存消耗。从理论上分析了3级名字查找方法的假阳性率,并通过实验验证了该方法能够有效节省内存、降低查找过程的假阳性。
文摘V-NDN(vehicular named data networking)是一种使用命名数据网络架构的车辆自组织网络(vehicular Ad-hoc network,VANET),主要用来连接移动车辆之间的通信。提高网络中兴趣包的命中率是研究领域急待解决的难题。文章研究了城市道路环境下V-NDN的数据转发策略,考虑到城市道路环境下路侧单元(road side unit,RSU)被均匀广泛部署的特点,提出了一种基于RSU辅助的V-NDN数据转发策略(RSU aided V-NDN)。通过实验仿真与传统的V-NDN和基于蜂窝网络辅助的V-NDN进行对比,结果表明该文提出的数据转发策略有效地提高了网络的服务质量(quality of service,QoS)。
文摘命名数据网(named data networking,NDN)作为一种新型的互联网架构,旨在应对日益增长的数据流量.然而,随着用户需求进一步增长,拥塞控制对于多路径传输的命名数据网仍然是一个具有挑战性的问题,亟需一种能够快速地检测网络拥塞和有效地管理网络资源的拥塞控制机制.针对这一问题,提出了一种基于软件定义网络技术的、具有缓存感知功能的命名数据网节点拥塞控制策略,称BCMCC.首先,介绍了BCMCC的新型网络架构.利用软件定义网络控制平面与数据平面解耦合技术,该架构将拥塞控制功能集中于SDN控制器中,以实现集中式节点拥塞控制、降低节点运行负荷的目的.其次,基于新型网络架构,研究了BCMCC的缓存感知算法和多路径选择拥塞控制算法.其中,缓存感知算法实现了网络缓存内容的感知以及缓存内容全局流行度的计算,能够利用命名数据网的节点缓存特性,降低缓存内容对拥塞控制的影响;多路径选择拥塞控制算法协同节点更新转发端口信息以实现流量迁移、智能化管理多路径容量,达到提高网络资源利用率、有效避免和缓解网络拥塞的目的.最后,在ndnSIM仿真平台进行BCMCC的性能测试.实验结果表明,BCMCC在丢包量、网络吞吐量以及传输时延等方面优于Best-Route算法、NCC算法和Random算法.在网络流量相同的情况下,BCMCC平均传输时延比Random低14.16%,比NCC低22.68%,比Best-Route低17.24%,同时相比Best-Route具有更稳定的网络吞吐量.BCMCC可以有效解决命名数据网拥塞问题.
文摘在V-NDN(vehicular named data networking)中,因为车辆的移动性而导致未响应兴趣包的概率大大增加。目前的解决方法是车辆节点缓存所有收听到的数据包,但这种方法会使节点中缓存大量重复的数据包副本,增加缓存的开销。为了解决此问题,提出了一种适用于城市道路的热点内容推送算法。首先,提出了一种热点内容挖掘算法,将V-NDN中可能的热点内容从大量的数据中挖掘出来;然后,通过热点内容推送算法将热点内容推送给其他可能访问这些内容的节点,以此提高网络性能;最后,从理论上分析了热点内容挖掘时需要考虑的影响因素。仿真结果表明,与贪婪转发策略相比,添加了热点内容推送算法会使请求满足率提高4.6%到14.1%,缓存命中率增加了16.6%到33.0%。
基金supported in part by the National Natural Science Foundation of China (NSFC) under Grant 61671081in part by the Funds for International Cooperation and Exchange of NSFC under Grant 61720106007+2 种基金in part by the 111 Project under Grant B18008in part by the Beijing Natural Science Foundation under Grant 4172042in part by the Fundamental Research Funds for the Central Universities under Grant 2018XKJC01
文摘As a named data-based clean-slate future Internet architecture,Content-Centric Networking(CCN)uses entirely different protocols and communication patterns from the host-to-host IP network.In CCN,communication is wholly driven by the data consumer.Consumers must send Interest packets with the content name and not by the host’s network address.Its nature of in-network caching,Interest packets aggregation and hop-byhop communication poses unique challenges to provision of Internet applications,where traditional IP network no long works well.This paper presents a comprehensive survey of state-of-the-art application research activities related to CCN architecture.Our main aims in this survey are(a)to identify the advantages and drawbacks of CCN architectures for application provisioning;(b)to discuss the challenges and opportunities regarding service provisioning in CCN architectures;and(c)to further encourage deeper thinking about design principles for future Internet architectures from the perspective of upper-layer applications.
