【摘 要】
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广域信息管理系统（System Wide Information Management,SWIM）是下一代空中交通管理（Air Traffic Management,ATM,简称:空管）系统的基础信息网络,负责海量多源异构空中交通管理业务数据的传输和共享。其中,SWIM基础设施层采用全新互联网架构—信息中心网络（Information-Centric Networking,ICN）,根据命名数据网
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广域信息管理系统（System Wide Information Management,SWIM）是下一代空中交通管理（Air Traffic Management,ATM,简称:空管）系统的基础信息网络,负责海量多源异构空中交通管理业务数据的传输和共享。其中,SWIM基础设施层采用全新互联网架构—信息中心网络（Information-Centric Networking,ICN）,根据命名数据网络（Named Data Network,NDN）的模式实现空管业务内容与位置分离,网络内置缓存等功能,从而更好满足空管系统内容分发、移动内容存取等需求。因此,在高并发、低时延的海量空管业务数据场景下,SWIM基础设施层信息池的缓存和安全性能将大大影响SWIM应用在不同场景下的生存周期。因此,研究NDN在SWIM中应用的路由缓存策略和安全网关对提升SWIM基础设施层的缓存效率和健壮性具有重要意义。本文的主要研究工作包括:（1）针对民航报文的特点,采用长短期记忆网络（Long Short-Term Memory,LSTM）对报文内容的重要度进行分类,在此基础上,结合SWIM和后续路由缓存需要,将重要度信息作为签名写入数据包,标记优先级高的数据;（2）结合内容流行度和最近最少使用（Least Recently Used,LRU）设计了缓存决策策略和缓存替换策略,通过在决策和替换阶段保留重要数据,保证信息池紧急报文的访存速度;（3）设计SWIM安全网关,实现认证、授权、账号、审计（Authentication,Authorization,Accounting and Audit,4A）功能,保证信息池数据的安全性。在正常和泛洪攻击场景下测试缓存策略和安全网关的性能和鲁棒性。实验结果表明,本方案较传统缓存策略不仅在缓存命中率、缓存命中延迟等性能指标上有了一定的提升,面对泛洪攻击同样具有一定的抵抗性,能在较小的资源开销下实现面向4A的安全防护。
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