论文部分内容阅读
互联网的发展正在从“以地址为中心”向“以内容为中心”发生转变,内容中心化的发展趋势让用户更加关注获取内容的速度和质量,为用户提供高质量的QoS保证是未来网络的核心内容。为应对内容中心化,基于现有TCP/IP网络结构的增量式方案用重重补丁增加了网络本身的复杂度,而内容中心网络CCN是一种以内容为中心的未来互联网发展模式,采用革命性的方式设计了全新的体系架构,更好地适应互联网内容中心化的发展趋势。但是当前对内容中心网络的研究集中在命名和转发等问题上,而对内容中心网络如何保证QoS这一内容分发传送的根本问题未给出相关研究成果。为了实现内容中心网络的基础传送能力对内容分发的高质量支持,本文依托国家自然科学基金项目“不依赖网络的内容之特征及其网络功能抽象”,通过挖掘传统网络架构在QoS保证方面的根本不足,提出适应内容中心网络的新型网络传送机理,通过将传统上层的QoS需求和内容特征嵌入到网络底层的基础传送能力上,创建了能够实现高质量QoS保证的新型传输结构——自适应内容管线。本文在对比传统TCP/IP网络架构和内容中心网络架构的基础上,通过对QoS保证问题的深入分析,将自适应内容管线的思想和概念进行了详细阐述,并根据其思想开展了研究工作。主要工作和研究成果包括:1.提出一种基于内容感知的QoS保证机制(CAQ-CCN),该机制通过对内容特征进行分类识别,利用内容热度值判决内容数据包的优先级概率,从而决定不同内容的调度顺序,并能够根据网络环境动态调整传输队列,实现了内容管线ACP对内容特征的解析。仿真结果表明,该机制能够在高优先级内容流量比例为20%的情况下,平均吞吐量相比于常规CCN传输机制性能提高约35%。2.提出一种基于内容共性特征的跨层映射算法(CCM-CCN),该算法利用一种QoS映射矩阵描述多条QoS映射回归线,并通过多元线性回归分析实现应用层QoS参数和底层网络内容特征之间的多对多映射,使网络的基础传送能力具有对内容特征实现高质量QoS保证的本质属性。分析结果表明,该方案能够实现应用层QoS参数和内容特征间的映射,并能够根据内容特征分类估计其所需的QoS参数值,实现了内容管线ACP对内容QoS保证的本质支持。3.设计了自适应内容管线的验证方案,实现了内容特征感知、优先调度和跨层映射等特定功能。通过对内容管线ACP与现有网络中转发机制在性能上进行比较,证明了ACP的可行性和性能优势。