论文部分内容阅读
互联网已经成为信息社会中的重要基础设施,现有TCP/IP体系结构在移动性、可扩展性、安全性等方面面临诸多挑战。作为一种革命式的解决方案,信息中心网络(Information-Centric Networking,ICN)成为了研究热点。本文利用生物学中“基于局部视图、执行局部操作,实现全局协调”的这一特性来构建分布式的仿生路由机制,解决ICN中的复杂路由问题。本文设计的仿生路由机制包括基于猫群算法的仿生路由机制(Cat Swarm Routing,CSR)和基于细胞趋化的仿生路由机制(Cell Chemotaxis Routing,CCR),主要工作如下:首先,建立网络模型,包括链路模型和具有生物特性行为的智能节点模型,依据生物体内的自组织现象Reaction Diffusion实现智能节点间的状态感知和信息交互,刻画路由请求,建立用户体验质量(Quality of Experience,QoE)与服务质量(Quality of Service,QoS)的映射关系,计算用户QoS满意度。然后,分别基于CSR和CCR中的接口选择策略转发路由请求,为用户寻找请求内容。(1)CSR是一种多路径选择路由机制,依据用户对链路的QoS满意度计算接口的转发概率,通过基于跟踪模式的接口选择策略(Tracing Mode Face Choosing,TMFC)和基于搜寻模式的接口选择策略(Seeking Mode Face Choosing,SMFC)选取转发接口,成功找到多个内容源并生成多条路径后,选择用户QoS满意度最高的路径作为最终路径。同时,为了均衡节点负载,CSR中设计了一种综合考虑节点内容存储库(Content Store,CS)占用率与节点相连链路带宽占用率的负载迁移策略;(2)CCR是一种单路径路由机制,该机制模拟胚胎发育过程中细胞依据成形素浓度确定移动位置这一现象。本文定义内容激素浓度、链路剩余容量以及节点负载,并综合三者计算链路浓度值,通过基于细胞趋化的接口选择策略(Cell Chemotaxis Face Choosing,CCFC)选取转发接口。同时,为了提高路由成功率,CCR中设计了一种回溯策略。最后,基于CERNET和CERNET2拓扑进行仿真实现和性能评价。结果表明,与基准机制相比,面向ICN的仿生路由机制在路由成功率、平均路由跳数、缓存命中率等方面具有较好的性能,因此,本文设计的机制是可行和有效的。