CCN中能效感知的协同缓存策略和路由转发策略研究

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随着网络的普及,网络娱乐用户规模持续高速增长,网络游戏、网络视频等相关形式的网络流量呈现指数型增加,网络能耗问题也越来越严重,传统的网络体系结构逐渐不堪重负,迫切需要一种新的网络体系结构,内容中心网络(Content-Centric Networking,CCN)应运而生,CCN把数据内容看作实现数据通信的中心,它的一个重要特点是网络中的每一个内容路由器都有缓存能力,用户可以通过内容路由器内的缓存获取请求内容,这种新的内容获取方式有效的缩短内容传输距离,提高网络内容的分发效率。从能耗上看,CCN的能耗主要由网络节点缓存内容的缓存能耗和内容在网络节点中转发所产生的传输能耗组成,因此CCN的网络缓存策略和路由转发策略决定着它的性能效率及能效性,本文从优化CCN的缓存策略和路由转发策略两个方面进行研究。(1)在优化CCN缓存策略的问题上,首先建立CCN的能耗模型,通过对能耗模型分析,设置能效判断条件来保证CCN的能效性。然后综合考虑内容流行度、节点位置及节点缓存的协同来计算内容缓存优先度,保证网络的综合性能。在此基础上提出了能效感知的协同缓存策略(Energy-Efficiency Aware Cooperative Caching Strategy,EEACC)。通过仿真结果表明,该策略能提高缓存命中率,减少平均响应跳数,并有效的降低整体网络能耗。(2)CCN路由策略是CCN的关键技术之一,好的路由机制能充分发挥节点缓存性能,减少网络间冗余流量,同时减小网络间传输能耗。保证传输效率及传输代价是设置路由策略的关键。在所提出的能效感知邻居节点协同缓存策略基础上,我们提出了基于邻居节点缓存协同的路由转发策略。首先通过蚁群算法探测CCN网络最优传输路径,根据邻居节点的缓存信息协同调节内容的传输路径。通过实验仿真表明,通过邻居节点缓存协同的路由策略能充分利用节点的缓存,减小服务器负载。并减少网络平均时延和网络冗余流量。
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