现有互联网经过50多年的飞速发展,取得了巨大的成功,但随着网络规模的膨胀与应用场景的多样化,现有互联网逐渐难以满足未来网络场景的通信需求。在此背景下,国内外科研人员致力于研发未来互联网体系结构。为满足我国在未来信息网络领域的战略需求,北京交通大学下一代互联网设备国家工程实验室提出了智慧标识网络体系架构(Smart Identifier Network,SINET),力求解决未来网络在扩展性、移动性、安全性、绿色节能等方面的问题。本文分析并总结了SINET架构为实现流量工程带来的机遇与挑战,在此基础上结合新网络在路由、转发、流量感知、缓存等方面的潜在特性,对SINET中的域间入流量控制问题、域间出流量控制问题、域间流量的降低问题等展开了深入的研究。本文的主要工作和创新点如下:1.针对域间入流量控制问题,提出了四种基于流量监控和服务大小元数据的域间入流量控制算法。上述算法利用SINET网络接收者驱动的通信模式,通过控制服务请求包的域间传输路径,实现域间入流量控制。四种算法的核心思想是按照概率控制服务请求包的域间传输路径,区别在于四种算法更新选路概率的决策信息不同。算法一不使用任何信息,算法二利用流量信息,算法三利用服务大小信息,算法四同时利用流量信息和服务大小信息。在SINET原型系统上的测试结果表明,所提算法可以高效、准确地调度域间入流量。与基于IP前缀协商的入流量控制方法相比,所提出的机制可以提升56%的入流量调度准确性,并且可以高效地处理域间链路故障和突发流量。2.针对域间出流量控制问题,提出了基于纳什议价博弈的域间出流量控制机制。该机制利用SINET中的服务注册消息交互服务对于域间路径的喜好度,并利用纳什议价博弈模型与邻居自治系统协商服务请求包的域间转发决策,实现域间出流量控制。仿真中将降低服务域内传输开销作为出流量控制收益。结果表明,该机制无需自治系统交互敏感信息,在无缓存场景中,相较于自私的请求包转发策略,可使60%的自治系统提高10%的出流量控制收益。在有缓存场景中,该机制为自治系统带来的出流量控制收益随缓存空间增加而减少。在SINET原型系统上的测试结果表明,当服务注册频率为8000个每秒时,资源管理器带宽开销为1303KBytes每秒,CPU利用率为16%,证明该机制具有较好的可行性和可部署性。3.针对域间流量的降低问题,提出了基于拉格朗日对偶分解和合作博弈的域间流量降低机制。该机制利用SINET网络内部缓存的特性,使多个接入网自治系统合作地决定缓存服务,降低了服务缓存在多个接入网自治系统中的冗余度。该机制使相邻接入网共享服务缓存以降低获取服务的域间流量和传输费用。仿真结果表明,与非合作的自私缓存策略相比,该机制可以多降低3.77倍的域间流量和传输费用。与集中式的缓存分配方案相比,该机制以少降低9.7%的域间流量为代价,可获得29.6%流量降低收益公平性的提升,且具有较好的隐私性。该机制以增加少量通信开销为代价,分布式地运行在各自治系统中,具有较低的计算开销和较好的可部署性。例如,当该机制运行在42个缓存容量为5GBytes的自治系统中时,只造成2.337MBytes的通信开销。