面向物联网的ICN网络缓存部署关键技术研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lkj0062
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物联网作为新一代的科学技术已经逐渐走进人们的生活,无论是工农业的生产方式还是人们的生活起居都产生了巨大的改变,但同时也发现基于IP的网络架构模式无法满足未来的需求。信息中心网络(Information Centric Networking,ICN)的出现对于资源受限和异构的物联网环境占有绝大的优势,ICN彻底改变了传统的基于地址思想,改为面向内容的新型网络体系架构,网络内缓存作为其最关键的特性成为近几年研究方向的焦点。边缘缓存由于可以节省网络带宽,减少获取数据的延迟并延长物联网设备的电池寿命,引起了研究界的广泛关注。如何设计面向物联网的ICN高效的缓存部署方案,针对边缘缓存的问题进行完善,是ICN缓存部署方案的一个重要研究内容。本文主要以面向物联网的ICN网络环境为背景,主要从边缘缓存入手,根据缓存部署方案和综合缓存评价模型两个创新点进行重点研究。首先,ICN可以方便地进行内容检索并计算下游路径,成为可扩展物联网网络的主要元素。但是,物联网边缘设备内存、计算资源有限,单一地应用边缘缓存策略会降低网络稳定性,缓存经常被换入换出,甚至会导致设备崩溃。因此,本文针对此问题在边缘缓存基础上,考虑节点的度中心性,缓存空间和计算能力提出协作式边缘缓存部署方案。该方案主要涉及模拟节点的资源能力和量化节点的所处位置。实验验证了本方案在缓存命中率,延迟时间和链路负载性能三个方面上均有所提升。其次,目前研究的大多方向均是以ICN作为体系架构从缓存策略,缓存放置和缓存替换三个方向来改善缓存的性能。随着评价指标的不断提出,需要模拟的实验次数大幅度增加,导致研究人员不能专注于提高缓存方案的性能。因此,如何更优更有效地对缓存部署方案进行评价也是一个亟待解决的问题。本文针对此问题对缓存部署方法提出一种ICN缓存策略综合性能评价模型,对缓存策略进行综合评价,为缓存优化提供支撑,并通过仿真实验来对缓存部署方案进行综合评估。
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