命名數據網絡introduction

NDN將內容作爲主體,不再關心內容存儲的位置, 而關心的是內容本身是什麼.NDN中每個節點 都具有內容存儲庫( content   storage,CS),這是其 有別於傳統網絡最大的特點.與傳統網絡相比客戶 端所請求的數據來源不僅僅是原始內容服務器 ( o ri g inal   content   servers,OCS),也可以是網內任 意緩存有對應數據的網內節點.因此,將數據緩存在 什麼位置使整個網絡的性能最佳已經成爲了制約 NDN發展的關鍵因素之一. ,本文首次將數據包返 回客戶端所經過的節點分爲不同類型,對不同類型 的節點按照不同的存儲策略對數據進行存儲,並考 慮了用戶請求數據時的實時性,本文所提出的基於 節點分類( based on node   classification,BNC)機制 非常簡單,不需要複雜的運算,而且數據包與興趣包 所攜帶的附加字段大小比較固定,不會因爲數據的 大小變化而變化,完全符合緩存策略“從簡”的要求.

怎樣緩存數據(數據緩存 在什麼地方)才能使用戶請求數據的時延更短、跳數 更少、網內命中率更高等便成爲了一個高效緩存策 略的重要表現.而在當前的緩存設計中主要存在以 下需要考慮的問題: 1)近客戶端緩存與中心緩存.爲了減少客戶端 請求數據的時延與跳數,儘可能地將數據緩存在離 客戶端近的節點上,如果數據的流行度較高,即短時 間內數據的請求量很大,這樣的緩存方式在一定程 度上會減少數據請求的時延.但由於近客戶端節點 的緩存往往所服務的客戶端節點很少,甚至有可能 只服務於一個客戶端節點,將導致緩存利用率低等 問題.反之,中心緩存便是將數據緩存在網絡中重要 的位置使其爲更多的客戶端服務,顯然,如果緩存在 中心位置的數據只針對某一個客戶端有高流行度, 那麼,與近客戶端緩存相比將產生更大的請求時延 等問題. 2)無效緩存.NDN 默認採用處處緩存( l eave copy ever ywhere,LCE),即節點將不加區分地緩存 所有經過的數據.如圖1所示,節點 p 爲OCS節點, 當客戶端第1次請求數據 i 時請求將到達節點 p

, 如果採用 LCE數據緩存策略,那麼,在數據 i 返回 客戶端的所有經過節點中都要緩存數據 i .然而,下 次請求數據 i 時在節點 c 便可得到相應數據,這樣 其他節點緩存的數據 i 便成爲了“無效數據”,從而 浪費緩存空間.


3)非實時性.由於客戶端對數據的請求具有實 時性,即在不同時間客戶感興趣的數據不同.但是, 大多數緩存策略並沒有將其考慮其中,從而導致過 時的數據長期佔用有限的緩存空間. 

針對以上問題,本文提出了BNC策略.該策略 將數據返回客戶端途徑的節點分爲“邊緣”類節點與 “核心”類節點(本文後續部分將“邊緣”類節點與“核心”類節點分別用Ⅰ類、Ⅱ類表示).當數據經過Ⅰ類 節點時,由於該類節點主要服務對象爲與其相近的 客戶端,因此數據根據該客戶端的請求流行度對數 據進行緩存.當數據經過Ⅱ類節點時,爲了使緩存 數據的影響範圍更廣,數據的緩存位置將由節點位 置與數據在節點中的流行度分佈共同決定,同時爲 了滿足實時性,本文將2次數據請求時間間隔作爲 BNC的重要影響因子之一.

來自----->《計算機研究與發展》---《命名數據網絡中一種基於節點分類的數據存儲策略》  

作者:黃 勝 滕明埝 吳 震 許江華 季瑞軍 


NDN簡介 NDN設計方案[2]中採用了層次化的內容命名機 制,類似於目前的URL命名方案。例如“/example. com/videos/HarryPotter.mpg”爲一個具體內容的名字 (name),而“/example.com”及“/example.com/videos” 則可作爲內容前綴(prefix)用於路由查找及轉發。 NDN中有兩類數據報文,分別爲請求報文(Interest報文)和數據報文(Data報文)。當路由結點請 求內容時,則發送包含該內容名字的Interest報文,若 中間路由結點緩存了該內容,或內容服務器收到Interest報文,則返回包含內容數據的Data報文。 NDN轉發模型主要有三類數據結構,分別爲轉 發信息庫(forwarding information base,FIB)、內容存 儲庫(content store,CS)以及未決請求表(pending interest table,PIT)。FIB保存了路由結點到達內容服 務器的下一跳接口(NDN中用face指代,一個face代表路由器收發報文的一個接口),CS保存路由結點的 緩存內容,PIT記錄未得到響應的Interest報文的名字 信息及其到達face,以便Data報文沿途返回。在NDN轉發模型中,路由結點收到Interest報文 後首先查找CS,若有匹配記錄則返回Data報文並結 束;否則查找PIT,若有匹配記錄則結束,若不存在匹 配記錄,則將Interest報文信息加入PIT中,並按FIB 查找結果轉發Interest報文。 

來自--->期刊《Journal of Frontiers of Computer Science and Technology 》----《命名數據網絡中的鄰居緩存路由策略*》作者:
葉潤生+,徐明偉 清華大學 計算機科學與技術系,北京 100084

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