名字路由协议的研究与实现

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伴随着下一代互联网的提出,很多关键技术应用得越来越普遍,CDN(内容分发网络)技术提出的目的是为了解决互联网整体带宽过剩和局部带宽不足的矛盾,给用户提供更加优质的服务。CDN是建立并覆盖在互联网之上的一层特殊网络,专门用于通过互联网高效传递丰富的多媒体内容。CDN能使网站的内容发布到最接近用户的网络“边缘”,使用户可以就近取得所需要的内容,提高互联网中信息流动的效率,从技术上全面解决由于网络带宽小、用户访问量大、网点分布不均等原因造成的“拥塞”,提高用户访问网站的响应速度。本文以CDN网络中的核心功能层——路由层为研究对象,通过理论分析和计算机仿真对CDN路由系统的基于名字路由协议进行了深入的研究。现阶段的CDN应用基本都是基于DNS的中心服务器方式,它存在一些缺陷,基于名字的内容路由正是为解决这些缺陷提出的,具有很强的针对性。文章在广泛收集文献资料的基础上,认真分析基于名字的路由的各个功能模块和工作原理,在对其中两个重要协议分析比较的基础上,主要对INRP协议进行了深入的研究,按各个功能模块进行设计,并进行了实验室环境下的模拟实现。在实现INRP协议的基础上,对其中涉及的内容路由查找算法进行了深入的研究,这是提高用户响应速度的重要一环,与传统的网络一样,要求核心路由器每秒转发几百万个以上的分组,而实现高速分组转发的关键是路由表的组织和快速的路由查找算法,文章在总结分析以往路由查找的基础上,对现有算法进行改进,引入新的路由查找算法,即基于哈希和Trie树的快速内容路由查找算法,给出实验数据,并与经典的Hash算法进行比较分析,结果表明新的算法缩短了查找时间,提高了查找效率,改善了整个系统的性能,取得了一定程度的研究成果。最后在理论分析,实验设计以及实验结果比较的基础上,总结全文,并给出了有待进一步深入研究的方向。
摘要第7-8页
ABSTRACT第8-9页
第1章 绪论第12-20页
    1.1 CDN技术的研究背景第12-17页
        1.1.1 CDN技术的研究背景第12-13页
        1.1.2 CDN路由的概念第13-14页
        1.1.3 CDN组成和工作原理第14-15页
        1.1.4 CDN的特点及发展第15-17页
    1.2 研究意义、主要贡献及论文的组织第17-19页
    1.3 本章总结第19-20页
第2章 CDN的路由技术第20-29页
    2.1 基于DNS的内容路由第20-23页
        2.1.1 用户访问流程图第20-23页
        2.1.2 DNS重定向的缺陷第23页
    2.2 基于名字的内容路由第23-28页
        2.2.1 名字路由的思想第23-24页
        2.2.2 名字路由系统的两个重要组成—内容路由器和内容服务器节点第24-25页
        2.2.3 名字路由的两个重要的协议——INRP和NBRP第25-26页
        2.2.4 用户访问流程第26-28页
    2.3 本章总结第28-29页
第3章 CDN中两个主要协议第29-49页
    3.1 基于名字路由的INRP协议第29-36页
        3.1.1 协议的概括第29-30页
        3.1.2 INRP的帧结构第30-34页
        3.1.3 INRP协议三大模块介绍第34-35页
        3.1.4 INRP协议与DNS的比较分析第35-36页
    3.2 基于名字路由协议的NBRP协议第36-48页
        3.2.1 协议的概括第36-37页
        3.2.2 NBRP的帧结构第37-42页
        3.2.3 NBRP协议的状态机第42-46页
        3.2.4 NBRP与BGP的比较分析第46-48页
    3.3 本章总结第48-49页
第4章 INRP协议的路由仿真算法第49-63页
    4.1 几个重要的公式第49-50页
    4.2 三个主要模块第50-58页
        4.2.1 接收进程模块第51-53页
        4.2.2 高速缓存查找模块第53-56页
        4.2.3 事务处理模块第56-58页
    4.3 名字路由表的匹配方式和名字路由的表驱动选路算法第58-59页
    4.4 INRP协议的仿真实现第59-62页
    4.5 本章总结第62-63页
第5章 INRP协议的路由查找算法的改进第63-75页
    5.1 路由查找算法的分类第63页
        5.1.1 基于名字后缀值的路由查找算法第63页
        5.1.2 基于名字后缀长度的路由查找算法第63页
    5.2 几种常见的路由查找算法第63-67页
        5.2.1 线形查找算法第63-64页
        5.2.2 二分查找算法第64页
        5.2.3 字符Trie树第64-65页
        5.2.4 哈希查找算法第65-67页
    5.3 实验环境第67页
    5.4 基于哈希算法的内容路由查找算法第67-69页
        5.4.1 流程图第68页
        5.4.2 试验结果第68-69页
    5.5 基于Trie树和哈希算法的内容路由查找算法第69-72页
        5.5.1 流程图第70-71页
        5.5.2 实验结果第71-72页
    5.6 两种算法的比较分析第72-74页
        5.6.1 实验结果比较图第72-73页
        5.6.2 实验结果分析第73-74页
    5.7 本章总结第74-75页
总结与展望第75-77页
致谢第77-78页
攻读硕士学位期间发表的学术论文第78-79页
参考文献第79-80页
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