命名数据网络(Named Data Networking,NDN)是一种革命式的新型网络架构,改变当前互联网主机—主机的通信机制,使用内容名称而非IP地址进行通信,其首要考虑对象是内容本身,而不是内容所处位置。NDN适应了内容中心化的发展趋势,实现网络体系架构从“通信通道”到“数据处理平台”的重大转变,是新型网络架构的研究热点。但是,NDN基本通信模式中,泛滥式的处处缓存和盲目的路由转发导致内容分发过程中存在缓存资源利用率低、在移动环境中容易出现广播风暴以及缺乏有效的拥塞控制等问题。为此,本文针对NDN内容请求与缓存过程中存在的不足进行研究,优化NDN内容分发性能。本文的主要工作和研究成果包括:1.针对内容的泛滥式存储问题,提出一种基于局部流行度的分布式协作缓存策略。采用周期性地统计用户接入节点的内容请求速率,并将结果随兴趣包转发,从而避免请求聚合对流行度准确性的影响;在请求路径上依据缓存收益实现缓存决策,保证流行度的实时更新和缓存内容的多样性;邻居节点之间执行局部缓存通告,从而在上行请求转发过程中,提升路径外暂态缓存利用率。2.针对移动环境下的广播风暴问题,提出一种动态内容路由与转发机制。利用NDN网络的网内缓存特性,采取基于单播的内容传输方式,以此减小数据包的冗余传输;由于在移动环境中,单播传输面临频繁的路径失效问题,所以设计了局部路径恢复方法,能够有效缓解单播中继传输中断的问题。3.针对NDN内容分发的网络拥塞问题,提出一种基于速率的显式拥塞控制机制。首先设计单路径传输情况下的速率计算方法,可以获得较高的链路利用率和较短的流完成时间。进一步地,将该算法拓展到多路径传输的情况,设计了一种两级速率管理的混合机制,每个流有两个速率等级,主级速率用于保证所有流之间的公平,次级速率用于占用剩余带宽,提高链路利用率。