内容中心网络中的拥塞控制策略研究

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内容中心网络(Content-Centric Networking, CCN)是一种新型的网络体系结构,是未来网络的研究热点之一。由于网络资源的有限性和流量的突发性,拥塞问题依然是CCN中的基本问题。CCN具有流量自平衡和多内容源等特性,使得CCN和传统网络中的拥塞控制存在众多不同之处。拥塞控制对于提高网络性能和服务质量至关重要,因此CCN中的拥塞控制研究具有重要的意义。当前对于CCN中拥塞控制策略的研究主要关注调节接收端或路由节点中Interest包的发送速率,没有考虑到内容的业务类型,这样的调节机制可能会影响到某些业务的服务质量,特别是对实时性要求较高的业务。另一方面,很多拥塞控制策略基于RTT (Round-Trip Time)预测进行拥塞判断,而CCN的内容源不确定性会导致RTT预测的不稳定性。除此以外,现有的基于逐跳的拥塞控制策略较少综合考虑路由节点上下游链路容量的不同。针对目前提出的拥塞控制策略未考虑业务类型的问题,本文提出了一种面向多业务的显式反馈控制策略。在路由节点中主动检测待转发的Interest包队列,根据队列中各种业务的数量判断网络状态。为了保证更多业务的服务质量,有选择的将网络状态反馈给接收端。另外,考虑到CCN中路由节点较为开放,本文提出一种面向多业务的逐跳拥塞控制策略,根据队列中的业务流决定Interest包的发送速率。两种面向多业务的拥塞控制策略都能在保证更多业务服务质量的同时有效地解决拥塞问题。针对CCN中由于多内容源造成的RTT预测不稳定性问题,本文提出一种改进的RTT预测机制。在Interest包中添加未来要请求的内容的标识,若在请求当前内容的过程中遇到存储预期内容的路由节点,在数据包中记录相关时间。当Data包返回时,可以通过其携带的时间信息计算RTT。结合改进的RTT预测机制,本文提出了一种接收端和路由节点的联合拥塞控制。在路由节点进行Interest包速率调整时综合考虑其上下游链路容量,并根据RTT超时及时的反馈给接收端,接收端进行平滑的拥塞窗口调整,实验结果表明提出的联合拥塞控制能够在有效地解决拥塞的同时充分利用链路带宽和降低业务流完成时间。本文提出并实现了面向多业务的拥塞控制策略和联合控制策略,为保证服务质量的情况下处理拥塞和接收端与路由节点配合控制拥塞提供了解决方案,具有一定的借鉴意义。
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