面向ICN的可扩展命名数据路由机理研究

This proposal is oriented to the scalability problem of named data routing due to the massive location-independent namespace in Information-Centric Networking, a candidate for future Internet architecture. We propose a suit of routing schemes: first, aiming at the contradiction between massive namespace and limited router storage, we propose a geometric routing algorithm based on geometric embedding and random walking in the namespace; then, to cope with the contradiction between the location independence of data naming and the location dependence of data routing, we propose a distributed routing protocol based on name-independent compact routing scheme and distributed hash table; last, to fulfill the requirement for the scalability of both size and performance, we propose a technique for fusing routing mechanisms over double layers based on the namespace assignment and topological control. Our proposal is expected to achieve both efficient and scalable named data routing.

本项目面向未来ICN(Information-Centric Networking, 信息中心网络)体系结构，针对庞大的位置无关数据命名空间所引发的命名数据路由可扩展性问题，提出一整套路由框架方案：首先，在命名空间上，针对海量命名空间与有限路由存储空间之间的矛盾，提出一种基于度量空间嵌入的几何与随机游走路由算法；接着，在网络拓扑上，针对数据命名的位置无关性与数据路由对位置的依赖性之间的矛盾，提出一种基于名字无关紧凑路由方案与分布式哈希表的分布式路由协议；最后，为同时满足规模与性能可扩展性,提出一种基于命名空间分配与拓扑控制的双层路由融合技术,从而实现高效、可扩展命名数据路由。

ICN(Information-centric Networking)实现了网络由“机器互联”到“信息互联”的转变，采用命名数据路由实现内容分发和获取，成为未来网络研究的热点。针对庞大的位置无关的命名空间所引发的路由可扩展性问题，本项目基于路由融合的思想提出了多种融合多项路由技术的可扩展命名数据路由方案。具体包括：几何路由与DHT路由融合的命名数据路由方案；紧凑路由与DHT路由融合的命名数据路由方案；以及面向动态拓扑的可扩展命名数据路由方案。同时，还研究了路由查询、缓存、拓扑等与命名数据路由相关的技术，以提高路由性能。本项目为解决ICN路由可扩展问题研究提出了多种可行方案，对于解决以IP 层为中心的网络体系结构可能造成的不足、推动新型网络体系结构的研究都具有积极意义。基于相关研究成果，已发表(录用)论文19篇，其中SCI检索3篇，EI检索14篇，CCF推荐的国际重要会议6篇，国内一级学报6篇。项目负责人作为第一作者在信息中心网络方向的顶级国际会议ACM ICN 2014上发表论文1篇，文章扩展版本作为未来网络项目NDN的技术报告发布。