移动环境下信息中心网络路由可扩展问题研究

Content distribution and mobile interconnection have become two hot trends of the future Internet. ICN, as a content-centric future Internet, has received widespread attention. However, due to the huge number of contents, the location-independent content naming，as well as the mobile demands of users, ICN routing faces serious scalability challenges in mobile environments. To cope with above challenges, a suite of schemes is proposed in this proposal. First, aiming at the scale and performance scalability problems of routing caused by the huge contents and location-independent naming of ICN, we propose a name resolution routing scheme in metric spaces. Then, in response to the update and performance scalability issues in routing result from the mobility of consumer or provider, we propose a mobile mechanism based on partitioning via landmarks. Finally, we propose a fusion method to combine the above two schemes, such that, the fused scheme can fulfill routing scalabilities of scale, update and performance.

内容分发和移动互联已成为未来互联网络的两大趋势，ICN (Information-Centric Networking, 信息中心网络)作为一种以内容为中心的未来网络受到广泛关注。然而，由于ICN内容数量庞大、内容命名位置无关、用户移动互联需求旺盛，ICN名字路由在移动环境下面临严峻的可扩展问题挑战。为此，本项目提出一整套移动互联环境下路由可扩展问题的解决方案：首先，针对海量内容和位置无关内容命名导致的路由规模和性能可扩展问题，提出基于度量空间的名字解析路由；然后，针对内容请求者/提供者移动导致路由更新和性能可扩展问题，提出基于地标分区的移动机制；最后，提出名字解析路由和移动机制的融合方法，将前两种方案合而为一，相互补充，以同时满足路由规模、更新和性能的可扩展。

ICN (Information-Centric Networking, 信息中心网络)将传统主机为中心的路由转变为以内容为中心的路由，而海量内容以及内容命名的位置无关性导致移动场景下的ICN路由可扩展挑战成为ICN必须解决的问题。本项目从空间融合和区域划分两个角度出发，首先，研究基于度量空间的名字解析路由，提出基于比特串前缀嵌入的简洁几何路由方案及分布式实现方法，在幂率2-3的图中，保证坐标描述复杂度超过log^2(n)，基于简洁几何路由，通过将度量空间和名字空间融合，可实现可扩展名字解析路由；其次，研究基于分区的移动路由机制，提出基于地标分区的层次几何路由方案，将拓扑空间划分为层次拓扑，采用面向双层拓扑的贪心嵌入和贪心路由方案以及动态贪心嵌入策略，缓解路由更新导致的可扩展问题；最后，研究移动场景下的可扩展名字路由，提出基于分区的可扩展名字路由方案，将层次几何路由和基于度量空间的名字解析相结合，实验表明路径延展度和更新规模均处于可接受范围。此外，本项目还针对影响路由可扩展性的内容存储、质量和安全等方面存在的问题展开研究，并取得了一系列成果。本项目对移动场景下ICN可扩展路由方案进行了有效探索，验证了通过将名字空间、度量空间以及拓扑空间三者结合可有效支撑可扩展名字路由，为未来网络路由研究提供了可行的思路和方法。