命名数据网络多源多路径传输控制机制研究

Information-Centric Network (ICN) is a mainstream design direction for future Internet architecture, and Named Data Network (NDN) is a typical ICN architecture. There are significant differences between NDN and the traditional TCP/IP networking in term of network architecture, transport mode etc. The traditional TCP/IP’s end-to-end transport control mechanism which is based on single-source and single-path is not suitable for NDN’s multi-source and multi-path transport control. This project seizes the multi-source and multi-path essential characteristic of NDN networking, and breaks through the current study’s limitations of using the traditional TCP/IP’s end-to-end transport control mechanism, and will study the NDN transport control mechanism in–depth innovatively from the aspects of multi-source and multi-path transport model, hop-by-hop transport control mechanism integrating Interest rate control and multi-path forwarding, and performance evaluation of NDN networking transport protocol, etc. The study of this project will further improve the theoretical basis for named data networking transport control, and promote the development of future information-centric network architecture and key technologies.

以信息为中心的网络体系结构（Information-Centric Network，ICN）是目前一种主流的未来互联网体系结构设计方向，命名数据网络（Named Data Network，NDN)是一种典型的ICN体系结构。NDN网络与传统TCP/IP网络在体系结构、传输模式等方面有显著的不同，传统TCP基于单源单路径的端到端的传输控制机制并不适合NDN网络的多源多路径传输控制。本项目抓住NDN网络传输多源、多路径的本质特性，突破现有研究沿用传统TCP/IP网络端到端传输控制思想的局限，创新性地从NDN网络多源多路径传输模型、逐跳的、Interest速率控制与多路径转发相结合的多路径传输控制机制、以及NDN网络传输协议性能评价方法等方面对NDN网络的传输控制机制进行深入研究。通过本项目的研究，将进一步完善命名数据网络传输控制的理论基础，推动以信息为中心的未来网络体系结构及其关键技术的发展。

命名数据网络（NDN）是区别于传统TCP/IP网络的新型网络体系架构，它以命名的内容为中心，依据名字实现内容的存储和转发。多源多路径是NDN网络内容传输的基本特性，它为传输控制机制的研究带来挑战。本项目从命名数据网络的多源多路径传输模型、传输控制机制、以及传输协议的性能评价等方面展开研究，代表性成果主要包括：1)提出了一种ICN网络内容传输性能的分析模型，研究了内容传输特性，分析了传输性能指标与有关影响因素之间的关系;2)提出了基于终端节点和中间节点网络性能指标测量方法，依据指标测量分析了多指标与网络状态之间的关系，实现了网络状态分类和通告方法;3)提出了基于包对测量的拥塞控制方法、基于中间节点多指标测量的拥塞控方法、基于多指标测量多路径转发策略以及动态多路径转发策略、基于全局优化的流量调度、收益感知的两轮协作缓存策略等一系列NDN网络拥塞控制机制和算法。通过本项目的研究，进一步完善了NDN网络传输控制的理论基础，推动了以信息为中心的未来网络体系结构及其关键技术的发展。