伴随着互联网用户和数据的爆炸性增长,以内容为中心的数据交换逐渐主导了互联网应用的发展。TCP/IP结构已经暴露了节点拥塞、数据冗余、路由策略受制于物理连接、数据安全性差等缺陷。而CCN代表了新一代互联网体系结构的一种革命性创新,得到了国际顶尖学者的关注。目前相关研究大多关注其协议完善,罕见真实的成规模验证。在本项目中我们先实现一个基于CCN的P2P网络文件系统(CCN-Maze),原Maze的流行度将提供一定用户规模;同时在真实的应用环境中对比资源下载失效率、速率、镜像分布等指标,比较CCN和TCP/IP在构架和性能上的优缺点;此外,着重研究P2P环境下改进CCN的路由缓存策略这一关键点,以P2P用户网络的全局数据请求失效率为衡量指标评测相关缓存策略的优劣,增加考虑数据热度的不均匀性,提出改进方案。本项目立足实践,搭建可持续研究的新平台,致力于具有战略性研究意义的新一代互联网构架体系研究。
Content-Centric Networking;Named Data Networksing;CCN DHT Algorithm;CCN Networking Code;CCN Access Control
本项目立足实践,从新网络部署和性能验证两个目标出发,研究重点集中在基于CCN项目的新应用研发、TCP/IP与CCN两种网络的性能对比以及CCN网络的部署三个方面。除了根据调研结果对CCN缓存策略研究进行了部分调整外,项目基本按照申请书所列研究内容展开并进行了较大的拓展研究,实际研究投入比预期大有增加,实际产出的成果数量和质量比原计划也有较大的提高。 围绕申请书所述研究内容,本项目研究成果已发表多篇学术论文,具体内容包括提出和实现了基于CCN的架构优化的CCN-Maze文件分发系统和基于CCN的流媒体播放系统CCN-Hippo,首次将TCP/IP网络下的大型P2P应用移植到了CCN网络,同时为了提高CCN-Maze系统的效率,首次将DHT算法应用在了CCN网络,并进行了优化和部署;为了对比和验证CCN网络相比TCP/IP网络在数据安全方面的优势,项目设计和实现了CCN架构下的证书管理系统和基于加密的访问控制机制;为了分析和验证CCN网络在内容分发效率方面的优势,项目还提出和实现了一种融合网络编码的冗余控制机制以优化原始CCN网络的性能;为了能更好地利用TCP/IP架构下的遗留应用和尽快地在CCN网络部署更的应用程序,项目还首次提出了一套实现TCP/IP与CCN之间的协议转换方法。此外,项目还对国内外CCN网络的内置缓存策略进行了广泛的调研。 研究结果表明,CCN网络在数据安全和内容分发效率等方面相比TCP./IP网络具有较大的优势,且CCN网络去中心化的特点简化了大型网络应用的系统架构,但由于现有网络设备和实验环境的限制,目前基于CCN网络的大规模实验和部署任存在困难,未来需要在CCN模拟仿真和CCN网络部署等方面进行进一步探索和研究。 本项目共投入20多名研究人员,共举办学术会议7次,出国参加国际学术会议6次,与美国亚利桑那大学、华为北美研究院等有关研究学者进行了广泛的国际合作,在GLOBECOM等国际高水平会议上共同发表多篇学术论文,项目研究成果包括已撰写中文CCN教材1部(2015年上半年出版),累计发表相关论文15篇,申请中国发明专利6项,软件著作权4项,共计培养硕士研究生24名。