内容中心网络核心技术

本书在介绍内容中心网络组织机理概念和背景的基础上，对内容中心网络的内容命名技术、缓存技术、路由与转发技术、移动性技术、安全分析、软件定义技术、参数化自适应内容管线结构及仿真平台进行了全面系统的介绍。本书取材新颖、内容翔实、实用性强，反映了靠前外内容中心网络架构及其核心技术研究的现状与未来，既适合从事新型网络体系结构研究的工程技术人员阅读，也可作为大专院校通信、计算机等专业和相关专业培训班的教学参考书。

张震，博士学历，硕士生导师，主要研究方向：新型网络体系结构和网络空间安全，主持国家自然科学基金、国家重点研发计划等多项，获省部级科技进步奖2项，发表论文30余篇，撰写专著1部。

第1章 内容中心网络体系结构概述 1
1.1 现有网络体系结构现状 1
1.2 内容中心网络体系演进 4
1.2.1 DONA体系结构 4
1.2.2 PSIRP体系结构 5
1.2.3 4WARD体系结构 7
1.3 内容中心网络体系结构 8
1.3.1 基本架构 8
1.3.2 核心特征 10
1.4 内容中心网络研究进展 12
1.5 内容中心网络发展前景 14
1.5.1 与现有网络兼容 14
1.5.2 当前硬件处理速度和空间约束 14
1.5.3 构建基于内容寻址的服务承载网 15
本章参考文献 15
第2章 内容命名技术 18
2.1 层次命名 19
2.1.1 TRIAD 19
2.1.2 NDN 20
2.2 扁平命名 22
2.2.1 DONA 22
2.2.2 NetInf 24
2.2.3 PSIRP 26
2.3 属性命名 26
2.4 比较分析 28
2.5 小结 29
本章参考文献 29
第3章 CCN缓存技术 31
3.1 网络缓存技术的演进 31
3.2 CCN网内缓存的四大特征 32
3.2.1 缓存泛在化 32
3.2.2 缓存透明化 32
3.2.3 缓存细粒度化 33
3.2.4 缓存处理线速化 33
3.3 CCN缓存技术面临的问题 34
3.3.1 节点缓存空间的分配问题 34
3.3.2 请求内容的缓存决策问题 35
3.3.3 节点暂态缓存的利用问题 36
3.3.4 差异化缓存与内容分发问题 38
3.3.5 泛在缓存带来的隐私泄露问题 39
3.4 CCN缓存核心机制 40
3.4.1 缓存系统性能优化方法 41
3.4.2 缓存系统建模与分析 41
3.5 缓存系统性能优化技术 42
3.5.1 缓存资源分配与共享 42
3.5.2 缓存替换算法 43
3.5.3 缓存决策策略 44
3.5.4 缓存方式 47
3.6 缓存系统建模与分析 47
3.6.1 缓存网络拓扑结构 48
3.6.2 请求达到速率 48
3.6.3 缓存系统状态分析 49
3.7 未来探索方向 50
3.7.1 面向移动的内容缓存 50
3.7.2 面向网络编码的内容缓存 52
本章参考文献 53
第4章 CCN路由与转发技术 59
4.1 内容路由基本原理 59
4.1.1 内部网关路由 59
4.1.2 外部网关路由 61
4.2 内容转发基本原理 63
4.3 路由转发面临的问题 63
4.3.1 路由表项规模膨胀 63
4.3.2 路由查找复杂度增高 64
4.3.3 路由转发方式具有盲目性 66
4.4 面向内容前缀的路由 67
4.4.1 命名数据链路状态路由 67
4.4.2 域内分层路由 75
4.4.3 面向控制器的路由 79
4.5 面向缓存优化的路由 83
4.5.1 内容缓存势能路由 83
4.5.2 内容缓存便捷路由 85
4.5.3 内容缓存循迹路由 90
4.6 面向服务质量的路由 92
4.6.1 服务质量路由建模 92
4.6.2 SoCCeR蚁群路由策略 93
4.6.3 RED-ACO蚁群路由策略 94
4.7 转发信息表聚合机制 96
4.7.1 可选下一跳聚合 96
4.7.2 具体聚合算法 97
4.8 小结 98
本章参考文献 99
第5章 CCN移动性技术 101
5.1 CCN移动性问题概述 101
5.1.1 现有网络体系的移动性技术 101
5.1.2 CCN支持移动性的潜在优势 102
5.1.3 CCN在支持移动性方面存在的挑战 103
5.1.4 CCN移动主体划分 105
5.2 请求者移动性支持技术 106
5.2.1 请求者移动性问题分析 106
5.2.2 基于缓存发现的请求者移动性解决方案 107
5.2.3 基于主动缓存的请求者移动性解决方案 110
5.3 数据源移动性支持技术 114
5.3.1 数据源移动性问题分析 114
5.3.2 基于位置管理和路由更新的数据源移动性解决方案 115
5.3.3 基于缓存的数据源移动性解决方案 118
5.4 以内容为中心的无线自组织网络 123
5.4.1 无线自组织网络简介 123
5.4.2 无线自组织网络中CCN的优势 124
5.4.3 未来发展方向 124
本章参考文献 125
第6章 CCN安全分析 127
6.1 CCN安全概述 127
6.1.1 基于内容的安全 127
6.1.2 CCN安全威胁 128
6.1.3 CCN安全需求 128
6.2 命名安全 129
6.3 路由与转发安全 130
6.4 缓存安全 132
6.4.1 缓存安全威胁分析 132
6.4.2 缓存攻击数学模型 134
6.5 小结 140
本章参考文献 140
第7章 软件定义CCN技术 142
7.1 软件定义网络 142
7.1.1 概述 142
7.1.2 SDN控制器 143
7.1.3 OpenFlow南向协议 144
7.1.4 展望 145
7.2 基于SDN的内容中心网络体系 147
7.2.1 软件定义的CCN架构概述 147
7.2.2 CONET 147
7.2.3 ContentFlow代理 148
7.2.4 I.C.N.P.的消息标识方案 149
7.2.5 Blackadder 150
7.2.6 C-Flow 151
7.2.7 SD-CCN 153
7.3 基于“SDN+NFV”模式的CCNaaS架构 154
7.3.1 网络功能虚拟化 154
7.3.2 CCNaaS部署架构 156
7.3.3 CCNaaS设计细节 157
7.3.4 CCNaaS系统 158
7.3.5 原型实现 159
7.3.6 展望 159
7.4 小结 160
本章参考文献 160
第8章 参数化自适应内容管线结构 162
8.1 参数化自适应内容管线结构研究意义 162
8.1.1 研究背景 162
8.1.2 内容中心网络对参数化自适应内容管线结构的需求 163
8.2 内容管线结构详细介绍 164
8.2.1 内容特征解析 164
8.2.2 内容管线结构 165
8.2.3 管线对内容特征的自动匹配 167
8.3 内容管线研究算法 174
8.3.1 基于内容感知的QoS保证机理和模型 174
8.3.2 基于内容共性特征的跨层映射算法 177
8.4 小结 179
本章参考文献 180
第9章 CCN仿真平台 181
9.1 CCNx介绍 181
9.1.1 CCNx基本介绍 181
9.1.2 CCNx框架 185
9.1.3 CCNx组件 186
9.1.4 CCNx网络配置 189
9.1.5 CCNx网包处理 191
9.2 CCNx安装指导 193
9.2.1 CCNx代码安装 193
9.2.2 代码开发 197
9.2.3 CCNx库 198
9.3 ndnSIM介绍 199
9.3.1 相关工作 199
9.3.2 ndnSIM 2.0介绍 200
9.3.3 ndnSIM 2.0设计 200
9.4 ccnSim介绍 207
9.4.1 目录和流行度模型 207
9.4.2 报文和数据块 208
9.4.3 节点架构 208
9.5 Mi2ni-CCNx介绍 208
9.5.1 Mini-CCNx简介 208
9.5.2 Mini-CCNx的安装 209
9.5.3 Mini-CCNx的使用 209
9.5.4 图形用户界面 210
本章参考文献 211