基于命名数据网络的车载自组织网络数据分发机制

车载自组织网络(VANET)是一个高度动态的通信网络,设计稳定的数据分发机制是一个很大的挑战。将关注数据内容的命名数据网络(NDN)应用于车载自组织网络中,能有效缓解网络拓扑频繁变化所带来的问题。首先,优化命名数据网络的消息类型和数据结构;然后,结合车载自组织网络的特性,提出根据路段建立路由的方式,减少数据分发的开销。仿真实验结果表明,所提出的基于命名数据网络的车载自组织网络数据分发机制与应用于车载自组织网络数据分发的传统命名数据网络算法对比,数据转发平均命中率(AHR)提高大约53个百分点,平均转发次数减少大约0.4。因此提出的基于命名数据网络的车联网数据分发机制,采用新的路由方式,能够提高数据分发效率。

命名数据移动自组织网络节能转发策略

设计了命名数据移动自组织网络的全新转发策略(LAFS).LAFS控制低能量节点对请求数据包的响应,实现了在不增加网络负载的前提下延长整网生命周期、降低网络时延的效果.通过将LAFS与命名数据网络中已有的两个转发策略在生命周期、跳数和时延三个方面进行分析与比较,证实了LAFS转发策略更高效节能.

基于Yaksha密钥托管机制的命名数据网络内容发布/订阅系统

命名数据网络(NDN)允许内容生成者的数据缓存于网络任何位置,这种数据和数据源分离的网内缓存机制导致的结果是以主机为中心的端到端认证数据传输不能用于命名数据网络。目前提出的NDN内容传输机制要求依赖内容分发网络(CDN)或要求数据源始终在线,然而这些要求不适合移动自组织网络环境。针对这一问题,首先基于El Gamal公钥密码体制设计了一种新的Yaksha系统,然后,基于新的Yaksha系统提出了命名数据移动自组织网络内容发布/订阅系统EY-CPS。EY-CPS系统中,Yaksha服务器分配和管理网络上传输内容的加/解密密钥,在不存在CDN或数据源离线的情况下,内容消费者也能访问网络上缓存的内容;另外,通过仅给合法用户发放内容发布/订阅"许可",保证仅合法用户向网络发布内容或访问网络上缓存的内容;最后,在安全系统逻辑LS2中建模并分析了EY-CPS系统的安全性,并对相关方案作了分析比较。

官渡:一种用于命名数据MANET网络的缓存策略

针对在命名数据自组织移动网络(named data mobile ad hoc network,NDM)中,原命名数据网络(named data networking,NDN)默认的沿路径全缓存策略会占用网络节点上大量缓存空间,因而不适用于NDM中存储空间有限的移动节点问题,设计了一种适用于NDM的缓存算法,取名官渡策略,意在将最有用的内容布置在最合适的节点上响应尽可能多的兴趣包.该算法基于间隔缓存等思路,综合考虑了节点间距离、节点缓存储空间和网络缓存分布等影响因素,并尽可能地简化以便使其具有可用性.实验结果表明:官渡策略可以有效地减少缓存空间,并维持较高的应答率,代价是增加少量的网络流量和承担一部分的网络延迟.官渡缓存策略相对简单,实现开销小,因此,更适合于节点存储空间小、计算能力有限的NDM网络.

命名数据网络体系架构的应用与发展

命名数据网络(Named Data Networking,NDN)是一种以信息为中心的新型网络架构,因采用了独特的内容命名法、缓存机制和智能转发策略而受到广泛关注。首先介绍了NDN的基本原理、关键技术以及研究现状,并与TCP/IP架构对比分析了其性能优势;然后总结了NDN在车载自组织网(Vehicular Ad Hoc Network,VANET)、远程视频会议系统、大数据处理分析中的典型应用及研究现状;最后围绕实际应用指出了该技术的不足,并分析预测了其未来应用趋势。NDN对于解决互联网设计中日益凸显的安全性、移动性、可扩展性等方面的问题具有显著优势。

面向车载自组织网络路由的轨迹预测算法

在车载自组织网络(vehicular ad hoc network,VANET)(也称车联网)中,基于地理位置的路由协议能够较好地适应网络拓扑的动态性变化和链路质量的不稳定性.由于位置信息需要在邻居节点间采用信标分组进行交互,信标分组间隔内的转发决策可能因车辆节点位置的移动而不准确,需要进行位置预测来修正车辆节点的位置.已有的位置预测算法存在普适性差或预测误差大的问题.针对上述问题,提出了一种新的预测算法,首次通过测量得到车辆加速度服从正态分布的结论,利用线性回归进行预测,并采用反馈机制进行结果修正.利用真实车辆轨迹进行测试,新的预测算法的预测精度大为提高.然后,提出了一种新的基于位置的即时路由协议.在该协议中,发送节点利用邻居节点位置和目的节点位置计算出转发下一跳.将新的位置预测算法加入到即时路由协议中,实时预测和更新车辆的位置.利用SUMO软件生成了基于真实地图道路轨迹的车辆运动模型,结合NS3网络仿真平台进行了仿真实验.实验结果表明:采用新的预测算法后,相比传统的GPSR协议和不带预测的即时路由协议,新方法的收包率提高、延迟下降,并且协议开销显著降低.

面向无人机无人船自组网的NDN智能数据转发策略

无人机和无人船组成的移动自组织网络存在通信环境恶劣和网络拓扑结构变化频繁等挑战,导致网络性能变差。针对这一问题,建立以数据为中心的命名数据网络(Named Data Networking, NDN)网络架构,在此基础上提出基于深度强化学习的智能数据转发策略。利用深度强化学习实时感知网络动态变化,优化数据转发策略,设计优先采样和双重Q网络算法,加快深度强化学习收敛速度。实验结果表明,该策略可以有效降低时延并提高兴趣包满足率。

基于RSU协作的V-NDN数据转发方法研究

在基于命名数据网络(NDN)的车辆自组织网络(VANET)中,车辆的高移动性使得网络拓扑结构频繁变化,通信链接不稳定,最终导致数据包传输失败.针对此问题提出了一种基于路侧单元(RSU)协助的数据转发方法.该方法首先对RSUs进行区域划分,然后利用RSUs协助数据转发,有效地解决了转发过程中数据包丢失的问题.通过实验仿真与V-NDN和基于位置的数据转发路由方法进行对比,结果表明文中提出的数据转发策略有效地降低了数据传输时延,提高了数据包的成功交付率.

NDMANET中基于内容优先级的缓存策略研究

多数NDMANET缓存策略研究未考虑内容的优先级,从而降低了重要内容在节点移动环境下的可用性。针对该问题,提出一种基于内容优先级的缓存替换策略PFC。根据节点内容对可用性的不同需求划分内容优先级,将其作为缓存替换的参考因子进行缓存替换决策,以提高重要内容的命中率和可用性。在ndnSIM仿真平台上的测试结果表明,相比LRU和FIFO策略,PFC策略在不影响全局命中率和响应时延的情况下,可以明显提高重要内容的缓存占比与可用性。

RSU辅助的V-NDN数据转发机制

V-NDN(vehicular named data networking)是一种使用命名数据网络架构的车辆自组织网络(vehicular Ad-hoc network,VANET),主要用来连接移动车辆之间的通信。提高网络中兴趣包的命中率是研究领域急待解决的难题。文章研究了城市道路环境下V-NDN的数据转发策略,考虑到城市道路环境下路侧单元(road side unit,RSU)被均匀广泛部署的特点,提出了一种基于RSU辅助的V-NDN数据转发策略(RSU aided V-NDN)。通过实验仿真与传统的V-NDN和基于蜂窝网络辅助的V-NDN进行对比,结果表明该文提出的数据转发策略有效地提高了网络的服务质量(quality of service,QoS)。

基于多准则决策的VNDN兴趣包转发方法

车辆命名数据网络(VNDN)是将命名数据网络(NDN)与车辆自组织网络(VANETs)有机结合起来的一种新型网络架构,其信息共享方式由传统网络的地址转变为内容.当前的VNDN网络中,车辆查找内容主要通过泛洪兴趣包的方式,会消耗较多的网络资源,造成大量延迟.针对此问题,提出了一种基于多准则决策的兴趣包转发方法,该方法借鉴TOPSIS理论优势,选择特定车辆转发兴趣包,从而有效利用了网络资源.实验结果表明:所提方法在车辆获取特定信息时,在网络时延以及丢包率方面均体现出一定优势.

面向VANET的NDN研究综述

车载自组织网络(VANET,Vehicular Ad-hoc Network)具有网络拓扑变化大,通信链路生存周期短的特点,传统的基于IP的点到点通信不适合这个场景,将命名数据网络(NDN,Named Data Networking)应用于VANET场景是目前研究的一个热点。本文分析了现有将NDN应用于VANET场景中的研究现状和存在问题。

V-NDN中PBDA攻击的检测与缓解方法的研究

命名数据网络是下一代重要的网络体系结构之一。然而,命名数据网络和车辆自组织网络结合时会产生一种新的攻击模式——兴趣包涟漪式广播扩散攻击。针对兴趣包涟漪式广播扩散攻击,提出基于节点间协作的缓解策略,节点通过直接和间接交换PIT表信息得到邻居节点的PIT表,并将邻居节点不同时刻PIT表项与自身PIT对应表项进行比较来丢弃恶意兴趣包,从而保证正常的网络服务。实验结果表明该检测和缓解方法能够提高兴趣包满足率。

V-NDN中热点内容推送策略研究

在V-NDN(vehicular named data networking)中,因为车辆的移动性而导致未响应兴趣包的概率大大增加。目前的解决方法是车辆节点缓存所有收听到的数据包,但这种方法会使节点中缓存大量重复的数据包副本,增加缓存的开销。为了解决此问题,提出了一种适用于城市道路的热点内容推送算法。首先,提出了一种热点内容挖掘算法,将V-NDN中可能的热点内容从大量的数据中挖掘出来;然后,通过热点内容推送算法将热点内容推送给其他可能访问这些内容的节点,以此提高网络性能;最后,从理论上分析了热点内容挖掘时需要考虑的影响因素。仿真结果表明,与贪婪转发策略相比,添加了热点内容推送算法会使请求满足率提高4.6%到14.1%,缓存命中率增加了16.6%到33.0%。

基于内容及留存时间的VANETs转发策略

随着车载通信需求的增加,车载自组织网络将成为现代智能交通系统的一个重要组成部分。基于命名数据网络,对车载自组织网络中请求的转发策略进行了研究,提出了一种基于内容关系度及留存时间的转发策略。车辆动态地更新自身的内容记录表,及时去除移出通信范围的车辆,保证内容关系度的准确性,请求车辆根据位置、速度等信息计算邻居车辆的留存时间,由内容关系度与留存时间综合决定选择请求的转发节点,提高请求成功率和通信的稳定性。同时,为了进一步提高请求的成功率,在提出的转发策略中引入了内容缓存机制,车辆根据关系程度阈值判断是否需要缓存收到的内容。仿真结果表明,提出的转发策略能有效地提高网络中车辆请求的成功率,同时降低了成功请求的路径长度,减少了请求时延。