NDNLink 网络工作机制和优点

2020-05-07 16:33 栏目:经验之谈 来源: 查看()

网络链接是下一代互联网的通信基础设施,旨在取代现有的TCP/IP通信。NDN的工作模式不同于TCP/IP模式。TCP/IP基于点对点通信模式,即只关注管道而不关注内容。然而,NDN网络更注重传输信息本身。它是由消费者驱动的。

NDNLink 网络工作机制和优点

工作机制

NDN链路中的通信由接收器(即数据消费者)驱动。为了接收数据,消费者发送一个兴趣消息,该消息带有一个名称,并通过名称识别所需的数据(见1的左侧)。例如,消费者可以请求/parc/parc/videos/widgetata . mpg路由器记住请求到达的接口,然后通过在转发信息表(FIB)中查找名称来转发感兴趣的消息,转发信息表是通过基于名称的路由协议传播的。一旦兴趣到达具有所请求的数据的节点,它就发回一个数据消息,该消息携带数据的名称和内容以及生产者密钥的签名。该数据消息通过感兴趣的消息生成的反向路径到达消费者。注意,兴趣和数据消息都不携带任何主机或接口地址(例如,IP地址);根据兴趣消息中携带的名称,将兴趣消息路由到数据生产者,并根据兴趣在每个路由跳建立的状态信息返回数据消息。

NDN链路路由器保持兴趣和数据一段时间。当从下游接收到相同数据的多个兴趣消息时,只有第一个兴趣消息被发送到朝向数据源的上游。然后,路由器将兴趣存储在未决兴趣表(PIT)中,其中每个条目包含兴趣的名称和从中接收匹配兴趣的接口集。当数据消息到达时,路由器查找匹配的PIT表条目,并将数据转发到PIT表条目中列出的所有接口。之后,路由器清除相应的PIT表条目,并将数据缓存在内容存储中,内容存储基本上是受缓存替换策略限制的路由器缓冲存储器。数据采用与请求数据的兴趣消息相同的路径,但方向相反。数据满足每一跳的兴趣,以实现逐跳流量平衡。

优势:

1高数据和网络安全性-安全性

通过检查IP数据包的报头或有效负载,可以推断出数据包的内容,并通过检查目的地址来确定谁(从哪里)请求数据。NDN链接对数据的清晰命名无疑使网络更容易监控所请求的数据类型。然而,NDN链接通过签名来加密关于数据请求者的信息。除非点对点链路直接连接到发出请求的主机,否则路由器将只知道请求了一些数据,但不知道是谁发起了请求。

2.资源中心——移动性的位置无关传输机制

名称用于识别数据包。NDN链接不再包含位置信息,如明确的主机或接口地址。其通信由数据请求驱动,主要是拉数据模式。一旦兴趣到达请求数据的节点,它将返回一个数据包。请求包和数据包都不携带任何主机或接口位置信息(例如,IP地址)。请求数据包仅根据其携带的内容进行路由,而数据包则沿着感兴趣的原始路由返回。

3.反馈流量平衡机制,用于回溯——流量,负载平衡;网络传播

在NDN链路中,只有兴趣分组路由器转发它。任何接收到兴趣包的路由节点,如果有满足兴趣包的数据,都会回复一个数据包,数据包会按照“原始路由”沿着每个节点PIT中记录的接口信息返回:它不会转发该路由,而只是沿着兴趣包传输的反向路径返回。

IP路由使用单个最佳路径来防止环路,并且不会形成网络环路。然而,NDN的兴趣包不形成循环,其关键设计是兴趣包中的随机数字段,它是一个随机数。根据它,重复的兴趣包可以很容易地被及时地判断和丢弃,而数据包沿着兴趣包的相反传输路径返回,而不形成环路,从而解决了多播问题。

4.基于名称的路由具有更好的可扩展性

NDN链路解决了TCP/IP网络中IP地址耗尽、内网渗透、移动性和可扩展地址管理等问题,打破了传统的C/S结构,解决了TCP/IP网络中流行服务器负载过重的问题。

5.基于逐跳分组转发减少冗余传输——

当请求数据时,请求者发出一个兴趣包(包括标识目标数据的数据名称)。请求包可以在没有连接的任何中间节点上转发。互联网数据包可以通过每一跳从不同的数据源(包括缓存)获得匹配的数据包,并且不需要通过路径到达数据源的末端。一旦数据包在返回路径上丢失,它只需要在数据包丢失的节点断点处恢复传输。这样,消除了对终端主机执行拥塞控制和传输确认的依赖。

6.传输层中的嵌入式高速缓存——降低了带宽压力

NDN链路路由器可以缓存内容,这种缓存直接建立在网络传输层,从而节省带宽并提高内容共享率。无论数据在被IP路由器转发后是否不能被重用,NDN路由器都可以重用数据,因为它们的名称没有改变,并且不包含与代表性位置相关的IP地址信息。可以在传输路径中间的任何节点缓存、复制或移动数据,尽可能长时间地保存接收到的数据,并缓存数据本身以满足未来的潜在请求。

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