命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中主動(dòng)探測(cè)的轉(zhuǎn)發(fā)策略研究

薛錦，張棟，唐濱

1.福州大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，福州 350108

2.哈爾濱工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，哈爾濱 150001

命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中主動(dòng)探測(cè)的轉(zhuǎn)發(fā)策略研究

薛錦1，張棟1，唐濱2

1.福州大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，福州 350108

2.哈爾濱工程大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，哈爾濱 150001

1 引言

互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已成為承載全球通信的重要基礎(chǔ)設(shè)施。以IP數(shù)據(jù)包交換為核心的網(wǎng)絡(luò)機(jī)制，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)便捷等特點(diǎn)，一直沿用至今。然而，隨著人們對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容本身的需求越來(lái)越強(qiáng)烈[1-2]，關(guān)注終端交互主體的TCP/IP架構(gòu)逐漸顯露出各種弊端[3]，如：安全性和移動(dòng)性差，在可靠性和靈活性等方面也有諸多不足[4]。為了解決現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)封閉僵化的弊端，以?xún)?nèi)容為中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)思想應(yīng)運(yùn)而生[5]。其中命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（Named Data Network，NDN）[6]便是內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)（Content-Centric Networking，CCN）[7]的一種具體實(shí)現(xiàn)，目前NDN已成為下一代互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的研究熱點(diǎn)。

轉(zhuǎn)發(fā)策略是NDN研究中的核心問(wèn)題。目前NDN中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)三種轉(zhuǎn)發(fā)策略，分別為洪泛轉(zhuǎn)發(fā)策略（Flooding）[8-10]、智能洪泛轉(zhuǎn)發(fā)策略（SmartFlooding）[8]和最優(yōu)轉(zhuǎn)發(fā)策略（BestRoute）[8，10]。NDN節(jié)點(diǎn)的工作狀態(tài)分為三種：正常，未知與故障。在轉(zhuǎn)發(fā)策略中動(dòng)態(tài)掌握節(jié)點(diǎn)接口（Face）的工作狀態(tài)有助于選擇最佳的轉(zhuǎn)發(fā)接口，從而提高內(nèi)容傳輸效率。針對(duì)這一特點(diǎn)，本文提出DFFL（Detect First Forward Later）策略，該策略適用于內(nèi)容請(qǐng)求密集的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，通過(guò)發(fā)送探測(cè)報(bào)文掌握相應(yīng)節(jié)點(diǎn)接口的工作狀態(tài)，提高轉(zhuǎn)發(fā)效率。

2 NDN及其轉(zhuǎn)發(fā)策略

2.1 NDN簡(jiǎn)介

作為以?xún)?nèi)容為中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，NDN不再拘泥于內(nèi)容存儲(chǔ)位置，而關(guān)心內(nèi)容本身[11]。如圖1所示，NDN將以IP為窄腰的沙漏模型變成以?xún)?nèi)容為窄腰的新沙漏模型，報(bào)文不再以IP作為標(biāo)識(shí)，而是以?xún)?nèi)容名字作為標(biāo)識(shí)。NDN將數(shù)據(jù)報(bào)文分為兩類(lèi)，一種是興趣包（Interest Packet），另一種是數(shù)據(jù)包（Data Packet）。每個(gè)包都含有一個(gè)內(nèi)容名字來(lái)標(biāo)識(shí)用戶(hù)想要獲取的內(nèi)容或該數(shù)據(jù)包負(fù)載的數(shù)據(jù)。路由節(jié)點(diǎn)通過(guò)發(fā)送包含內(nèi)容名字的興趣包來(lái)請(qǐng)求具體內(nèi)容，若中間路由節(jié)點(diǎn)包含該內(nèi)容則發(fā)送包含內(nèi)容名字的Data包[12]。

圖1 NDN與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的比較

每一個(gè)內(nèi)容在NDN中都存在唯一命名，命名采用分層次的命名機(jī)制[13]。例如，由站點(diǎn)test.com獲取電影BigBang可以命名為“test.com/video/BigBang.mpg”，其中“test.com/video”可以作為內(nèi)容前綴在轉(zhuǎn)發(fā)或查找時(shí)使用，從而取代傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)IP定位的功能。

NDN中提出三種重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用來(lái)實(shí)現(xiàn)路由轉(zhuǎn)發(fā)策略[14]，這三者分別為待處理請(qǐng)求表（Pending Interest Table，PIT），轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(kù)（Forwarding Information Base，F(xiàn)IB）和內(nèi)容存儲(chǔ)庫(kù)（Content Store，CS）。其中，PIT記錄未響應(yīng)興趣包的內(nèi)容名及其到達(dá)接口。FIB記錄當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到達(dá)內(nèi)容提供節(jié)點(diǎn)的下一跳接口。CS保存路由節(jié)點(diǎn)的緩存內(nèi)容。

通信在NDN網(wǎng)絡(luò)中是由請(qǐng)求方（Consumer）驅(qū)動(dòng)的[15]。請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)想要獲取數(shù)據(jù)時(shí)，首先要發(fā)送興趣包，興趣包中含有內(nèi)容的名字。當(dāng)路由節(jié)點(diǎn)收到興趣包時(shí)，將進(jìn)行內(nèi)容名最大匹配查詢(xún)，再依據(jù)查詢(xún)結(jié)果進(jìn)行操作。查詢(xún)的優(yōu)先級(jí)順序依次為CS，PIT，F(xiàn)IB，如圖2所示。請(qǐng)求方發(fā)送興趣包到達(dá)下一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)首先檢查CS中內(nèi)容。若該節(jié)點(diǎn)CS中有符合請(qǐng)求的內(nèi)容則返回相應(yīng)的數(shù)據(jù)包并結(jié)束；若沒(méi)有則查找該請(qǐng)求信息是否在PIT中已經(jīng)有記載，若已經(jīng)有記載則不進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)并結(jié)束，若沒(méi)有記載則將該請(qǐng)求記錄加入PIT表中并且根據(jù)FIB表中的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

2.2 NDN的轉(zhuǎn)發(fā)策略

圖2 NDN中轉(zhuǎn)發(fā)模型

目前NDN主要有三種轉(zhuǎn)發(fā)策略，分別為洪泛轉(zhuǎn)發(fā)策略（Flooding）、智能洪泛轉(zhuǎn)發(fā)策略（SmartFlooding）和最優(yōu)轉(zhuǎn)發(fā)策略（BestRoute）。NDN節(jié)點(diǎn)接口（Face）的狀態(tài)分為正常、未知、故障三種，ndnSIM采用GREEN、YELLOW、RED來(lái)標(biāo)示三者。節(jié)點(diǎn)間是通過(guò)Face進(jìn)行通信的。接口狀態(tài)初始為YELLOW且動(dòng)態(tài)更新，例如，一個(gè)GREEN接口在長(zhǎng)時(shí)間不使用的情況下會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閅ELLOW狀態(tài)，而一個(gè)YELLOW接口如果經(jīng)過(guò)探測(cè)顯示可以正常工作，則將狀態(tài)更新為GREEN。不同轉(zhuǎn)發(fā)策略的實(shí)現(xiàn)與接口狀態(tài)有關(guān)。

Flooding策略中，路由節(jié)點(diǎn)將興趣包轉(zhuǎn)發(fā)給所有在FIB表中名字前綴匹配成功且狀態(tài)不為RED的接口。使用該策略雖然可以獲得較小的平均時(shí)延，但由于發(fā)送大量興趣包而增加了網(wǎng)絡(luò)流量，在訪問(wèn)量大、帶寬有限的情況下容易造成擁塞現(xiàn)象。

BestRoute策略通過(guò)路由節(jié)點(diǎn)將興趣包轉(zhuǎn)發(fā)給FIB表中名字前綴匹配并且排序最前的（Highest-Rank）GREEN接口或者排序最前的YELLOW接口，忽略所有的RED接口。其中排序規(guī)則是以路由代價(jià)為指標(biāo)，從小到大排序。使用BestRoute策略由于發(fā)送的興趣包較少，能因此有效避免網(wǎng)絡(luò)中冗余流量的產(chǎn)生，但由于節(jié)點(diǎn)狀態(tài)更新滯后，重傳次數(shù)明顯增加。

在SmartFlooding策略中，路由節(jié)點(diǎn)優(yōu)先考慮將興趣包轉(zhuǎn)發(fā)給排序最前的GREEN接口，若不存在GREEN接口則將興趣包洪泛轉(zhuǎn)發(fā)給所有的YELLOW接口。忽略所有RED接口。SmarFlooding的性能介于BestRoute與Flooding之間。

由于網(wǎng)絡(luò)帶寬資源有限而內(nèi)容傳輸數(shù)據(jù)量龐大的實(shí)際運(yùn)行狀況，BestRoute雖降低網(wǎng)絡(luò)冗余流量，只向排序最前的GREEN或YELLOW接口發(fā)送請(qǐng)求，其結(jié)果相對(duì)Flooding策略，有較高時(shí)延和較多的請(qǐng)求重傳次數(shù)。針對(duì)上述不足，本文在主動(dòng)偵測(cè)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種先探測(cè)后轉(zhuǎn)發(fā)的NDN轉(zhuǎn)發(fā)策略DFFL。

3 DFFL轉(zhuǎn)發(fā)策略

網(wǎng)絡(luò)狀況動(dòng)態(tài)變化，節(jié)點(diǎn)接口狀態(tài)亦不穩(wěn)定，或消亡或激活，狀態(tài)標(biāo)記無(wú)法同步更新，而現(xiàn)有轉(zhuǎn)發(fā)策略都存在狀態(tài)標(biāo)記滯后的問(wèn)題，導(dǎo)致轉(zhuǎn)發(fā)策略難以選擇最優(yōu)接口。因此，需要設(shè)計(jì)一種先探測(cè)后轉(zhuǎn)發(fā)，兼顧冗余流量少和最佳狀態(tài)優(yōu)先的轉(zhuǎn)發(fā)策略。DFFL的設(shè)計(jì)從兩個(gè)方面考慮：

（1）避免興趣包洪泛發(fā)送造成冗余流量

Flooding將請(qǐng)求報(bào)文洪泛發(fā)送，造成網(wǎng)絡(luò)流量冗余。DFFL在興趣包的轉(zhuǎn)發(fā)上借鑒BestRoute思想，選擇最優(yōu)接口轉(zhuǎn)發(fā)。

（2）提高內(nèi)容查找效率，降低興趣包重傳次數(shù)

BestRoute選擇排序最先的非故障接口進(jìn)行興趣包的轉(zhuǎn)發(fā)，考慮接口狀態(tài)實(shí)時(shí)變化，BestRoute所選擇的接口有可能已調(diào)整或中斷，因此與Flooding相比會(huì)造成較高的興趣包重傳次數(shù)。DFFL通過(guò)改進(jìn)接口反饋機(jī)制以解決該問(wèn)題。

在NDN中，內(nèi)容節(jié)點(diǎn)在各個(gè)節(jié)點(diǎn)的FIB中進(jìn)行注冊(cè)。注冊(cè)信息包括內(nèi)容名字以及到達(dá)內(nèi)容節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的下一跳接口。由于記錄在FIB表中的接口狀態(tài)默認(rèn)初始化為YELLOW，從而導(dǎo)致BestRoute以及SmartFlooding在尋找排序最靠前的GREEN或YELLOW接口時(shí)難以找到實(shí)際真正最優(yōu)接口。

使用DFFL轉(zhuǎn)發(fā)策略，將一個(gè)接口的狀態(tài)初始化為YELLOW前會(huì)進(jìn)行探測(cè)報(bào)文的發(fā)送，從而獲取該接口的實(shí)際狀態(tài)。

DFFL的算法描述如下所示：

DFFL策略的工作流程可分為三個(gè)階段：

（1）內(nèi)容節(jié)點(diǎn)進(jìn)行FIB表注冊(cè)

在NDN中，中間路由節(jié)點(diǎn)在轉(zhuǎn)發(fā)內(nèi)容時(shí)也會(huì)將內(nèi)容復(fù)制一份保存在自身的內(nèi)容存儲(chǔ)庫(kù)（Content Store，CS）中，因此中間路由節(jié)點(diǎn)也可以作為內(nèi)容提供節(jié)點(diǎn)。每一個(gè)內(nèi)容節(jié)點(diǎn)都要向網(wǎng)絡(luò)中其余節(jié)點(diǎn)的FIB表進(jìn)行注冊(cè)工作，注冊(cè)信息包括內(nèi)容的名字以及到達(dá)內(nèi)容節(jié)點(diǎn)的下一跳接口。FIB表結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 FIB結(jié)構(gòu)圖

（2）探測(cè)階段

在DFFL策略中，將記錄在FIB表中的接口狀態(tài)初始化為YELLOW前必須發(fā)送探測(cè)報(bào)文。若收到正確的響應(yīng)報(bào)文，則將接口狀態(tài)設(shè)為GREEN；若收到錯(cuò)誤的響應(yīng)報(bào)文，則將接口狀態(tài)設(shè)為RED；若探測(cè)報(bào)文失去響應(yīng)則將接口狀態(tài)設(shè)為YELLOW。

（3）選擇最優(yōu)轉(zhuǎn)發(fā)接口

路由節(jié)點(diǎn)在將興趣包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，根據(jù)最小路由代價(jià)選擇排序最前的GREEN接口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，若不存在GREEN接口則轉(zhuǎn)發(fā)排序最前的YELLOW接口。

4 實(shí)驗(yàn)及分析

4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)定

實(shí)驗(yàn)在仿真環(huán)境利用ndnSIM進(jìn)行模擬。ndnSIM是開(kāi)源的網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)，能對(duì)NDN架構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行仿真分析。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用GEANT（http：//www.geant.net/）網(wǎng)絡(luò)，如圖4所示。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有22個(gè)節(jié)點(diǎn)，36條鏈路，鏈路間的帶寬設(shè)為1 MB。為了增加網(wǎng)絡(luò)鏈路通信壓力，以體現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)策略的優(yōu)劣，實(shí)驗(yàn)設(shè)置13個(gè)消費(fèi)者節(jié)點(diǎn)，2個(gè)生產(chǎn)者節(jié)點(diǎn)，其中生產(chǎn)者節(jié)點(diǎn)的前綴設(shè)為相同，消費(fèi)者節(jié)點(diǎn)每秒發(fā)送100個(gè)請(qǐng)求，模擬時(shí)間長(zhǎng)短作為實(shí)驗(yàn)變量。

圖4 GEANT Topology

4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)1平均時(shí)延比較

網(wǎng)絡(luò)時(shí)延是評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)性能的重要指標(biāo)，一個(gè)請(qǐng)求的時(shí)延定義為該請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)收到正確相應(yīng)數(shù)據(jù)包的時(shí)間與其第一次發(fā)出該請(qǐng)求的時(shí)間差。網(wǎng)絡(luò)平均時(shí)延的計(jì)算如式（1）所示：其中，式（1）中N的定義與計(jì)算如式（2），代表不同節(jié)點(diǎn)中不同請(qǐng)求數(shù)的總和。式（1）中Delay_Interesti代表第i個(gè)請(qǐng)求的時(shí)延。式（2）中Different_Requesti代表第i個(gè)節(jié)點(diǎn)中不同請(qǐng)求的總和，NodeNum代表實(shí)驗(yàn)中的總節(jié)點(diǎn)數(shù)。

圖5給出了平均時(shí)延的比較結(jié)果。仍然以2 s為采樣時(shí)間間隔。各轉(zhuǎn)發(fā)策略的時(shí)延都隨著模擬時(shí)間的增加而增加，且變化趨勢(shì)較為平穩(wěn)。BestRoute的平均時(shí)延是四者中最高的。DFFL的平均時(shí)延最低，可以有效提高網(wǎng)絡(luò)性能，提供更良好的用戶(hù)體驗(yàn)。

圖5 平均時(shí)延

實(shí)驗(yàn)2平均跳數(shù)比較

跳數(shù)指的是網(wǎng)絡(luò)中興趣包以及數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中所經(jīng)過(guò)的跳數(shù)之和。平均跳數(shù)（AveHop）的計(jì)算如式（3）所示：

其中，HopIi代表第i個(gè)請(qǐng)求所經(jīng)過(guò)的跳數(shù)，HopDj代表第j個(gè)數(shù)據(jù)包所經(jīng)過(guò)的跳數(shù)；n代表興趣包的總數(shù)；k代表數(shù)據(jù)包的總數(shù)。

圖6給出了各轉(zhuǎn)發(fā)策略在不同模擬時(shí)間下平均跳數(shù)的高低。可以看出Flooding策略的平均跳數(shù)最高，容易造成網(wǎng)絡(luò)擁塞。DFFL策略的平均跳數(shù)是四者中最低的，可以有效降低帶寬的占用率。

圖6 平均跳數(shù)

實(shí)驗(yàn)3平均重傳次數(shù)比較

網(wǎng)絡(luò)中的興趣包有可能在路由轉(zhuǎn)發(fā)中丟失或者超時(shí)，需要進(jìn)行重傳。平均重傳次數(shù)的計(jì)算如式（4）所示：其中，RetReqi代表第i個(gè)請(qǐng)求重傳的次數(shù)；N代表不同節(jié)點(diǎn)中不同請(qǐng)求數(shù)的總和，如式（2）所示。

平均重傳次數(shù)比較的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖7。可以看出，F(xiàn)looding的重傳次數(shù)最低，BestRoute的重傳次數(shù)最高；DFFL的重傳數(shù)低于BestRoute，接近于SmartFlooding。由于Flooding策略是將興趣包轉(zhuǎn)發(fā)給所有接口，尋找到與興趣包匹配的數(shù)據(jù)的概率更高，因而可以有效降低重傳次數(shù)。與BestRoute相比，DFFL對(duì)所有進(jìn)入FIB表的接口進(jìn)行探測(cè)，所獲取的Highest-Rank GREEN或YELLOW接口更準(zhǔn)確，從而降低了重傳次數(shù)。

圖7 平均重傳次數(shù)

以上三個(gè)實(shí)驗(yàn)分別從時(shí)延，跳數(shù)和重傳次數(shù)三個(gè)方面對(duì)DFFL和已有的三種轉(zhuǎn)發(fā)策略進(jìn)行了分析比較。其中DFFL在時(shí)延以及跳數(shù)兩方面都表現(xiàn)最優(yōu)，在重傳次數(shù)方面也明顯低于BestRoute策略。三個(gè)指標(biāo)中，從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量角度出發(fā)，時(shí)延是關(guān)鍵因素，直接影響用戶(hù)體驗(yàn)；而跳數(shù)是影響網(wǎng)絡(luò)功耗、網(wǎng)絡(luò)效能的關(guān)鍵因素。DFFL在時(shí)延及跳數(shù)兩方面都表現(xiàn)出比已有三種轉(zhuǎn)發(fā)策略更優(yōu)的性能。為降低時(shí)延、減少跳數(shù)，會(huì)增加相應(yīng)的重傳次數(shù)。綜合權(quán)衡，DFFL性能是四種轉(zhuǎn)發(fā)策略中最優(yōu)的。

5 結(jié)束語(yǔ)

以命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)為代表的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)思想，已經(jīng)成為下一代互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的研究熱點(diǎn)。轉(zhuǎn)發(fā)策略是命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)研究工作中的核心問(wèn)題。本文通過(guò)比較命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中已有的三種轉(zhuǎn)發(fā)策略，分析其區(qū)別與不足，進(jìn)而提出一種全新的轉(zhuǎn)發(fā)策略DFFL。DFFL通過(guò)先探測(cè)后轉(zhuǎn)發(fā)的思想，有效掌握網(wǎng)絡(luò)中接口的實(shí)際狀態(tài)，從而改進(jìn)BestRoute在最優(yōu)GREEN或YELLOW接口的選擇策略上的不足。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DFFL與已有的三種轉(zhuǎn)發(fā)策略相比，具有減少時(shí)延，降低跳數(shù)的特點(diǎn)，并且在重傳次數(shù)方面也明顯低于BestRoute，實(shí)現(xiàn)了命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)策略性能的提升。

在下一步命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)研究中，將調(diào)整鏈路的擁塞程度，控制FIB表的更新程度以及興趣包的生命周期來(lái)克服DFFL重傳數(shù)比Flooding策略高的問(wèn)題，并且還需要在多種不同的環(huán)境下對(duì)DFFL的性能進(jìn)行分析，例如，采用不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、修改數(shù)據(jù)請(qǐng)求頻率和大小、控制節(jié)點(diǎn)緩存大小等等。另外，如何將命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)結(jié)合并且采用DFFL作為轉(zhuǎn)發(fā)策略也是今后的研究方向。

[1]Ahlgren B，Dannewitz C，Imbrenda C，et al.A survey of information-centric networking[J].Communications Magazine，IEEE，2012，50（7）：26-36.

[2]Trossen D，Sarela M，Sollins K.Arguments for an information-centric internetworking architecture[J].ACM SIGCOMM Computer Communication Review，2010，40（2）：26-33.

[3]林嘯.以?xún)?nèi)容為中心的新一代互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)研究[J].電信交換，2010（4）：7-16.

[4]任勇，徐蕾，葉王毅，等.未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)科技論文在線(xiàn)，2011，6（4）：247-255.

[5]謝高崗，張玉軍，李振宇，等.未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究綜述[J].計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2012，35（6）：1109-1119.

[6]Zhang L.Named Data Networking（NDN）project，PARC Technical Report NDN-0001[R].2010.

[7]Jacobson V，Smetters D K，Thornton J D，et al.Networking named content[C]//Proceedings of the 5th International Conference on Emerging Networking Experiments and Technologies，2009：1-12.

[8]Afanasyev A，Moiseenko I，Zhang L.ndnSIM：NDN simulator for NS-3[R].University of California，Los Angeles，2012.

[9]葉潤(rùn)生，徐明偉.命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的鄰居緩存路由策略[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)與探索，2012，6（7）：593-601.

[10]Tortelli M，Grieco L A，Boggia G.Performance assessment of routing strategies in Named Data Networking[C]// GTTI 2013 Session on Telecommunication Networks，2013.

[11]閔二龍，陳震，許宏峰，等.內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)CNN研究進(jìn)展探析[J].信息網(wǎng)絡(luò)安全，2012（2）：6-10.

[12]張行功，牛童，郭宗明.未來(lái)網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn)和應(yīng)用[J].電信科學(xué)，2013，29（8）：24-31.

[13]胡騫，武穆清，郭嵩.以?xún)?nèi)容為中心的未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)研究綜述[J].電信科學(xué)，2012，28（9）：74-80.

[14]楊柳，馬少武，王曉湘.以?xún)?nèi)容為中心的互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)研究[J].信息通信技術(shù)，2011，5（6）：66-70.

[15]李軍，陳震，石希.ICN體系結(jié)構(gòu)與技術(shù)研究[J].信息網(wǎng)絡(luò)安全，2012（4）：75-80.

XUE Jin1,ZHANG Dong1,TANG Bin2

1.School of Mathematics and Computer Science and Technology,Fuzhou University,Fuzhou 350108,China
2.College of Computer Science&Technology,Harbin Engineering University,Harbin 150001,China

Name Data Networking（NDN）is a data-centric network architecture.The existing three forwarding strategies have the problems like high-occupied bandwidth or high retransmission due to neglecting the status of node faces.This paper proposes a Detect First Forward Later（DFFL）strategy to efficiently use the status of node faces.The simulation results show that DFFL can lower the network delay,data hop count and data retransmission.The high efficiency when the DFFL is applied into NDN has been proved.

Named Data Networking（NDN）;Content-Centric Networking（CCN）;forwarding strategy;flooding

命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（Named Data Networking，NDN）是一種全新的以?xún)?nèi)容為中心的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)。轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制是NDN的核心問(wèn)題，現(xiàn)有的三種轉(zhuǎn)發(fā)策略被動(dòng)響應(yīng)節(jié)點(diǎn)接口的工作狀態(tài)，存在占用帶寬資源高或重傳次數(shù)多等問(wèn)題。為有效利用節(jié)點(diǎn)接口狀態(tài)以提高轉(zhuǎn)發(fā)效率，提出一種先探測(cè)后轉(zhuǎn)發(fā)的策略DFFL（Detect First Forward Later），將節(jié)點(diǎn)接口的即時(shí)狀態(tài)作為選擇轉(zhuǎn)發(fā)接口的重要因素。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DFFL有效降低了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、報(bào)文跳數(shù)及請(qǐng)求報(bào)文重傳次數(shù)，驗(yàn)證了該轉(zhuǎn)發(fā)策略在NDN環(huán)境下的適用性。

命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)；內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)；轉(zhuǎn)發(fā)策略；洪泛

A

TP393

10.3778/j.issn.1002-8331.1312-0008

XUE Jin,ZHANG Dong,TANG Bin.Research on active detection forwarding strategy for Named Data Networking（NDN）.Computer Engineering and Applications,2014,50（18）：89-93.

福建省自然科學(xué)基金（No.2013J01231）；福建省青年科技人才創(chuàng)新項(xiàng)目（No.2011J05150）；福建省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（No.201310386082）。

薛錦（1990—），男，研究領(lǐng)域?yàn)槊麛?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)；張棟（1981—），男，博士，講師，研究領(lǐng)域?yàn)橄乱淮ヂ?lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)虛擬化；唐濱（1985—），男，博士生，研究領(lǐng)域?yàn)橄乱淮ヂ?lián)網(wǎng)，移動(dòng)p2p網(wǎng)絡(luò)。E-mail：zhongdong@fzu.edu.cn

2013-12-03

2014-03-13

1002-8331（2014）18-0089-05

CNKI網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先出版：2014-04-22，http://www.cnki.net/kcms/doi/10.3778/j.issn.1002-8331.1312-0008.html