[发明专利]一种基于SDN的ICN逻辑拓扑构建方法

说明书

一种基于SDN的ICN逻辑拓扑构建方法，属于互联网技术领域，提出一种基于SDN（软件定义网络）的ICN（信息中心网络）的逻辑拓扑重构方法。由于ICN架构与TCP/IP的框架相比，发生了根本性的变化，导致现有的网络拓扑结构与ICN的流量分布不匹配，为实现网络拓扑与ICN流量分布相匹配，本发明专利通过逻辑关闭链路机制和逻辑增添链路机制实现网络逻辑拓扑的重构，具体包括：一是在根据ICN流量分布构建的具有隐马尔可夫特性的空间状态转移图中，采用隐马尔可夫模型实时地确定逻辑关闭链路的集合；二是在根据ICN流量分布构建的加权有向复杂网络中，采用最大流最小割定理定位逻辑增添链路的集合和所对应的带宽。本发明为ICN流量的进一步优化提供一种有效的途径。

技术领域

本发明属于互联网技术领域，涉及ICN流量的进一步优化提供一种有效的途径。

背景技术

为了适应互联网应用由发送者驱动的端对端通信模式向接收者驱动的海量内容获取模式的转变，同时增强网络对安全性、业务质量、移动性、可扩展性等方面的支持，研究者们近年来提出了一类以信息为中心的新型网络体系架构，统称为信息中心网络(Information-Centric Networking,简称ICN)。为缓解当前网络流量的快速增长对网络带宽造成的严峻压力，ICN加入了全网的内置缓存。现有研究表明，在ICN中仅借助孤立的缓存机制来优化网络流量所获得的性能提升是有限的，由于ICN架构与TCP/IP的框架相比，发生了根本性的变化，如：在ICN中，组播已成为通信的普遍模式，导致现有的网络拓扑结构与ICN的流量分布不匹配，因而，构建适应于ICN流量分布的逻辑拓扑结构成为了优化ICN网络流量的有力途径。为此，本发明专利在基于SDN(软件定义网络)感知网络资源和网络状态的基础上，通过逻辑关闭和增添链路重构适应于ICN流量分布的拓扑结构，为ICN流量的进一步优化提供一种有效的途径。

相关工作

由于ICN改变了网络传输以端对端为主的模式，如：在ICN中，组播已成为通信的普遍模式，那么，什么样的网络拓扑更适合于ICN网络，目前，这方面的研究较少。因此，下面仅综述在复杂网络中与本发明相关的一些网络拓扑重构的方法。Liu等人^[1]提出关闭连接度大的节点之间的链路的策略。Huang等人^[2]考虑到度大节点的邻居对网络流量分布的影响，对Liu的方法进行了改进。蔡君等人^[3]基于网络社团结构降低网络传输性能的特性，提出一种逻辑关闭对网络社团特性贡献度大的链路以提高网络传输性能的拓扑重构机制。Huang等人^[4]提出了增添网络中最长距离的两个节点之间链路的策略。Zhang等人^[5]在此基础上进行了改进，把两节点的介数和它们之间的距离统一起来作为增添链路的依据。

以上方法的研究范围都局限于无向无权复杂网络，且都没有考虑网络的动态变化特性，因此不能直接应用于ICN的网络拓扑重构。

[1]LIU Z,HU M B,JIANG R,et al.Method to enhance traffic capacity forscale-free networks[J].Physical Review E,2007,76(3):037101.

[2]WEI H,TOMMY W S C.An efficient strategy for enhancing trafficcapacity by removing links in scale-free networks[J].Journal of StatisticalMechanics:Theory and Experiment,2010,2010(1):2-12.

[3]蔡君,余顺争.一种有效提高无标度网络负载容量的管理策略[J].物理学报,2013，62(5):058901.