随着互联网技术与应用的飞速发展,互联网正历经从“以互联为中心”到“以内容为中心”的演变。互联网的设计理念可以上溯至20世纪六七十年代,当时主要的应用需求是计算资源共享,核心理念是实现主机的互联互通,本质上是一种“主机 − 主机”的通信模式。TCP/IP体系结构以IP地址为核心、以传输为目的,按照端到端原理设计,很好地满足了这一需求,促进了互联网飞速发展。经过50多年的发展,互联网的使用已发生了巨大的变化,现有互联网的应用需求更多关注的是“内容共享”。人们越来越关心获取内容的速度,以及内容的可靠性和安全性,内容中心化正成为互联网发展的主旋律。
内容中心网络采用“从零开始”互联网体系结构设计思路,以信息名字取代IP地址作为网络传输标识,将关注点由内容的位置(Where)转向了内容本身(What)。内容中心网络按照“发布 − 请求 − 响应”的传输模式,采用内容信息统一命名、网内节点动态缓存、内容路由查找及未决兴趣表等方法,实现了“用户侧”内容请求的快速应答,减小了“服务侧”负载和响应率,降低了“网络侧”流量拥塞的发生概率。作为一种适应海量数据有效传输和迅速扩散的新型网络体系架构,内容中心网络得到了海内外学者的高度关注,已成为下一代互联网体系结构的研究热点。
本书主要内容:第1章介绍了内容中心网络的体系结构,总结了内容中心网络的研究现状、研究意义、核心特征及发展趋势;第2章介绍了内容命名技术,包括层次命名、扁平命名和属性命名方法,并对这三种典型命名方法进行了比较;第3章阐述了网内缓存技术,包括网内缓存特征、面临的问题、核心机制、性能优化技术和缓存系统建模与分析等;第4章介绍了路由与转发技术,包括面向内容前缀的路由、面向缓存优化的路由、面向服务质量的路由和转发信息表聚合机制等;第5章介绍了移动性技术,包括请求者移动性支持技术、数据源移动性支持技术及以内容为中心的无线自组织网等;第6章介绍了命名安全、路由与转发安全和缓存安全等问题的分析和解决思路;第7章介绍了软件定义网络和内容中心网络相结合的典型技术;第8章介绍了参数化自适应内容管线结构;第9章介绍了CCNx、ndnSIM、ccnSim、Mini-CCNx等仿真平台。
本书在编写过程中参考了国家自然科学基金课题(编号:61372121、61309019)、国家“973计划”项目“可重构信息通信基础网络体系研究”(编号:2012CB315900)和国家重点研发计划项目(编号:2016YFB0801200、编号:2017YFB0803200)等课题组的相关技术资料,在此表示感谢。
张震博士负责本书的统筹规划,并编写了第1章、第4章和第5章;兰巨龙教授、王志明博士编写了第2章和第3章;伊鹏研究员编写了第8章和第9章;程国振博士、张果博士编写了第6章和第7章。另外,项目组的李根、方馨蔚、陶勇、陈龙等人为本书的文字校阅、插图绘制等做了大量工作。
由于编著者水平有限,且各种新型网络体系结构及相关技术研究仍在快速发展和完善之中,本书难免存在错误之处,敬请广大读者批评指正。
编著者