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系統識別號 U0002-1208201320585300
中文論文名稱 基於NDN網路的高效能動態網路負載調節機制以減少能源消耗
英文論文名稱 NDN Network Based on Network Load Regulating the Use of Energy-efficient Method of Monitoring
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 電機工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Electrical Engineering
學年度 101
學期 2
出版年 102
研究生中文姓名 鄭凱璘
研究生英文姓名 Kai-Lin Cheng
學號 798440268
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2012-07-16
論文頁數 39頁
口試委員 指導教授-吳庭育
委員-許政穆
委員-李維聰
委員-吳庭育
中文關鍵字 命名中心網路  CCN 
英文關鍵字 NDN  CCN  Including content distribution  Broadcast 
學科別分類 學科別應用科學電機及電子
中文摘要 隨著網路的發展,影像傳輸流量早已經超過了非影像流量,由於大規模的數據傳輸,使得數據中心必須消耗大量的效能,且影像傳輸流量大量地出現在智慧型設備上。因此,降低傳輸流量、加快對應速度,加強點對點的質量保證和網路資源的有效利用,提高網路設備的能源利用效率,以達到節能減碳的目的。
在命名中心網路(Named Data Network, NDN)中,層級結構的命名方式非常利於應用程式來呈現資料數據彼此的關係,每個資料封包都有其獨立的意義,包含內容分發(許多使用者在不同的時間內要求相同的資料)、多播(多個使用者同時要求相同的資料)、流動性(從不同的位置請求資料)、容錯延遲(使用者搜尋資料時間歇性的連接) ,封包從何而來,或是要轉發給誰,都能儲存在路由器中,以應付後續的任何需求。且路由器可以重覆使用資料,因為擁有的是確定的資料名稱。在靜態的資訊中,NDN可以達到最佳的數據傳輸效果,通過控制預定興趣表的大小來管理流量,且擁塞發生時,數據重傳可以由暫存快取輔助完成,暫存快取中的資料複製能滿足初始和重傳的請求,並避免擁塞發生。提供從用戶端到最近內容的最佳路徑。通過最佳的路徑和資源,來保證對內容傳輸的高效性。
在IP的網路架構下,以IP網路的路由結合NDN路由方式,對NDN網路的路由機制做出適當的改進。一個簡單實用的策略,可以使NDN網路架構發揮最大效益,在整個網路週期達到節約能源的效果。
英文摘要 Abstract:

With the development of the Internet, the flow for image transmission has far surpassed that for non-image data and such huge amount of digital transmission over digital devices consumes a great deal of data center efficiency. Thus, reducing the throughput, improving the response time, enhancing the quality assurance in P2P, making good use of network resources and upgrading the energy efficiency for the network equipment all must be made to achieve energy conservation and carbon emission reduction.
In Named Data Networking (NDN), the hierarchical name structure is beneficial for the applications to reflect the interrelationship of data. Every data packet has its own independent meaning, including content distribution (Many users request the same data at different times), broadcast (Many users request the same data simultaneously), fluency (Users request the data from different locations), and delay tolerance (Users may encounter discontinuous network connectivity while searching for data). The router can save where the packet comes from and where it will be forwarded to cope with the subsequent demands. Also, the router can re-use the data because it possesses the precise name of data. As for static data, NDN can achieve the most efficient data transmission by limiting the size of the Pending Interest Table (PIT). When the data jam occurs, the data can be retransmitted through the cache. The copy of the data in the cache can satisfy the need for initialization and retransmission, which helps to prevent the occurrence of data jam, ensure the optimal path from the client to the closest content storing place, and achieve high efficient data transmission.
Within the IP structure, we can improve the routing mechanism of NDN by integrating IP router with NDN router. In this paper, we propose a simple and practical strategy that not only allows NDN to bring the best results but also save energy in the cycle of network.
論文目次 目 錄
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章 緒論 - 1 -
1.1 前言 - 1 -
1.2 動機與目的 - 1 -
1.3 論文章節架構 - 2 -
第二章 背景知識與相關研究 - 3 -
2.1命名中心網路(Named Data Networking, NDN) - 3 -
2.1.1 命名中心網路的架構 - 3 -
2.1.2命名中心網路封包結構 - 6 -
2.1.3 NDN路由器架構 - 7 -
2.1.4 NDN路由 - 8 -
2.1.5命名系統 - 14 -
2.2演算法LRU (Least Recently Used) - 18 -
第三章 NDN網路負載調節機制 - 19 -
3.1 環境建置 - 20 -
3.2 資料使用的頻率分析 - 21 -
3.3檔案資料使用類型分類 - 22 -
3.4檔案大小評估 - 25 -
第四章 模擬環境與模擬結果分析 - 28 -
4.1檔案使用率分析 - 29 -
4.2檔案大小分析 - 34 -
4.3 網路負載調節 - 36 -
第五章 結論與未來展望 - 37 -
參考文獻 - 38 -

圖目錄
圖 2.1 網際網路與資料命名網路協定的沙漏模型比較 - 4 -
圖 2.2 IP網路中相同資料的傳輸方式 - 5 -
圖 2.3 NDN網路中相同資料的傳輸方式 - 5 -
圖 2.4 NDN架構中的封包 - 6 -
圖 2.5 NDN網路中節點架構 - 8 -
圖 2.6 NDN網路路由器興趣封包處理流程 - 10 -
圖 2.7 NDN網路路由器資料封包處理流程 - 12 -
圖 2.8 NDN網路整體路由示意圖 - 13 -
圖 2.9 NDN命名樹 - 15 -
圖 3.1 整體系統的架構 - 20 -
圖 3.2 網路檔案類型比重 - 24 -
圖 3.3 網路檔案命名方法 - 24 -
圖 3.4 策略流程圖 - 27 -
圖 4.1 檔案重複率與耗功關係圖8*8 - 30 -
圖 4.2 檔案重複率與耗功關係圖8*8 - 30 -
圖 4.3 檔案重複率與耗功關係圖16*16 - 31 -
圖 4.4 檔案重複率與耗功關係圖16*16 - 31 -
圖 4.5 檔案重複率與耗功關係圖32*32 - 32 -
圖 4.6 檔案重複率與耗功關係圖32*32 - 32 -
圖 4.7 檔案重複率與網路拓墣關係圖 - 33 -
圖 4.8 檔案大小與耗功關係圖8*8 - 34 -
圖 4.9 檔案大小與耗功關係圖16*16 - 35 -
圖 4.10 檔案大小與耗功關係圖32*32 - 35 -
圖 4.11 檔案大小與拓墣關係圖 - 36 -

表目錄
表3.1 2013~2017年中網路資料類型(PB per Month ) - 22 -
表4.1 設備IP及NDN網路基本成本 - 28 -
表4.2 切換的閥值 - 36 -

參考文獻 參考文獻
[1] CCN 官方網站:http://www.ccnx.org
[2] NDN project官方網站:http://www.named-data.net/
[3] Uichin Lee, Ivica Rimac, and Volker Hilt “Greening the Internet with Content-Centric Networking,” Proceedings of the 1st International Conference on Energy-Efficient Computing and Networking New York, NY, USA 2010, pp. 179-182.
[4] 魏崇晏, "在IP網路中基於最短路徑以IP-in-IP穿隧技術的多點跳躍保護," 中正大學通訊工程研究所碩士班碩士論文.
[5] 賴王駿, "LRU/LFU 混合置換策略之實作與效能評估," 逢甲大學資訊工程學系碩士班碩士論文.
[6] 陳亮, ”基於CCN的P2P文件共享系統實現及其性能對比分析研究,” 北京大學信息科學技術學院碩士研究生學位論文.
[7] 王中杰, ”內容中心網路下證書管理系統的設計與實踐,” 北京大學信息科學技術學院碩士研究生學位論文.
[8] 雷凱, ”命名數據網絡與互聯網內容分發,” 中國計算機學會通訊第8卷第8期2012年8月, pp. 55-60.
[9] Chi-Yuan Chen, Kai-Di Chang, and Han-Chieh Chao, "Transaction- Pattern-Based Anomaly Detection Algorithm for IP Multimedia Subsystem, " IEEE Transactions on Information Forensics and Security, Vol. 6, No. 1, March 2011, pp. 152-161.
[10] Zhou L, and Chao H-C, ”Multimedia Traffic Security Architecture for the Internet of Things,” IEEE Network 2011, pp.29-34.
[11] Cisco Visual Networking Index: Forecast Update, 2012–2017:http://www.cisco.com
[12] Huichen Dai, Jianyuan Lu, Yi Wang, and Bin Liu “A Two-layer Intra-domain Routing Scheme for Named Data Networking,” Global Communications Conference (GLOBECOM), 2012 IEEE 3-7 Dec. 2012, pp. 2815-2820.
[13] Kaashoek M, and Karger D. “Koorde: A simple degree-optimal distributed Hash table,” In: Kaashoek MF, Stoica I, eds. Proc. of the 2nd Int’l Workshop on Peer-to- Peer Systems (IPTPS). LNCS 2735, Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2003, pp.98-107.
[14] Muhammad Rizwan Butt, Oscar Delgado, and Mark Coates “AN ENERGY-EFFICIENCY ASSESSMENT OF CONTENT CENTRIC NETWORKING (CCN),” Electrical & Computer Engineering (CCECE), 2012 25th IEEE Canadian Conference on April 29 2012-May 2 2012.
[15] Ryoichi Ishiyama, Keiichiro Tsukamoto, Yuki Koizumi, Hiroyuki Ohsaki,Kunio Hato, Junichi Murayama, and Makoto Imase “On the Effectiveness of Diffusive Content Cachingin Content-Centric Networking,” Information and Telecommunication Technologies (APSITT), 2012 9th Asia-Pacific Symposium on 5-9 Nov. 2012.
[16] Van Jacobson, Diana K. Smetters, James D. Thornton, Michael F. Plass, Nicholas H. Briggs, and Rebecca L. Braynard “Networking named content,” CoNEXT '09 Proceedings of the 5th international conference on Emerging networking experiments and technologies New York, NY, USA 2009, pp. 1-12.
[17] E. J. Rosensweig, and J. Kurose, “Breadcrumbs: Efficient, best-effort content location in cache networks,” in Proceedings of the 28th IEEEInternational Conference on Computer Communications (INFOCOM2009), Apr. 2009, pp. 2631–2635,
[18] L. Fan, P. Cao, J. Almeida, and A. Z. Broder, “Summary Cache: a scalable wide-area Web cache sharing protocol,” IEEE/ACM Transactions on Networking, vol. 8, no. 3, June 2000, pp. 281-293.
[19] P. J. Winzer., “Modulation and Multiplexing in Optical Communications,“ In CLEO’10, San Jose, CA, May 2010.
[20] Y. Agarwal, S. Hodges, R. Chandra, J. Scott, P. Bahl, and R. Gupta. Somniloquy, ” Augmenting Network Interfaces to Reduce PC Energy Usage,” In NSDI’09, Apr. 2009Boston, MA.
[21] L. A. Barroso, and U. Holzle., “The Case for Energy-Proportional Computing,” IEEE Computer, 2007.
[22] M. Zhang, C. Yi, B. Liu, and B. Zhang, “GreenTE: Poweraware traffic engineering,” in Proc. of ICNP, Kyoto, Japan, 2010.
[23] S. Nedevschi, L. Popa, G. Iannaccone, S. Ratnasamy, and D. Wetherall, “Reducing network energy consumption via sleeping and rate-adaptation,” in Proc. of NSDI, San Francisco, CA, 2008.

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