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《天津职业技术师范大学》 2019年
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基于命名数据网络的在线数据传输平台研究与设计

李凌琳  
【摘要】:在线传输技术打破了信息通信中时间和地域的限制,具有快捷、方便、新颖等特点,现有网络技术的飞速发展为其提供巨大发展空间,使其拥有更加快捷的传输方式和稳定的技术支持。现有主流在线传输技术平台的终端设备有两种,一种是基于APP;另一种是基于PC。这两种终端接入网络的数据传输方式都为端到端传输,传输中建立连接会造成网络资源浪费,产生网络冗余,导致域名解析速度慢和IP地址空间即将耗尽等问题,影响数据传输的时效性和鲁棒性。为此,本文将数据命名网络(NDN,Named Data Network)技术首次应用于在线数据传输系统之中。NDN是以内容为中心的网络架构,采用全新传输协议,打破了IP地址位数的限制,以解决目前传统网络的问题。本文模拟了大数量在线传输节点访问的场景,在网络节点中制造了视频卡顿、数据传输丢包率大、甚至系统崩溃等影响用户体验的问题,并在网络中缓存大量在线数据资源,占用大量网络储存量。采用NDN技术,对在线数据传输系统进行研究和设计。该架构采用以“数据名”(Name)代替传统IP地址的方式,采用“数据包”(Data)代替IP数据报的数据部分,采用网络路由器缓存(CS,Content Store),增加网络缓存能力,节约网络资源,降低网络冗余,提高网络传输速度,以实现资源的有效传输。本文的主要工作如下:1.以在线教育为例,阐述在线传输技术和NDN的相关理论知识,对比分析NDN和其他网络的技术特点,并对基于NDN的在线数据传输系统进行简要介绍。2.剖析传统网络的弊端以及其对在线数据传输系统发展的制约,结合NDN的传输特点,提出基于NDN的在线数据传输系统的设计方法,该方法充分利用了NDN传输速度快网络资源缓存能力强的特点,不仅能够解决在线数据在网络传输中面临的困境,还能使软件、硬件资源优化并得到充分的利用,最大程度的共享网络资源,降低成本,使得在线数据传输质量得到本质上的提高。3.利用Mini-NDNx试验平台搭建(编写)在线数据传输系统,利用Java语言、python语言和C++语言,编写模拟大数量在线数据传输节点访问的场景,在网络节点中制造了视频卡顿、数据传输丢包率大、甚至系统崩溃等影响用户体验的问题,测试其传输速率、丢包率等网络性能,结果表明,基于NDN的在线数据传输系统,具有网络缓存能力强,网络资源利用率高,网络冗余少,网络传输速度快等优势。本文研究实现了基于NDN的在线数据传输系统,通过理论介绍、方案设计、平台搭建、系统编写、实验分析和数据结果处理,结果表明该系统可以有效的提高在线数据传输网络节点在复杂网络环境下的命中率,利用提高网络缓存能力的方法节约网络资源,降低网络冗余,并可以良好的应用于真实的NDN环境中,为NDN的进一步研究和应用提供有效支持。
【学位授予单位】:天津职业技术师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TN929.5

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