[论文解读] Content-Priority based Interest Forwarding in Content Centric Networks

Muhammad Aamir|arXiv (Cornell University)|Oct 18, 2014

Caching and Content Delivery参考文献 10被引用 7

一句话总结

本文提出了一种基于内容优先级的兴趣转发机制，应用于内容中心网络（CCN），该机制在初始化阶段由发布者设定内容优先级等级，根据内容优先级对兴趣包（Interest packets）进行优先转发。通过在待处理兴趣表（Pending Interest Table, PIT）中优先转发高优先级兴趣包，该方案确保了高优先级内容请求的更快满足，仿真结果验证了高优先级内容的交付时间早于低优先级内容。

ABSTRACT

Content Centric Networking (CCN) is a recent advancement in communication networks where the current research is mainly focusing on routing & cache management strategies of CCN. Nonetheless, other perspectives such as network level security and service quality are also of prime importance; areas which have not been covered deeply so far. This paper introduces an interest forwarding mechanism to process the requests of consumers at a CCN router. Interest packets are forwarded with respect to the priorities of addressed content while the priority level settings are done by content publishers during an initialization phase using a collaborative mechanism of exchanging messages to agree to the priority levels of all content according to the content-nature. Interests with higher priority content are recorded in Pending Interest Table (PIT) as well as forwarded to content publishers prior to those with lower priority content. A simulation study is also conducted to show the effectiveness of proposed scheme and we observe that the interests with higher priority content are satisfied earlier than the interests with lower priority content.

研究动机与目标

• 解决内容中心网络（CCN）在路由和缓存之外缺乏服务质量机制的问题。
• 通过引入基于优先级的转发机制，提升内容交付性能。
• 通过优先级感知的转发决策，实现高优先级内容请求的更快满足。
• 建立一种协作机制，使发布者能够根据内容特性共同确定内容优先级等级。

提出的方法

• 内容发布者在初始化阶段通过消息交互协作确定其内容的优先级等级。
• 兴趣包根据所请求内容的优先级进行转发，优先级较高的请求优先处理。
• 高优先级兴趣包被记录在待处理兴趣表（PIT）中，并优先转发给内容发布者，早于低优先级请求。
• 该方案修改了CCN路由器的转发行为，使兴趣包的转发顺序依据内容优先级，而不仅按接收顺序。
• 使用仿真环境评估了在不同优先级等级下所提转发机制的性能。
• 该机制通过调整PIT中的转发顺序，确保高优先级内容比低优先级内容更早被获取。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在传统路由和缓存策略之外，提升内容中心网络（CCN）的服务质量？
• RQ2 哪些机制能够基于内容特性与发布者意图，实现内容的优先级交付？
• RQ3 与低优先级内容相比，基于优先级的兴趣转发如何影响高优先级内容的交付时间？
• RQ4 发布者之间能否有效协作使用优先级设定机制，以在CCN中分配内容优先级？
• RQ5 基于优先级的转发机制在请求满足延迟方面可实现多大的性能提升？

主要发现

• 由于在待处理兴趣表（PIT）中实施了优先转发，高优先级内容请求的满足时间早于低优先级内容请求。
• 所提方案通过确保高优先级内容在低优先级请求之前被处理，有效减少了高优先级内容的交付延迟。
• 仿真结果证实，基于优先级的转发机制可加快高优先级内容的检索速度。
• 协作式优先级设定机制使发布者能够根据内容特性，达成一致且一致的优先级等级。
• 该方案通过在转发过程中直接引入内容优先级机制，显著提升了CCN的服务质量。