面向ICN的软件定义遗传蚁群融合路由策略

王 晶,周金和

(北京信息科技大学 信息与通信工程学院，北京 100101)

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如今，随着互联网的快速发展，网络应用日益多样化，网络流量大幅度增加。根据思科的最新统计预测，到2022年，全球年度IP流量将达到每年4.8 ZB[1]。随着网络规模的不断扩大和用户需求的不断增加，传统的TCP/IP体系架构逐渐暴露出传输效率低、安全性差、移动性差、网络资源利用率低等弊端。为了彻底解决传统网络存在的弊端，信息中心网络(information-centric network,ICN)应运而生[2-3]。目前，ICN的研究项目有CCN/NDN[4-5]、DONA[6]、4WARD-Netlnf[7]等。ICN体系架构利用内容路由和缓存来分离内容请求者。内容路由将兴趣包传递到用户，内容提供者通过数据包将内容返回给内容请求者。缓存的目的是通过缓存用户频繁使用的内容副本来快速响应用户兴趣请求，从而减少带宽使用和延迟，提高路由效率。

目前ICN面对的主要挑战是如何设计高效合理的路由和缓存策略，从而使内容请求者得到更好的服务体验。Vasilakos 等[8]提出了一种全转发的路由机制，但全转发机制会造成网络产生大量的冗余流量。Eum 等[9]提出一种基于势场的ICN路由策略(PBR)，在这种策略下，兴趣包可以根据邻居节点的场强大小选择最佳的请求路径。蚁群算法也被应用于ICN路由优化[10-11]。其中，Shanbhag等[10]提出了一种SoCCeR蚁群路由算法，将兴趣包路由定向到负载较轻的转发端口。但是其存在前期收敛速度慢的问题。李昕冉等[12]提出一种基于果蝇算法的能效路由策略和缓存策略。该策略能够有效减少网络能耗并迅速获取网络内缓存情况，避免大量的网络内容冗余，降低由网络设备管理引起的能耗。……