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面向信息中心网络的协同缓存关键技术研究的开题报告
一、研究背景
随着信息时代的到来，人们对于数据的需求量也越来越大，而互联网数据的传输也变得越来越迅速和方便。但同时，网络拓扑的复杂度和中心化结构的弊端也逐渐显现，如网络瓶颈和单点故障等问题。为解决这一类问题，信息中心网络（Information-CentricNetworking，简称ICN）应运而生，相比传统的网络架构，ICN着重于数据的容易获取，而并非数据所在的位置，减少了Android中心化，更利于信息的共享。
然而，ICN网络作为一种比较新的技术，还存在着诸多的挑战。其中之一就是缓存问题。传统的网络中一般是通过节点或者主机来缓存数据，并且不同节点之间缓存的数据也不同。而对于ICN网络来说，由于其特殊的特点，节点不再是提供数据的唯一方式，数据请求和响应可以通过路由器来完成。这就使得ICN的缓存关键技术面临着更多的挑战。
二、研究目的及意义
信息中心网络是互联网的重要形式之一，具有缓解网络瓶颈和降低网络成本的重要作用。在ICN网络中，由于数据请求响应不仅仅由Endpoint完成，而是可以通过路由器等节点中转，缓存作为ICN网络的重要组成部分具有更大的作用，可以缓解网络压力，增加系统吞吐量。因此，研究ICN的缓存关键技术，能够更好地发挥ICN技术的优势，更加高效地满足网络用户的需求。因此，本研究旨在研究面向ICN网络的协同缓存关键技术，提出相应的解决方案，从而为ICN的高效快速发展提供有力支撑。
三、研究内容
协同缓存在ICN网络中的应用是指路由器等节点间的一种有效合作方式，通过操作缓存存储相邻节点缓存的内容，从而实现跨节点的缓存共享。协同缓存是ICN网络中缓存技术的重要变革，可以更加高效的使用缓存，进而提高系统性能。本研究将从以下三个方面进行研究：
1.缓存替换策略
缓存替换策略是协同缓存中的重要技术，其决定了当缓存区已满时，哪些数据将被替换掉，哪些数据将被保留。在ICN网络中，我们需要考虑到节点之间缓存内容的更新、协同缓存、流量负载等因素，因此需要研究一种适用于ICN网络中的协同缓存替换策略。
2.缓存控制协议
协同缓存涉及到不同节点之间的信息交换和操作协调，因此需要一种可靠的缓存控制协议。本研究将研究一种针对ICN网络的缓存共享控制协议，以确保缓存的一致性、有效性和可靠性。
3.缓存优化
ICN网络中，由于数据响应可以通过多个节点之间协作来完成，因此缓存优化也成为了一个重要的研究方向。我们将针对不同的节点类型、索引和数据的属性、远程回复等因素，研究适合ICN网络的缓存优化技术，以提高系统性能。
四、研究方法
本研究将采用实验方法和理论方法相结合的方式，进行ICN网络协同缓存关键技术的研究。具体方法如下：
1.理论分析:对于ICN网络中协同缓存的理论模型进行建模和分析，提出相应的关键技术研究方向，为后续实验研究提供理论基础。
2.实验模拟:通过搭建ICN网络实验平台，对不同缓存操作模式、替换策略和控制协议进行测试和模拟，以验证研究成果及相关技术的有效性。
3.结果分析:根据实验结果和理论模型进行数据分析和计算，并进一步优化算法和方法，以实现协同缓存技术在ICN网络中的高效应用。
五、预期成果
1.针对ICN网络中的协同缓存，提出适应ICN网络中的缓存替换策略，并通过模拟仿真进行验证。
2.针对ICN网络的协同缓存，设计缓存控制协议，并进行验证。
3.研究ICN网络中的缓存优化策略，包括数据存储和检索的优化。
四、研究时间安排
本研究计划进行三年，周期为2022年至2024年。时间安排如下：
第一年：建立缓存替换策略模型，构建ICN网络实验平台，模拟并验证缓存替换策略。
第二年：设计ICN网络缓存控制协议，并进一步优化测试。同时进行ICN网络中缓存优化策略的研究。
第三年：在前两年的基础上进行数据分析，并在实验数据的基础上进一步优化算法和方法，实现ICN网络的高效缓存。
六、结论
本研究将针对ICN网络中的协同缓存关键技术进行探究，以提高网络性能和用户体验，并进行实验测试验证。研究通过建立ICN网络缓存替换策略模型、设计缓存控制协议，以及研究ICN网络中的缓存优化策略等方面，旨在为ICN网络的发展提供有力支撑，为ICN的快速应用落实技术基础。