بخشی از مقاله
چکیده
جستجوی نام بر اساس مسیر، یک تابع کلیدی برای شبکه مبتنی بر نام داده1 است. نامها در شبکه NDN سلسله مراتبی، با طول متغیر و نامحدود بوده که بسیار طولانیتر از آدرس آی پی2 نسخه 4 و 6 است. این مسأله جستجوی نام سریع را مشکل کرده است. در این مقاله جستجوی نام موازی در شبکه NDN پیشنهاد میشود. این معماری از موازی سازی برای رسیدن به جستجوی سریع استفاده میکند. هسته اصلی جستجوی نام موازی یک الگوریتم تخصیص است که ساختار مبتنی بر درخت منطقی را به ماژول موازی، نگاشت میکند. در این مقاله عملکرد جستجوی نام موازی ارزیابی شده است و نشان میدهد که جستجوی نام موازی به طور چشم گیری روند جستجوی نام را تسریع خواهد داد. علاوه بر این، با استفاده از دانش خاصی از احتمالات قبلی به دست آمده، افزایش سرعت به طور قابل توجهی بهبود یافته است.
واژگان کلیدی: جستجو، نام، موازی، داده
-1 مقدمه
- Zhang et al, 2010 - NDN به تازگی به عنوان معماری جدید شبکه برای اینترنت آینده پیشنهاد شده است. در این شبکه مکان اطلاعات اهمیتی ندارد، بلکه محتوای اطلاعات مورد نیاز است. NDN از نام برای شناسایی هر جزء از محتوا به جای آدرس IP برای دستگاه های سخت افزاری متصل به شبکه IP استفاده میکند.در این نوع شبکه بسته تمایل1 و بسته داده2 دو بسته اصلی است که استفاده میشود تا محتوا را شناسایی کند.. هر گره در این نوع شبکه شامل سه ساختار داده است. ارسال اطلاعات پایه3، جدول تمایل در حال انتظار4 و ذخیره محتوا.5 زمانی که یک گره، بسته تمایل را دریافت میکند، به دنبال محتوا در CS میگردد. اگر محتوای مناسب پیدا شد، بسته داده در جواب به درخواست فرستاده میشود، در غیر این صورت بسته تمایل در جدول PIT چک میشود. جدول PIT نقش نگهداری بستههای تمایل ناموفق را دارد. بعد از اینکه جدول PIT یک ورودی جدید برای بستههای تمایل ناموفق ایجاد کرد، محتوا بر مبنای اطلاعات جدول FIB ارسال میشود. بسته داده بازگشتی فرستاده و در بافر CS ذخیره میشود.چالشهای NDN به شرح زیر است:
1. زمان پردازش نامحدود و توان عملیاتی6 پایین. نامها در NDN، بر خلاف آدرسهای با طول ثابت IP، ممکن است طول متغیر داشته باشند. این باعث می شود سرعت جستجوی نام بسیار چالش برانگیز و زمان جستجو وابسته به طول آن باشد.
2. تجمع پیشوند ناکارآمد. نامها در NDN، بر خلاف IP، دارای ساختار سلسله مراتبی هستند که متشکل از مجموعه- ای از اجزای جدا از هم است. تطبیق پیشوند NDN متفاوت از IP است، به این صورت که باید یک تطبیق پیشوند در پایان هر جزء، به جای هر رقم درIP داشته باشد. بنابراین، تجمع پیشوند سنتی در جستجوی نام NDN به مراتب کارآمد کمتری دارد.
3. نرخ به روز رسانی بالاتر. جستجوی نام در NDN به روز رسانیهای بیشتری نسبت به IP دارد. به همین دلیل، درکنار مسیریابی، به روز رسانی جدول نام نیز در هر زمان که محتوای جدید در حافظه محلی ذخیره شده و همچنین زمانی که یک نام قدیمی جایگزین میشود مورد نیاز است. از آنجا که این اطلاعات همراه با FIB در مسیریاب ذخیره میشود، جستجوی نام باید درج سریع و حذف با سربار7 کم را پشتیبانی کند.
-1-1 پیشینه تحقیق
کارهای تحقیقاتی بسیاری در جستجوی پیشوند IP سنتی انجام شده و برخی از آنها در جستجوی پیشوند نام سریع در NDN استفاده شده است. در - Zheng et al, 2006 - یک طرح جستجوی موازی IP به وسیله تکثیر FIB در ماژولهای TCAM پیشنهاد داده است. در - Michel et al, 2000 - یک آدرس وب سایت1 را تجزیه میکند و یک درخت متشکل از اجزاء برای تجمع URL میسازد. در - Shue and Gupta, 2007 - عملکرد ارسال مبتنی بر نام را با ارسال مبتنی بر پیشوند مقایسه کرده و نشان میدهد که جستجوی نام امکان پذیر است، اما از جستجوی پیشوند در درخت پیشوند سنتی کند تر است. در - Jiang et al, 2010 - تطبیق عبارت منظم موازی را در سیستم تشخیص نفوذ پیشنهاد داده، و این روش تنها در تخصیص گره ساده کار میکند.
-2-1 اهداف
در این مقاله، معماری جستجوی نام موازی برای به دست آوردن سرعت بالا در NDN پیشنهاد میشود. جستجوی نام موازی براساس درخت پیشوند IP است، که به عنوان درخت پیشوند نام2 نامگذاری شده است که در آن هر گره نشان دهنده مجموعه ای از اجزاء است. مشاهدات نشان میدهد که تعداد زیادی گره در NPT میتواند به طور انتخابی گروه بندی و به ماژول موازی اختصاص داده شوند. هنگامی که یک ورودی میآید، آن نام پیموده3 و با برخی از ماژولها تطبیق داده میشود. به طوری که وقتی چندین نام ورودی به طور همزمان میآیندتقریباً، تمام ماژولها دیده شده و به طور همزمان کار خواهند کرد، در نتیجه سرعت افزایش پیدا میکند.موارد زیر در این مقاله بیان شده است:
1.در این مقاله جستجوی نام موازی پیشنهاد شده است که عملکرد جستجوی نام را سرعت میبخشد. کار اصلی آن یک الگوریتم تخصیص است که ساختار مبتنی بر درخت منطقی را به ماژولهای موازی تخصیص میدهد.
2.نمونه اولیه پیاده سازی و تست شده است. نتایج ارزیابی نشان میدهد که جستجوی نام موازی میتواند به افزایش سرعت قابل توجهی برای جستجوی نام دست یابد. همان طور که تعداد ماژولهای K افزایش پیدا میکند، سرعت هم افزایش مییابد.
-3-1 نامگذاری در NDN
نامها در NDN متشکل از اجزای جدا از هم هستندمعمولاً. جدا کنندهها، اسلش یا نقطه بوده که بخشی از نام به حساب نمیآیند. ساختار سلسله مراتبی این شبکه مانند آدرسهای IP، تجمع نام را امکان پذیر کرده و اجازه می دهد تا جستجوی نام سریع بر اساس تطبیق طولانیترین پیشوند و تجمع برای مسیریابی و ارسال انجام شود. مسیریابی و ارسال بستهها در شبکه به وسیله نام مبهم بوده، به این معنی است که مسیریابها از معنی نام آگاه نیستند و فقط مرز بین اجزاء را میدانند.
