VANET中基于NDN的电子听书系统的研究

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随着汽车产业和交通行业的不断发展、汽车持有量不断增长,自驾车间相互的娱乐活动得到了越来越多的重视。但是,基于TCP/IP体系架构的VANET网络系统存在着集中式通信、单服务节点容灾性差和信息响应延迟等问题,造成这些问题的原因主要是IP网络架构建立端到端连接的通信。通过研究发现NDN对移动性有天生的支持优势。当车辆离开原来的位置,但还未接收到请求的数据时无需与数据源保持连接,也无需重新建立连接,只需重新发送请求就可能从新位置附近获得数据。命名数据网络是以数据内容为中心的未来网络体系架构,它以命名数据代替现有网络的IP地址,并以全新的传输包结构和路由转发方式对IP网络的路由策略进行了改革,再加上NDN网络采用网络内部缓存机制,利用数据的转发缓存来提高搜索效率。NDN无中心、无层次的架构模式更适合支持没有结构的VANET网络。本课题的研究目标是在VANET的网络框架下设计与开发一个基于NDN机制的电子听书系统,不使用中心服务器,使车载网用户能够打开本系统搜索并且播放自己喜爱的电子听书资源。资源文件获取的过程由NDN机制实现,NDN节点通过路由转发机制从其他节点中获取所需要的数据,并将资源文件缓存到本地文件库中便于使用与分享,满足了用户的娱乐休闲需求。整个系统网络车辆自组,每一个车辆节点都充当生产者、消费者和转发者多种角色。车辆可以借助NDN机制使得用户之间互相获取和分享有声读物资源,在不通过外部服务器的情况下由周边车辆获取资源,通过播放器打开搜索并打开自己喜欢的电子听书,将行车时的闲暇时间利用起来,增加见闻、娱乐身心。其中,本文根据用户在不同的场景和时间段对资源的需求急迫程度不同的理念设计出不同的数据调度方案。尤其是作用在普遍分卷分段的电子听书等资源时,意义更为显著。针对提出的适应于VANET的NDN策略的改进算法,本文采用基于NS3的NDN模拟工具ndnSIM来进行仿真实验并评估该策略的性能。实验结果表明改进策略可以有效降低数据包应答延迟时间,提高请求成功率和缓存命中率。最后本文对电子听书系统的终端进行了设计。
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