内容中心网络及其应用

Deepali Damodar Ahir^{* 1}， Prashant教授。b . Kumbharkar²

计算机科学与工程，普纳/Siddhant工程学院/普纳，马哈拉施特拉邦，印度
计算机科学与工程，普纳/Siddhant工程学院/普纳，马哈拉施特拉邦，印度

通讯作者:Deepali Damodar Ahir，电子邮件:(电子邮件保护)

摘要

数字设备的日益普及和社交网络的渗透创造了大量的个人内容，这些内容在互联网上被分享。内容共享越来越流行，是互联网使用最多的应用之一，但互联网设计很少考虑内容共享。它主要用于连接网络中的不同节点，因此为了跟上最新的趋势并有效地使用互联网进行内容共享，一个名为内容中心网络(CCN)的新概念正在发展。CCN提供了更低的通信开销和更短的下载时间，本文将解释CCN，它的应用，以及可能的增强CCN。

关键字

命名数据，内容中心网络(CCN)，移动内容共享。

介绍

移动技术的快速发展彻底改变了人们对手机的认知。在早期，移动电话只是用来打电话的设备。然而，各种嵌入式功能，如消息传递、网页浏览、高质量的数字和视频摄像机、媒体播放器、第三方应用程序和无线局域网(WLAN)功能已经将移动设备转变为多媒体计算机。这些移动多媒体设备已经成为每个人日常生活中必不可少的一部分，也是创建数字内容的主要消费设备。用户现在能够轻松快速地创建自己的内容，并可能与其他人分享他们的内容，作为人类交流和经验分享需求的延伸。

如今，检索内容的唯一方法是与它们建立端到端连接。虽然Internet中的通信模式从早期就一直在发展，从客户机-服务器模型到点对点网络，再到云网络，但有一个重要的点已经显示出来，即Internet的使用模式已经在很大程度上面向内容。也就是说，内容消费者并不关心在哪里以及如何获得一段内容。

然而，互联网被设计成一个通信网络，而不是一个媒体分发网络。这些限制影响到生态系统的每一个部分——从运营商到出版商，跨越有线和无线通信——运营商需要经济的方法来解决这些问题，而不是在现有解决方案和工具上进行边际改进。

CCN是一种网络架构的替代方法，其原理是通信网络应该允许用户专注于他或她需要的数据，而不是必须引用一个具体的物理位置，从那里检索数据。CCN支持内容缓存，以减少拥塞和提高交付速度，简化网络设备的配置，并在数据级实现网络内建的安全性。PARC[1]通过开放源代码的发布、Android实现的发布以及与著名工业合作伙伴的商业合作，该计划继续获得动力。与当前的TCP/IP通信模型相比，CCN具有以下不同的特点:

a.以接收者为中心的传播模式:接收者通过发送感兴趣的消息来拉取信息。最多交付一个数据消息以响应一个兴趣。

b.分层内容命名方案:CCN不针对具体主机，而是针对内容对象本身。内容被赋予了分层的名称，这与url类似。兴趣报文在转发决策阶段通过最长前缀匹配进行转发。

c.缓存和转发架构:每个CCN设备都可以缓存数据，并使用它们来服务未来的请求。

从以上特点来看，CCN有望解决当今互联网的移动性、安全性、多路径支持等问题。

本文的其余部分组织如下，第2节描述了CCNx协议，第3节描述了移动环境中的CCN，第4节描述了代理辅助CCN，第5节列出了CCN在各个领域的可能应用，第6节总结了CCN的优缺点。

CCNX协议

CCN中的内容共享是通过CCNx协议完成的，CCNx协议是CCN[2][3]的传输协议。CCNx协议有效地交付命名内容，而不是将主机连接到其他主机。每个数据包都可以缓存在任何CCNx路由器上-结合对多播或广播传递的内在支持，当许多人对相同的内容感兴趣时，这将导致非常有效地使用网络。

CCNx协议为命名数据包提供位置无关的传递服务。这些服务包括用于端到端传递的多跳转发、流控制、使用网络中可用的缓冲存储的透明和自动组播传递、无环多路径转发、不考虑传递路径的内容完整性验证以及任意应用程序数据的传输。应用程序在一些能够传输数据包的底层通信服务上运行CCNx协议。底层服务的性质没有限制:它可以是物理传输，也可以是另一个网络或传输协议。例如，应用程序通常会在UDP之上运行CCNx协议，以利用现有的IP连接。由于在CCNx协议中内容的命名与位置无关，因此它也可以在网络中无限期地保存，从而有效地提供一种分布式文件系统服务形式。

CCNx协议是通用的，支持广泛的网络应用。考虑存储内容应用程序(如视频或文档文件的分发)可能是很自然的，但是CCNx模型还支持实时通信和发现协议，并且足够通用，可以在主机之间进行对话(如TCP连接)。该协议将命名约定的选择留给应用程序，从而支持广泛的应用程序。CCNx指定了与名称和数据的内容以及交换的语义无关的通用函数。因此，除了CCNx之外，针对特定应用程序使用CCNx协议的完整规范还需要命名规则、数据格式和消息语义的附加规范。这种建立在CCNx协议(可能还有API规范)之上的应用程序协议规范称为配置文件。

CCNx协议是为应用程序之间的端到端通信而设计的，因此它旨在集成到应用程序处理中，而不是作为一个单独的层实现。

CCNx定义:

以下是CCNx协议中使用的一些定义:节点

实现转发和缓冲的CCNx网络实体。

方:

网络中使用CCNx协议进行通信的任何实体。请注意，当事人不仅是机器，而且是使用协议的应用程序。

信息:

一个CCNx包。此术语用于避免与可能携带CCNx消息的下层数据包混淆。单个底层数据包(例如单个UDP数据包)可能包含多个CCNx消息。

讯息格式及编码:

与许多其他协议不同，CCNx协议没有任何固定长度的字段。相反，CCNx数据格式由XML模式定义，并使用显式标识的字段边界进行编码。这种设计允许字段值的任意长度、省略时不占用包空间的可选字段以及嵌套结构。XML结构的使用并不意味着字段值是文本字符串，也不要求将消息编码为人类可读的文本。大多数字段被定义为包含任意二进制值，包括标识内容的二进制值。

CCNx消息的有线格式是一种称为ccnb的XML结构的有效二进制编码，它定义了字节顺序等内容。还有一种文本XML编码，它对调试、测试、文档中的表示等很有用，但绝对不能在网络上使用。

内容识别:

CCNx协议通过名称来完成内容的传输，而不考虑所涉及的机器的身份或位置。CCNx内容名称是层次结构的，由许多组件组成。层次结构类似于IP地址，但CCNx名称和名称组件具有任意长度，并且组件划分是显式标识的，这与IP地址的无分类模型不同。该协议不依赖于任何东西，只依赖于名称的层次结构，因此它们可能包含任意二进制数据，例如加密数据。

CCNx内容名在CCNx协议本身的操作中不进行解释，只是进行匹配。名称或其组成部分的所有意义分配都来自于前缀转发规则中反映的应用程序、制度和/或全局约定。

CCNx名称有时标识一个特定的数据块，但在其他情况下，通过命名名称树中的一个点来标识一个数据集合，在这个点下可能有多个数据块。标识数据集合的名称类似于IP主机寻址方案中的网络地址，其中网络地址可以被视为标识连接到该网络的主机集合。在命名集合的情况下，CCNx名称是集合中每个内容的名称的前缀，就像IPv4网络地址提供成员主机IP地址的前缀一样。因此，可以将CCNx名称称为名称前缀或简称前缀。CCNx名称可以使用URI表示或使用XML表示。Name元素表示CCNx内容的分层名称。它只是包含了一个组件元素序列。每个Component元素包含一个0个或多个字节的序列。对于可以使用的字节序列没有限制。

URI表示:

对CCNx Name使用URI表示通常很方便。CCNx方案的方案标识符是Ã¢Â′Â ccnxÃ¢Â′Â， CCNx URI不需要有权限组件(即我们熟悉的http URI中首字母//后面的部分)。

例子:

HTTP URI:

http://www.ccnx.org/releases/latest/doc//Name.html可能在ccnx URI中表示为:ccnx://releases/latest/doc/Name.html

XML表示:

组件中可以使用的字节序列没有限制，因此当显示为XML时，可能需要base64Binary或十六进制二进制编码。当字节恰好是可打印的UTF-8时，可以使用更人性化的“文本”替代方法。

数据块的CCNx名称总是包含从数据派生的值作为其最后的、最具体的组件，称为摘要组件。由于它是从数据本身派生的，摘要组件是冗余的，因此不会传输。

CCNx消息类型:

CCN协议基于两种包类型，即兴趣包和数据包(也称为内容对象)(图1)

Interest消息用于按名称请求数据。其中最重要的字段是内容名称。图2显示了内容名称的示例。Interest消息可以非常明确地识别要检索的内容块。或者，Interest消息可以提供名称前缀和其他限定条件，以限制由该前缀命名的集合中哪些数据是可接受的。

数据包是用来提供数据的。数据包不仅包含数据有效负载，还包含标识名称(没有隐式摘要组件)、加密签名、签名者的标识(称为发布者)以及关于签名的其他信息。从形式上讲，数据包是名称、发布者和数据块的不可变绑定。每个数据包都包含有效的签名。通过这种方式，所有与CCNx协议通信的数据都得到了验证。

任何CCNx方都可以验证其接收到的任何内容对象消息上的签名。要使用这些数据的应用程序必须首先进行验证。验证可能需要本身不包含在要验证的内容对象消息中的公钥。CCNx一方丢弃验证失败的内容对象消息。

CCNx协议不提供单独的密钥分发机制，因为使用该协议的一般特性，密钥可以像其他数据一样分发。用于密钥分发的概要文件是单独的规范，不是CCNx协议本身的一部分。签名验证可以确认Content Object消息在传输过程中没有被损坏(有意或无意)，因为它最初是被签名的，并且它是由已识别的发布者签名的，但是这些验证与确定所讨论的发布者是特定应用程序目的的可信数据源是不同的。CCNx各方使用信任管理实践来决定是否出于特定目的信任来自特定发布者的数据，但这些实践并没有作为CCNx协议本身的一部分指定。CCNx协议旨在确保数据的认证，而不限制关于密钥分发和信任管理的决策。

基本的交流:

使用CCNx协议的通信由接收器控制。数据的使用者通过可用的连接传输兴趣消息，接收消息并拥有匹配或满足请求的数据(根据兴趣消息中的规范)的任何一方都可以传输匹配的内容对象消息。数据只能在响应与数据匹配的兴趣时传输。Interest消息可以使用底层传输的广播或多播设施来传输，以便以最小的带宽成本到达许多潜在的数据源。

一方最多只能传输一条内容对象消息来响应接收到的单个兴趣消息，即使该方有许多匹配的内容对象。Interest消息和Data消息之间的一对一映射维护了一种流平衡，允许接收方控制从发送方传输数据的速率，并避免将数据发送到不需要的地方而消耗带宽。

节点需要实现抑制机制，以尽量减少两个不同节点发送两个内容对象消息以响应两个节点接收到的单个兴趣(例如通过广播或多播)的可能性。抑制机制需要包括随机响应时间和检测另一个节点已经广播或多播响应的事实，以便可以丢弃Interest。当前版本的CCNx协议没有指定抑制规则。

希望检索需要多个内容对象消息的大型数据集合的接收方必须传输一系列兴趣消息。对于流水线，接收器可以传输多个Interest消息，而无需在发送下一个消息之前等待对每个消息的响应数据。只有当接收方足够了解内容对象的名称以便提前构造不同的interest时，这才有可能。用相同的请求发送多个兴趣消息通常会导致重复传输相同的内容对象，因为发送方必须仅基于他们当时可用的内容来响应兴趣，而不是基于他们先前传输的内容对象的任何内存。

CCNx协议并不假定底层的消息传输是可靠的。为了提供可靠的传递，必须重新传输在一段合理的时间内未得到满足的Interest消息。接收方需要对未满足的interest(它仍然想要数据)维护一个计时器，并在计时器到期时重新传输它们。当前版本的CCNx协议没有指定定时器值。

这些规则管理本地通信的基本兴趣/数据交换，即直接从彼此接收消息传输的对等点之间的通信。由于CCNx协议可以在任何包传输之上使用，本地的定义相当广泛，包括物理上相距很远的节点对，但使用长距离连接(如TCP连接)作为隧道直接传输CCNx消息。多跳CCNx协议通信需要转发CCNx消息，该消息将在下一节中描述的节点模型中指定。

CCNx节点型号:

完整的CCNx节点(相对于有限的CCNx方，如单个应用程序)包含以下数据结构，以提供缓冲/缓存和无循环转发。

内容存储(CS):

一种缓冲存储器，用于根据名称的前缀匹配查找进行检索。由于CCNx内容对象消息是自标识和自身份验证的，因此每个消息都可能对许多消费者有用。CS需要实现一个替换策略，最大限度地提高重用的可能性，如最近最少使用(LRU)或最频繁使用(LFU)。CS可以无限期地保留内容对象消息，但不需要采取任何特殊措施来保存它们;CS是一个缓存，而不是持久存储。

脸:

面是接口概念的泛化:面可以是到网络的连接或直接到应用程序方的连接。面可以配置为在特定网络接口上发送和接收广播或组播数据包，或者在底层传输中使用点对点寻址或使用隧道(例如TCP隧道)发送和接收数据包。一个面也可以是到同一台机器上运行的单个应用程序进程的连接，通过UDP或特定于操作系统的进程间通信路径进行封装。所有的信息都通过一个脸到达，并通过一个脸发出。

转发信息库FIB (Forwarding Information Base):

interest的出站面表，根据名称的最长前缀匹配查找进行组织以供检索。FIB中的每个前缀条目可以指向一个面列表，而不是只有一个面。

未决利息表(PIT):

一个未满足兴趣的源表，根据名称上最长前缀匹配查找进行组织检索。PIT中的每个条目可能指向一个来源列表。PIT中的条目必须超时，而不是无限期地保持。

请注意，上面列出的表可以通过单个索引相互连接，以最大限度地减少CCNx消息处理和转发核心的查找操作成本。必须对这样的索引进行排序或确定优先级，以达到下面指定的查找顺序的效果。

CCN中的消息处理:

处理兴趣消息:

Interest Message的处理顺序如下:

a.对CS进行查找。如果找到匹配的contenttobject，它将作为对兴趣消息的响应传输到到达面。注意，要匹配contenttobject必须满足Interest消息中给出的所有规范。还要注意，可能有多个contenttobject同时匹配，在这种情况下，Interest Message中的规范将用于确定返回哪个对象。当在CS中找到匹配时，处理将停止，兴趣消息将被丢弃，因为它已得到满足。

b.对PIT进行查找。如果在PIT中发现匹配的兴趣消息，则意味着已经转发了等效的兴趣消息，并且正在等待。新的兴趣消息的到达面被添加到PIT条目中未满足的兴趣来源列表中，并且兴趣消息被丢弃。

c.对FIB进行查找。如果在FIB中找到匹配的前缀，则在PIT中创建一个表项，标识兴趣消息的到达面，并根据策略规则将消息发送到FIB中为该前缀注册的一个或多个出接口。请注意，其中一个出站面实际上可能连接到使用名称语义动态配置新面的本地代理。

d.如果以上步骤都没有匹配到，则节点目前没有办法满足Interest Message。它在被丢弃之前可能会被保留一段时间，因为创建新的FIB表项可以提供满足它的方法。

处理内容消息:

contenttobject按照以下顺序进行处理:

查找在CS上执行。如果找到一个匹配的contenttobject，这意味着新到达的contenttobject是一个可以安全丢弃的副本，因为任何兴趣消息都已经被满足，新的消息将从CS中得到满足。

a.在PIT上进行查找。如果在PIT中存在匹配，则contenttobject将在PIT中表示的利益的所有源面上传输。节点可以在转发contenttobject之前对其进行验证，并应用各种策略限制。

b.如果以上步骤均未匹配到，则该内容为非请求内容。节点不会转发和丢弃未经请求的数据，但可以将其存储在CS中，以备后续请求。

图3。在示例场景中显示CCN消息的处理。

策略规则:

与IP不同，CCNx FIB表项可以同时指向多个下一跳目的地。Interest Messages和contenttobjects的自识别特性意味着无需建立生成树就可以避免循环，生成树只允许在任何特定节点上的任何特定前缀有一个目的地。多个出站面的可能性意味着在转发消息时可以使用不同的策略在其中进行选择。节点需要实现一些策略规则，即使它只是在所有列出的出站面上按顺序传输Interest Message。一个节点可以实现许多不同的策略。策略规则应该由FIB表项指定:在这种情况下，FIB表项可以有效地包含一个约束程序，用于处理针对特定前缀的兴趣消息的转发。

节点需要丢弃在某个超时内由于新的兴趣消息到达而没有刷新的PIT条目。新的兴趣确认了潜在的接收者仍然对接收内容感兴趣。节点必须定期为挂起的PIT条目重传兴趣消息。节点可以使用不同的超时来刷新接收到的兴趣消息(下游兴趣)与用于重传未决兴趣消息(上游兴趣)的活动，并且可以使用与不同面的关联的不同超时。通过这种方式，每个节点都应该与下游和上游方匹配

移动环境中的CCN

尽管CCN可以提供本地化的内容交付，但如果内容请求者是移动设备，则可能会出现这种固有好处受到损害的情况。如图4(a)所示，移动设备X向原始源y发送兴趣包。当兴趣包通过网络转发时，它们会穿越多个CCN设备。来自内容源的数据包沿着感兴趣的数据包所经过的路径往回路由。沿着路径的每个CCN设备存储从内容源到内容请求者的转发数据包。

如图4(b)所示，位于移动设备X旧位置附近的CCN组网设备不知道移动设备X的移动，因此不必要地在移动设备X旧位置周围传输数据包，并且在切换后重复发送兴趣包，以请求旧位置已经请求的数据包。即在切换事件发生后，为了检索已经请求的数据包，必须再次发送若干冗余的兴趣包。但是，由于存储在旧位置附近的数据包在路由表更新之前是不可用的，因此切换后重新请求的数据包从位于远程的原始内容持有者发出，而不是从具有缓存内容的附近CCN设备发出。因此，它会导致很长的延迟和设备移动期间过多的控制开销

降低移动环境下CCN的控制开销:

为了减少在移动环境中使用CCN的控制开销和带宽浪费，J. Lee和D. Kim提出了代理辅助方案[4]。在该方案中，具有CCN功能的用户代理在IP网络上以覆盖架构配置。CCN代理可以是必须持续活动的移动设备或PC。

CCN代理充当所有内容共享的路由路径的公共点。此外，代理充当一个间接点(提供中继服务)，并提供其他服务，如消息过滤、安全关联等。

其基本思想是用户设备要求代理代表它们下载所请求的内容(如图5所示)。CCN代理参与传统的CCN覆盖，并负责设备的所有下载。因此，如果用户设备需要获取特定的内容数据，只需将内容查询报文发送给其代理节点，这与原始CCN架构中的兴趣报文类似。也就是说，用户设备不需要自己解析并与其他内容持有者设备建立连接。

接收兴趣包的CCN代理可以代表内容请求者尝试使用正常的CCN兴趣/数据交换来发现内容。请求的内容数据从代理传输到请求者设备。通过这种代理架构，移动设备可以减少CCN路由信息配置和内容共享的开销。下一章将详细介绍本文提出的基于代理的移动CCN。

代理辅助CCN

代理辅助CCN是CCN的一种变体，用于避免移动环境中的控制开销。下面详细描述代理辅助CCN的每个操作。

CCN覆盖配置:

首先，移动CCN设备与CCN代理节点进行内容前缀公告和内容共享的安全关联。假设代理节点事先配置了覆盖网络，因此可以识别其他代理节点的身份信息。包括代理节点在内的每个设备都携带一个公钥对形式的唯一加密标识。设备使用的密钥对与其身份之间存在紧密耦合，因此可以轻松识别所有设备。代理节点可以通过身份信息建立面配置，构建路由表。安全关联完成后，移动CCN设备与代理节点之间交换身份信息和IP地址。存储这些信息使得当移动消费者设备或服务代理节点的IP地址发生变化时，无需交换额外的兴趣包就可以交付内容数据。也就是说，一旦移动消费者设备和其中一个代理节点之间存在安全关联，除了网络关联(即在它们之间创建面部配置)之外，其他代理节点上就没有进一步的处理。

代理辅助的CCN内容共享:

希望接收特定内容数据的移动设备向其代理节点发送包含所请求内容名称的内容请求消息，如图6所示。

接收内容请求消息的代理节点启动一个正常的CCN内容共享过程。也就是说，代理节点将内容请求视为来自其自身应用层的请求。代理节点从内容持有者处接收到请求内容的元数据信息后，将请求内容数据的元数据信息传递给移动设备。假设生成CCN内容时可以获取元数据信息，并将其承载在内容的第一段数据中。因此，移动设备可以为请求的内容数据配置伪PIT项，而无需在内容数据的段单元中发出进一步的兴趣包。

运动:

移动设备通过物理链路信息或子网地址来检测何时改变网络状态。在提议的体系结构中，子网变更和代理变更都被认为是一个切换事件。由于所提出的方案采用CCN over IP覆盖架构，内容请求者IP地址的变化与CCN架构对代理节点的新面配置直接相关。同样，代理更改事件也应通知前一个代理节点，以防止不必要的丢包和资源消耗。当检测到移动事件即将发生时，移动设备向当前代理节点发送Ã¢Â ' Â ' Hold request '消息。

当前代理节点在接收到Ã¢Â ' Â 1 Hold request '消息后，停止向移动设备发送内容数据包，只将内容数据存储在本地存储库中，以便后续重传。为此，将PIT中相关条目的HO字段设置为1。如图7所示，接收指示特定内容数据的兴趣包的CCN代理节点为未来的内容数据传递配置基于内容的路由项。也就是说，所提出方案的路由表结构仅在坑配置的Ã①Â′Â′HO′字段上有所不同。

之后，如果接收到内容数据包，代理节点检查是否存在特定的PIT条目，并且相关条目具有HO指示位。如果HO位为Ã①Â′Â 1′，则接收到的内容数据包不被转发，直接存储在其存储库中(如图8所示)。因此，该方案可以避免不必要的数据包丢失和对移动设备旧位置路径的网络资源消耗。

内容迁移处理:

子网的改变:

移动设备在获取新的IP地址时，将其在旧位置最终接收到的内容序列号，通过Ã¢Â ' Â >切换通知消息通知其代理节点的新IP地址信息。CCN代理节点将存储的内容数据包发送到移动设备的新位置。即，所提出的方案不要求移动设备对所存储的内容数据包再次传输兴趣包。在接收到在旧位置请求的最后一个内容数据段后，移动设备只等待后续的内容数据段，而不使用额外的CCN兴趣包。

代理的改变:

通过代理发布消息，移动设备可以检测到新的代理节点的存在。在与新代理节点进行关联处理时，移动设备将有关前一个代理节点的身份信息传递给新代理节点。因此，新的代理节点可以请求为移动设备交付缓存的内容数据。为了减少在交付缓存的内容数据期间的控制开销，新代理使用了修改后的CCN兴趣，它指示了上一次从前一个内容代理接收到的请求的内容名称和内容序列号。此外，可以临时使用两条同时的路径来接收所请求的内容数据，一条用于通过前一个代理节点的间接路径，另一条用于通往新代理的直接路径(如图9所示)。

应用程序

CCN除了常规web服务器流量的内容传播外，还应用于各个领域。这些可能的应用现讨论如下:

医疗器械和医疗保健管理系统:

个人健康、远程健康监测和辅助生活是不断增长的医疗保健市场，这些市场正在扩大可以安全记录、存储和共享个人医疗保健数据的移动设备和服务的使用。智能手机和平板电脑在消费者和医疗保健领域都在不断增长，目前有数以千计的医疗和保健应用程序可用。

消费者、医疗保健提供商、医疗设备供应商和医生正在认识到移动医疗保健设备和服务的好处，这些设备和服务可以监测患者的生命体征并与医生共享，为个人提供汇总的健康信息，以及在基础设施访问受限的紧急响应情况下使用。

然而，这些设备、系统和应用程序也在确保隐私和安全、连接多个异构设备以及聚合和共享信息方面提出了挑战。这些障碍阻碍了使用现有网络技术的解决方案的可用性和部署。与拼凑网络组件和安全服务或分割基础设施和信息不同，显然需要开发一个安全的统一通信平台，用于访问、存储和传输健康和健康数据。

基于ccn的技术允许医疗设备安全地无线登记、共享和访问敏感内容，而不需要部署基础设施或后端系统支持。使用CCN以数据为中心的加密方法，健康和健康数据可以安全地共享，隐私级别由用户或提供商定义和设置。CCN的高度可用的登记程序可以应用于多种医疗设备类型。CCN的协议不可知通信模型可以为一组异构设备构建低成本的通信平台。

安全且具有成本效益的照明控制系统:

工业、市政和住宅建筑的照明系统正越来越多地过渡到节能替代品，如发光二极管(led)，以降低成本和环境影响，并符合能效法规。

许多新的照明控制系统开始使用基于ip的架构和功能，但这种方法成本高且效率低。它需要管理和分配IP地址，构建防火墙以保证安全性，以及管理复杂的It配置。当系统采用无线控制时，也存在很高的安全漏洞风险。有机会采用一种新的方法来设计和部署具有增强安全性、直观命名和易于管理的控制系统。以内容为中心的网络(CCN)技术提供了一种新的通信和架构模型，可提供安全、自配置、低成本和健壮的照明控制。

工作的具体内容可能包括:

a.设计并实现使用CCN协议细节进行设备发现、维护和关联的引导机制。

b.概述将夹具与直观的命名机制相关联的命名策略。

c.使用Linux服务器实现控制逻辑的实现，并与灯具进行策略的沟通和演练。命令可以从控制台输入，控制台可以是面板，也可以是移动设备，具体取决于工业或住宅设置。

d.在Android设备上实现一个移动接口，以接收用户命令输入，这些命令输入被传递给控制器，控制器再与照明装置通信。

优点和缺点

以内容为中心的网络的好处:

a.提供无缝的、无处不在的体验——允许人们轻松地从多个位置、移动设备和不同的网络发送和接收数字内容。

b.简化网络使用，减少设置时间，不需要通过防火墙、vpn和adhoc同步协议手动配置。

c.减少拥塞和延迟——不会通过网络管道发送不相关或冗余的信息。

d.在降低运营成本的同时提高网络性能—至少将效率提高3个数量级。

e.提高网络可靠性—使用任何可用的介质可靠地传递信息。

f.消除许多安全问题——保护信息，因此完整性和信任是内容的属性，而不是通道的属性。

g.支持新的和新兴的应用程序-促进移动和无线访问(目前被归入网络边缘)，并支持广播、IP语音(VoIP)、自主传感器网络、无处不在的应用程序和上下文感知计算。赋予用户权力——允许人们向他们的网络表达意图(例如，优先考虑特定的内容而不是其他内容)，并从网络内部优先考虑他们的需求。

CCN的缺点:

a. CCN仍是一个不断发展的概念，因此在硬件或软件方面没有太多的支持。

b. CCN解决了内容传播问题，但在移动设备上使用时可能会造成带宽浪费。我们已经在前面的章节中讨论了这个问题和可能的解决方案。

结论

目前的互联网是有效的交流，但不是有效的传播，CCN认识到大量的信息是一次性生产，然后复制多次。本文明确了CCN的概念，它的应用，以及设备移动性对基于CCN的内容交付环境的影响。移动消费设备频繁更换网络，导致内容共享性能下降，用户体验不佳。为此，提出了基于代理的CCN方案来补偿用户移动的影响。

代理节点代表移动消费设备进行内容共享，充当旧路径和新路径的公共点。从所提出的代理架构来看，它可以防止在移动设备已经移出的前一个位置进行不必要的数据包传输。此外，还可以减少在网络变化期间未收到的数据包的兴趣包的重复传输，从而节省能源消耗。这一特性在以内容为中心的网络中非常重要，因为设备移动固有地会导致动态拓扑变化和高资源消耗。

参考文献

http://www.parc.com/work/focus-area/content-centric-networking/
http://www.ccnx.org/
http://www.ccnx.org/releases/latest/doc/technical/CCNxProtocol.html
Ã¢Â ' Â使用以内容为中心的代理辅助内容共享NetworkingÃ¢Â ' Â成员， IEEE和Daeyoub Kim，成员, IEEE
http://www.ccnx.org/395/1/van-jacobsen-at-google/