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双结构网络内容共享能力研究

更新时间：2019-12-24 06:16:22 大小：1M 上传用户：守着阳光1985查看TA发布的资源 标签：双结构网络 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

内容共享是实现互联网普惠全民(The Internet is for Everyone)的重要方面,为此,中国工程院李幼平院士提出以Internet为主结构而以播存网络为次结构的双体系结构内容共享网络,简称双结构网络DAN(Dual-Architecture Network),本文首先介绍DAN的实现模型并进行形式化描述,然后定性分析DAN的内容共享机理和内容运营模式,同时采用2ACT模型进行定量分析,最后通过原型系统进行原理性验证.从多个维度综合阐明DAN的内容共享能力.


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双结构网络内容共享能力研究.pdf 1M

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4
Vol． 46 No． 4  
Apr． 2018  
第
期
电
子
学
报
2018  
4
ACTA ELECTRONICA SINICA  
年
月
双结构网络内容共享能力研究  
1，2  
1，2  
1，2  
， ，  
刘 旋 杨 鹏 董永强  
( 1．  
，
东南大学计算机科学与工程学院 江苏南京  
211189;  
2．  
( ) ， 211189)  
计算机网络和信息集成教育部重点实验室 东南大学 江苏南京  
:
( The Internet is for Everyone)  
，
，
摘
要
内容共享是实现互联网普惠全民  
的重要方面 为此 中国工程院李幼平院  
， DAN( Dual-Architec-  
为主结构而以播存网络为次结构的双体系结构内容共享网络 简称双结构网络  
Internet  
士提出以  
ture Network) ，  
本文首先介绍  
DAN  
，
的实现模型并进行形式化描述 然后定性分析  
DAN  
的内容共享机理和内容运营模  
DAN  
，
式 同时采用  
2ACT  
， ．  
模型进行定量分析 最后通过原型系统进行原理性验证 从多个维度综合阐明  
的内容共享  
．
能力  
:
;
;
;
;
关键词  
中图分类号  
URL: http: / /www． ejournal． org． cn  
双结构网络 广播分发 内容共享能力 定性分析 定量分析  
TP393 0372-2112 ( 2018) 04-0849-07  
DOI: 10． 3969 /j． issn． 0372-2112． 2018． 04． 012  
:
:
A
:
文章编号  
文献标识码  
电子学报  
Research on Content Sharing Capability for  
Dual-Architecture Network  
1，2  
1，2  
1，2  
LIU Xuan ，YANG Peng ，DONG Yong-qiang  
( 1． School of Computer Science and Engineering，Southeast University，Nanjing，Jiangsu 211189，China;  
2． Key Laboratory of Computer Network and Information Integration，Southeast University，Nanjing，Jiangsu 211189，China)  
Abstract: Content sharing plays the essential role to achieve the vision of " The Internet is for Everyone" ． To this  
end，Prof． Li Youping，academician of the Chinese Academy of Engineering，pioneered the concept of DAN( Dual-Architec-  
ture Network) ，which is composed of primary architecture( refers to Internet) and secondary architecture( refers to broadcast-  
storage network) ． In this paper，firstly the implementation model of DAN and its formalized description are exhaustively  
presented，and then qualitative analyses for the content sharing mechanism and content business model are conducted． Fur-  
thermore，quantitative analysis is conducted by applying the 2ACT model． Finally，the feasibility is verified through a proto-  
type system． The content sharing capability of DAN is eventually demonstrated in terms of theoretical analysis and system  
implementation．  
Key words: dual-architectural network; broadcast distribution; content sharing capability; qualitative analysis; quan-  
titative analysis  
，
宽带现状报告统计 全球约  
39  
亿人还未享受互联网服  
1
引言  
［4］  
，
．
务 数字鸿沟已经由话音电话转向互联网内容  
而内容共享是实现互联网普惠全民的重要途径  
Internet CDN  
Vint Cerf  
互联网之父  
提出互联网普惠全民的概  
．
［1］  
，
念
欧洲一些国家 将 互联 网接入列 为最基本的 人  
当前主流内容共享网络是在  
之上构建  
然而 这种内容共享网络  
本质上具备下层由地址驱动的和上层由内容驱动的两  
［2］  
［3］  
［6］  
，IRTF 2014  
GAIA  
．
然
权
于
年成立互联网接入工作  
而 据国际互联网协会发布的最新全球互联网调查表  
60%  
( Content Delivery Network)  
．
，
，
，
、
，
明 受限于人口 地域和经济等因素 全球仍有近  
， 、 ，  
种体系结构 且上层结构寄生 依赖于下层结构 导致在  
［3］  
，
2016  
年
的人口还未接入互联网  
另据国际电信联盟  
Internet  
． ，  
基础设施较差地区难以实现内容共享 因此 必  
: 2016-10-23;  
: 2017-03-23;  
:
责任编辑 李勇锋  
收稿日期  
修回日期  
:
基金项目 国家自然科学基金  
( No． 61472080，No． 61672155) ;  
( No． 2015-XY-04) ;  
863  
( No．  
高技术研究发展计划  
中国工程院咨询研究项目  
国家  
2013AA013503) ;  
软件新技术与产业化协同创新中心资助  
850  
2018  
年
电
子
学
报
．
ISP  
． ， Loon  
承担巨大经济压力 此外 谷歌公司的 项  
须根本打破这种寄生关系来构建新型内容共享网络  
使
［16］  
，
针对上述问题 中国工程院李幼平院士提出以  
In-  
，
采用氦气球来扩大地面互联网覆盖范围 但受雷  
目
ternet  
、
、
，
“
”
为主结构而以播存网络为次结构的双体系结构内  
雨 气压 风流等环境因素影响 这种 浮动基站 的连  
internet. org  
项目采用太  
［7］  
DAN  
．
，
然而 作为一种涉及多方利益相关  
．
容共享网络  
接稳定性较差 而脸谱公司的  
(
者 包括网络供应商  
ISP、  
内容供应商  
ICP  
)
和用户等 的  
， 、 、  
阳能无人飞行器 为偏远地区提供新闻 医疗卫生 和教  
［18］  
，
可运营网络 双结构网络能否被真正所采纳及部署实  
，
但这种方案饱受破坏网络  
育等免费基础信息服务  
， ，  
施 还需综合认知其内容共享能力 以便为利益相关者  
．
中立性原则等问题的争议  
，
为了推动偏远地区的互联网内容共享 一些近实  
． ，  
的投资决策提供指导 因此 本文定性分析其内容共享  
［19］  
，
2ACT  
． Outernet  
机理和内容运营模式 并采用统一的  
模型对其进  
原型系统来进行可行性验  
证 从定性分析 定量分析和原型系统等多维度综合展  
时或非实时共享方案也相继被提出  
利用卫  
，
DAN  
行定量分析 最后通过  
星广播信号公益性地向互联网盲区主动推送基本资讯  
．
、
， ，  
信息 并利用本地终端接收设备自动缓存广播内容 提  
DAN  
．
． ，  
供近实时互联网内容服务 然而 在这种单向内容广播  
示
的内容共享能力  
，
系统中 一方面  
ISP  
，
免费提供互联网内容服务 运营模  
2
互联网内容共享相关方案  
， ，  
式不健全 另一方面主动推送内容给用户 难以感知用  
［20］  
，TCP/IP  
受限于网络设计理念和运营模式  
从根本  
． Gareth Tyson  
( In-  
等人 提出利用互联网盒子  
户兴趣  
上难以打破互联网基础设施较差地区的用户接入经济  
ternet Box)  
、
预先存储维基百科 电子书和音视频等静态  
［8］  
［9］  
，
Horizon2020 RIFE  
项目 采用以信息  
壁垒  
所以欧盟  
， ，  
内容 离线状态下供本地用户访问 典型代表包含  
Inter-  
［21］  
［22］  
［23］  
， /  
为中心的组网理念解耦内容和主机 以发布 订阅访问  
net-in-a-Box 、LibraryBox  
Library for all  
．
但是  
和
，
范型在时空上解耦内容访问 以内置缓存降低访问延  
“ ”，  
这种方案本质上是一种非实时的 知识图书馆 内容  
［10］  
．
，
虽然能够减少用户接入成本 但  
迟和增加负载均衡  
，
更新周期较长 且内容新鲜度较低  
．
ISP  
． ，  
的网络重构成本 另外 这种革命式  
却极大增加了  
DAN  
而双结构网络  
供近实时的多媒体内容服务 和  
，DAN  
能够利用广播单向传输通道提  
［11］  
， Gartner  
方案研究发展较为缓慢 据  
，ICN  
组网技  
预测  
．
CDN、RIFE  
以及其它高  
采用广播单通道免  
［12］  
10 ，  
年以上 所以短期内难以部署  
术
成熟至少需要  
空平台方案等双向通道相比  
．
实施  
， ．  
路由分发 理论上内容共享不限规模 和传统互联网用  
［13］  
［14］  
，
因此 从  
2015  
，OneWeb 、SpaceX  
Leo-  
和
年起  
Outernet  
户主动请求以及  
，DAN  
和互联网盒子被动接收的方  
［15］  
sat  
组成巨型星座来提供互联网全球接入 一方面提供蜂  
等多家卫星互联网巨头纷纷宣布利用低轨小卫星  
，
不仅能被动接收广播内容 还能基于兴趣  
式相比  
．
、 ． ，  
适配机制主动预测 推送内容 另外 消费驱动的内容运  
， “ 1 ” ，  
窝回程服务 解决 最后 公里 问题 另一方面将卫星  
． 1  
营模式为可持续的网络生态提供了良好保障 表 详细  
［16］  
，
接收设备作为小区热点 拓展现有地面网络  
．
虽然卫  
．
对比了互联网内容共享相关方案  
，
星具有广覆盖特点 但是卫星发射和长期维护开销迫  
1
表
互联网内容共享方案对比  
提供方式  
实时  
传输通道  
双向  
内容类型  
所有  
请求方式  
主动请求  
主动请求  
主动请求  
主动请求  
主动请求  
被动接收  
被动接收  
内容更新  
运营模式  
生产驱动  
生产驱动  
生产驱动  
生产驱动  
免费  
CDN  
RIFE  
即时  
即时  
双向  
所有  
实时  
卫星互联网  
Loon  
双向  
所有  
实时  
即时  
双向  
未知  
实时  
即时  
internet. org  
Outernet  
Internet Box  
DAN  
双向  
受限内容  
静态内容  
静态内容  
多媒体内容  
实时  
即时  
单向  
近实时  
非实时  
近实时  
周期短  
周期长  
周期短  
免费  
单向  
免费  
、
被动接收 主动推荐  
单向  
消费驱动  
［24］  
．
化服务等多维度内容资源描述  
模型主要包括大数  
3
DAN  
实现模型  
、 、 、  
据中心 接入网 播发中心 广播通道和边缘盒子  
EBox  
DAN  
，
主要包括主结构和次结构两个部分 而统一  
， 1  
等五个构件 如图 所示  
．
UCL( Uniform Content Label)  
EBox  
内容标签  
是双结构共栖协  
大数据中心一方面负责采集次结构  
用户历  
， 、 、  
同的纽带 用来支持内容信息聚合 传播 管理和个性  
， 、  
史记录 并结合主结构热门内容来分析 感知和预测偏  

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