7、物联网中NDN缓存策略深度解析

物联网中NDN缓存策略深度解析

1. 物联网缓存挑战

TCP/IP通信要求消费者和提供者同时在线，但在物联网中，为了实现能源效率，资源受限的节点可能会进入睡眠模式。而且，物联网动态和移动的环境无法保证通信节点之间连接的稳定性。因此，物联网中节能的数据传播大多依赖于缓存和代理。

在代理机制中，任何充当代理的节点都可以请求数据，并能代表睡眠节点临时存储请求的响应，直到该节点唤醒。缓存的内容可以提供给请求相同内容且共享同一代理的其他节点，从而减少响应延迟并提高网络带宽利用率。

然而，在应用层通过CoAP和HTTP实现的缓存存在一些局限性：
- 客户端必须明确选择代理节点（正向或反向）作为缓存点，而之前部署的缓存点可能不再是最优的。客户端节点需要使用资源发现机制来选择代理，这增加了系统的复杂性。
- 在高度动态且连接不稳定的环境中，预配置的代理可能会无法访问。随着网络拓扑的变化，客户端必须重新配置代理或停止使用网络的缓存功能。
- 当缓存和代理之间的端到端连接丢失时，应用数据的保护变得非常困难。

为了在物联网环境中实现高效灵活的缓存，网络架构必须支持在网络内部进行缓存，而无需应用程序进行任何配置。此外，网络层应该了解所有应用层资源，并且缓存功能应集成在转发层中，以最大限度地提高每个通过网络的兴趣包对缓存的利用率。同时，安全可靠的网络内缓存需要对物联网安全模型进行一些根本性的改变。

2. 物联网中的NDN

为了应对以主机为中心的物联网通信所面临的挑战，一种新的独立于IP的通信模型——命名数据网络（NDN）应运而生，它属于信息中心网络（ICN）的范畴。NDN因其简单、健壮且超越端到端连接的通信方式而