ICN에서 효과적인 라우팅 및 캐싱에 대한 연구 = A Study on Efficient Routing and Caching in ICN

국문 초록 (Abstract)

최근 급증하는 트래픽의 효과적인 처리를 위해 컨텐츠 이름을 기반으로 라우팅을 수행하는 정보 중심 네트워크인 ICN에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 이동 네트워크 환경에서 ICN을 효과적으로 제공하는 방안을 연구한다. 첫째, MEC 및 SDN 컨트롤러 기반의 네트워크 구조에서 컨텐츠 인기도 및 우선순위에 기반하고 사용자의 QoE를 고려하는 컨텐츠 전달 비용 최소화를 위한 효과적인 캐싱 기법을 제안한다. 둘째, 동적으로 변화하는 네트워크 환경에 적응하고 라우팅 비용을 최소화하며 컨텐츠 생산자의 이동성을 효과적으로 지원하기 위한 동적 라우팅 기법을 제안한다. 마지막으로, 5G 네트워크에서 ICN을 지원하기 위한 네트워크 기능, 구조 및 절차를 제공하는 연동 방안을 제안한다. 본 연구 결과는 이동 네트워크에서 효과적인 ICN 라우팅 및 캐싱을 제공하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, Information-Centric Networking (ICN), which performs routing based on content names for effective processing of rapidly increasing traffic, has been proposed. In this paper, a method to effectively provide ICN in a mobile network environment is studied. Firstly, we propose an effective caching scheme for minimizing content serving cost with content popularity and priority considering user's QoE in the network based on MEC and SDN controller. Secondly, we propose a dynamic routing scheme to adapt to the dynamically changing network environment, minimize routing costs, and effectively support the mobility of content producers. Finally, we propose an inter-working method that provides network function, architecture, and procedure to support ICN in 5G networks. It is expected that the results of this study can be used to provide effective ICN routing and caching in mobile networks.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 1
• 1.1 연구 배경 및 동향 1
• 1.2 연구 목적 및 문제 정의 3
• 1.3 논문 구성 4
• 제 2 장 관련 연구 5
• 2.1 ICN에서 컨텐츠 캐싱 기법 5
• 2.2 ICN에서 생산자 이동성 제공을 위한 라우팅 기법 7
• 2.3 5G 네트워크에서 ICN 12
• 제 3 장 ICN에서 효과적인 컨텐츠 캐싱 기법 16
• 3.1 연구 개요 16
• 3.2 제안 기법 18
• 3.2.1 시스템 모델 및 컨텐츠 캐싱 기법 동작 절차 18
• 3.2.2 컨텐츠 인기도 및 컨텐츠 우선순위 21
• 3.2.3 컨텐츠 캐싱 최적화 26
• 3.3 성능 평가 32
• 3.3.1 컨텐츠 요청 모델 32
• 3.3.2 시뮬레이션을 통한 효과적인 캐싱 기법 성능 분석 34
• 3.4 결론 48
• 제 4 장 ICN에서 생산자 이동성 제공을 위한 동적 라우팅 기법 49
• 4.1 연구 개요 49
• 4.2 제안 기법 51
• 4.2.1 동적 라우팅 기법 동작 절차 51
• 4.2.2 ICN 패킷 및 라우터 구조 53
• 4.2.3 라우팅 비용 기반 동적 라우팅 기법 62
• 4.3 성능 평가 68
• 4.3.1 수학적 분석을 통한 기존 라우팅 기법 간 성능 비교 68
• 4.3.2 시뮬레이션을 통한 동적 라우팅 기법 성능 분석 78
• 4.4 결론 83
• 제 5 장 5G 네트워크와 ICN 연동 방안 85
• 5.1 연구 개요 85
• 5.2 제안 방안 87
• 5.2.1 ICN을 지원하는 5G 네트워크 기능 및 구조 87
• 5.2.2 5G 네트워크에서 ICN 컨텐츠 서비스 제공 방안 92
• 5.2.3 5G 네트워크에서 ICN 패킷 전달 동작 97
• 5.3 성능 평가 99
• 5.4 결론 104
• 제 6 장 결론 105
• 참고문헌 107
• 부록 131