命名数据网络概述

TCP/IP 存在问题：

1. 效率低。管道是单源单路径的，容易造成拥塞，比如同一个视频，要从单个服务器发送无数次。
2. 可扩展性差。不断打补丁，网络设计管理越来越复杂。IP地址也不够用了。
3. 安全性弱。重视管道保护，但不能保证数据本身的可靠性。比如建立一个信任连接后，对方发的恶意代码也会照收无误。

信息中心网络ICN和命名数据网络NDN是一种未来的互联网网络架构。其主要设计原则为：

1. 保留TCP/IP的沙漏模型，允许上下层不断革新。
2. 考虑网络的安全性。
3. 保留了端到端的原则，维持了应用的稳健性。
4. 流量自调节，这点与TCP/IP不同，IP只负责数据的分发，对数据是否到达及传输过程遇到的问题没有反馈机制。
5. 保留路由和转发平面的分离，保证了转发技术和路由技术可以并行发展。
6. 保证网络架构的中立，用户的选择和竞争尽可能简单。

NDN保留了TCP/IP中的沙漏模型，但是利用内容块代替了IP层。

• 在网络的角度看，就是在网络中对数据命名代替对物理实体命名，用户交换信息与位置无关，采用发布—订阅策略。无需目的地址，数据可以来自任何节点。
• 数据包必须携带签名以保证安全性。
• 利用网络的缓存功能缓存经过的数据包，可以减少网络流量。

NDN的数据报文包括兴趣包和数据包两种。

NDN包括三种重要的数据结构来完成转发，分别是转发信息库(FIB)，待定兴趣表(PIT)和内容缓存库(CS)

（1）转发信息库(forwarding information base，FIB)：FIB保存了路由结点到达内容服务器的下一跳接口(NDN中用face指代，一个face代表路由器收发报文的一个接口)

（2）内容存储库(content store，CS)：CS保存路由结点的缓存内容

（3）未决请求表(pending interest table，PIT）：PIT记录未得到响应的Interest报文的名字信息及请求的face，以便Data报文沿途返回。

兴趣包的查询步骤是：
CS：是否已经有缓存了；
PIT：是否已经有其他人请求过了，那就不用再重复发请求了，只需记录一下，在包回来时给所有请求都分一份就行；
FIB：查询哪条路径能满足请求，把兴趣包转发下去。

数据包结构如下，查询步骤是：
PIT：若有该数据的请求，发给所有请求列表；若无则直接丢弃。
CS：留一份缓存后，继续转发

NDN需要解决的关键技术：命名机制、缓存机制、路由机制、转发机制、传输控制机制、移动性管理机制和数据安全机制等。