I n te r n ati o n al   Jo u r n al   o f  El e c tr i c a l   an d   C o m p u te r   En gi n e e r i n g   (I JEC E )   V o l .   10 ,   N o .   2 ,  A p r i l   2020 ,   p p.   1438 ~ 145 3   IS S N :   2088 - 8708 ,  D O I :   10. 1 1591 / i j e c e . v 10 i 2 . pp1438 - 14 53             1438       Jou r n al   h o m e pa ge :  ht t p: / / i j e c e . i ae s c or e . c om / i nd e x . php / IJ E CE   S t u d y   a n d   a n a l y si s   o f   m o b i l i t y ,   s e c u r i t y ,     a n d   c a c h i n g   i ssu e s  i n   C C N       R ao   N av e e d   B i n   R ai s 1 ,  O s m an   K h a l i d 2   1 C o l l e g e   o f   E ng i ne e r i ng   a nd   I nf o r m a t i o n  T e c hno l o gy   A j m a n  U ni v e r s i t y ,   A j m a n,   U n i t e d  A r a b   E m i r a t e s     2 D e pa r t m e n t   o f   C o m put e r   S c i e nc e   C O M S A T S   U n i v e r s i t y   I s l a m a ba d,   A bbo t t a ba d  C a m pus ,   P a k i s t a n       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d  M a r  29 ,   2 019   R e v i s e d  O c t   11 ,   2 019   A c c e pt e d  O c t   21 ,   2 019       E xi s t i ng   a r c hi t e c t u r e   o f   I nt e r n e t   i s   I P - c e nt r i c ,   ha v i ng   c a pa bi l i t y   t o   c o pe   w i t h  t he   ne e ds   o f   t he   I nt e r n e t   u s e r s .   D u e   t o   t he   r e c e n t   a dv a nc e m e nt s   a n d   e m e r g i ng   t e c hno l o g i e s ,   a   ne e d  t o   ha v e   ubi qu i t o us   c o nne c t i v i t y   ha s   be c om e   t he   pr i m a r y   f oc us .   I nc r e a s i ng   d e m a nd s   f o r   l o c a t i o n - i nde p e nd e nt   c o nt e nt   r a i s e d    t he   r e qu i r e m e n t   o f   a   ne w   a r c hi t e c t ur e   a n d  he nc e   i t   be c a m e   a   r e s e a r c h   c ha l l e ng e .   C o nt e n t   C e n t r i c   N e t w o r k i ng   ( C C N )   pa r a d i g m   e m e r g e s   a s     a n  a l t e r na t i v e   t o   I P - c e nt r i c   m o de l   a nd  i s   b a s e d  o n  na m e - ba s e d  f o r w a r di ng   a nd  i n - n e t w o r k  d a t a   c a c hi ng .   I t   i s   l i k e l y   t o   a ddr e s s   c e r t a i n  c ha l l e ng e s   t h a t   ha v e   no t   be e n  s o l v e d  by   I P - ba s e d  pr o t o c o l s   i n  w i r e l e s s   ne t w o r k s .     T hr e e   i m po r t a n t   f a c t o r s   t h a t   r e q ui r e   s i g ni f i c a n t   r e s e a r c h  r e l a t e d  t o   C C N   a r e   m o bi l i t y ,   s e c ur i t y ,   a nd  c a c hi ng .   W hi l e   a   num be r   o f   s t udi e s   h a v e   be e n   c o nduc t e d  o n  C C N   a nd  i t s   p r o po s e d  t e c hno l o g i e s ,   no ne   o f   t he   s t u di e s   t a r g e t   a l l   t h r e e   s i g ni f i c a n t   r e s e a r c h  d i r e c t i o ns   i n  a   s i ng l e   a r t i c l e ,   t o   t h e   b e s t   o f   o ur   kno w l e dg e .   T hi s   pa pe r   i s   a n  a t t e m p t   t o   di s c us s   t h e   t hr e e   f a c t o r s   t o g e t he r   w i t h i n   c o nt e xt   o f   e a c h  o t h e r .   I n  t h i s   pa p e r ,   w e   d i s c us s   a n d  a na l y z e   ba s i c s   o f   C C N   pr i nc i p l e s   w i t h  di s t r i b ut e d  pr o pe r t i e s   o f   c a c hi ng ,   m o bi l i t y ,   a nd  s e c ur e   a c c e s s   c o nt r o l .   D i f f e r e nt   c o m pa r i s o ns   a r e   m a de   t o   e xa m i ne   t h e   s t r e ng t hs   a n d  w e a kn e s s e s   o f   e a c h  a f o r e m e nt i o ne d  a s p e c t   i n  de t a i l .   T he   f i na l   di s c us s i o n  a i m s   t o   i de n t i f y   t he   o pe n  r e s e a r c h  c ha l l e ng e s   a nd  s o m e   f u t u r e   t r e nds   f o r   C C N   de p l oy m e nt   o n  a   l a r g e   s c a l e .   Ke y w or d s :   Ca c hi n g   CCN   H a n do ff   M ob i l i t y   N e t w o r ki n g   S e c ur i t y     C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e d  E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .    A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   R a o   N a v e e d  B i n   R a i s ,   Co l l e ge   of   E n gi n e e r i n g   a nd  I n f o rm a t i o n  T e c hn o l o g y   A j m a n  U n i v e r s i t y ,   A j m a n ,   U n i t e d  A ra b   E m i r a t e s .   E m a i l   :   1 r . ra i s @ a j m a n. a c . a e ,  2 o s m a n@ c ui a t d. e du . pk       1.   I N TR O D U C TI O N   M ob i l e   de v i c e s ,   s uc h   a s   pe r s o n a l   de v i c e s ,   l a pt o ps ,   s m a rt p h o n e s ,   a nd  t a b l e t s   ha v i n g  s e n s i ng  c a pa b i l i t i e s   a n d   c o nn e c t e d  v i a   w i r e l e s s   Int e rn e t   h a v e   b e c om e   po pul a r   w o r l dw i de   [1].   W i r e l e s s   N e t w o r ki n g   ha s   s urge d  i n   a t t ra c t i v e n e s s   a nd  h a s   c o n t ri b ut e d  t o   t h e   i n c r e a s e   of   t h e   us e r   de s i r e   t o   h a v e   ub i qui t o us   c o n n e c t i v i t y .   Re s o u r c e - c o n s t ra i n e d  de v i c e s   s u c h   a s   s e n s o r s   a n d  s m a r t   o b j e c t s   a r e   c o nn e c t e d  o n   a   l a r ge   s c a l e .   B e s i de s ,   w i t h   t h e   g r o w i n g  num b e r   o f  m ob i l e   de v i c e s ,   h uge   pr o po r t i o n   of   m ob i l e   n e t w o r ks   a r e   n o w   pa r t   o f    t h e   gl o b a l   n e t w o r ki n g  s y s t e m .   G l o b a l   m o b i l e   da t a   t ra f f i c   i s   e x pe c t e d  t o   be   i n c r e a s e d  52 - f o l d  f r o m   2013  t o   2022  t o   r e a c h   a r o u n d  77  E x a by t e   pe r   m o n t h,   a n d  o nl y   i n   20 17,   m o b i l e   v i de o   t r a f f i c   a c c o un t s   f o r   59  pe r c e n t   of   t o t a l   m o b i l e   t r a f f i c   [2].   M o r e ov e r ,   a   l a r ge   num b e r  o f   de v i c e s   i n v o l v e d  i n  w i r e l e s s   n e t w o r ki n g  a r e   m o b i l e   i n  na t u r e .   T hi s   m o b i l i t y   of   de v i c e s   t e n ds   t o   m o di fy   n e t w o r k  t o po l o g y   w i t h   t h e   pa s s a ge   o f   t i m e .     T r a d i t i o n a l   e n d - to - e nd  I n t e rn e t   c o m m u ni c a t i o n   p r o t o c o l s   h a v e   bo t t l e n e c ks   i n   c o pi n g  w i t h   s uc h   m o b i l i t y   a n d  d y n a m i c   n e t w o r k  c o n di t i o n s .   I n   a dd i t i o n ,   m a n y   c o n t e n t   pr o v i di n g  c o m pa ni e s   s uc h   a s   n e w s pa pe r s   a r e   m i g ra t i n g  t o   p r o v i de   di gi t a l   s e r v i c e s ,   a s   t h e i r   c o nt e nt   a r e   a v a i l a b l e   o n l i n e .   H e n c e ,   t h e   m a j o r i t y   us a ge   o f  Int e rn e t   i s   i n f o r m a t i o n - c e nt r i c   r a t h e r  t ha n  h o s t - c e n t ri c .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m p  E n g     IS S N :   2088 - 8708       St udy   an d  an al y s i s   o f   m o bi l i t y ,   s e c ur i t y ,   a nd  c a c hi ng   i s s u e s   i n  CCN   ( R ao   Nav e e d  B i n   R ai s )   1439   T h e   i n c r e a s i n g  de m a n ds   o f   n e w   a ppl i c a t i o n s   h a s   ra i s e d  t h e   a r c hi t e c t u r e ’s   r e qu i r e m e n t s   t o   b e   m o r e   f l e xi b l e   i n   t e rm s   o f  c o n t e nt   s ha r i n g ,   m o b i l i t y   m a na ge m e nt ,   s e c ur e d  c o n n e c t i v i t y ,   c a c h i ng,   p r i v a c y ,   e t c .   H ow e ve r ,   l a rge   n u m b e r   o f  s uc h   ke y   r e qui r e m e nt s   s t i l l   c a nn o t   b e   a ddr e s s e d  pr o pe r l y .   K e e pi n g  i n   v i e w     t h e   a b ov e - c i t e d  i s s ue s ,   n e w   a r c h i t e c t u r e s   a n d  p a r a di g m s   a r e   r e qui r e d  t o   b e   d e v i s e d,   i n v e s t i ga t e d,     a n d  e v e n t ua l l y   de pl oy e d  o n   l a rge   s c a l e .   F o r   t hi s   pu r po s e ,   C o n t e nt - Ce n t ri c   N e t w o r ki n g   (CCN )  [ 3]  h a s   a r i s e n   a s   a n  e m e r gi ng  c a ndi d a t e   f o r   upc o m i n g  c o nt e nt - c e n t r i c   I nt e rn e t   a r c h i t e c t u r e .     CCN   ha s   ga i n e d  c o n s i de r a b l e   po pul a r i t y   a n d  ha s   b e c o m e   c o m pa r a t i v e l y   de m a n di ng  a r c h i t e c t ur e   of  t h e   f ut ur e   I nt e rn e t   [3] .   C CN   i s   a n   e m e r gi ng  t e c hn o l o g y   i n   w hi c h  c o n t e nt   i s   a c c e s s e d  us i n g  i t s   na m e   i n s t e a d  o f  t h e   l o c a t i o n  o f   t h e   h o s t ,   w h i c h  po s s e s s e s   t h e   c o n t e n t ,   t h e r e by   r e s ul t i n g  i n   e f f i c i e n t   b a n dw i dt h  ut i l i z a t i o n   a n d   r e duc i n g  c o m m u ni c a t i o n   c o s t .   CCN   c o m m u n i c a t i o n   p ri n c i pl e   s ugge s t s   t ha t   us e r s   (c o n s um e r s )  a r e   m o r e   i n t e r e s t e d  i n   c o n t e n t   (w ha t )  ra t h e r   t h a n   k n o w i n g  a b o ut   t h e   ow n e r   o f   t h e   c o n t e nt   (w h o )  a n d  t h e   l o c a t i o n   o f    t h e   c o n t e nt   (w h e r e ),   a s   l o ng  a s   t h e   i nt e g r i t y   of   t h e   c o n t e n t   i s   m a i n t a i n e d .   U s ua l l y   i n   CCN ,   m e di a   s e r v e r s   a n d   w e b   p o r t a l s   a r e   us e d  t o   h o s t   c o n t e n t s .   T o   r e t r i e v e   a   c o n t e nt ,   a n   e n d - to - e n d  c o nn e c t i o n   i s   r e qui r e d  t o   b e   e s t a b l i s h e d.     F o r   t h a t   pu r po s e ,   CCN   i s   a   s e l f - o r ga ni z e d  a p p ro a c h   t h a t   e na b l e s   t o   pus h   o n l y   t h e   r e l e v a n t   d a t a   w h e n   de s i r e d .   CCN   di f f e r s   f r o m   t r a d i t i o n a l   T CP / IP   n e t w o r k  i n  m a n y   a s pe c t s .   CCN   c o n s t i t ut e s   i n - n e t w o r k  c a c hi n g ,   na m e - b a s e d  r o ut i n g,   l o c a t i o n - i n de pe n de n t   c o n t e n t   s uppo rt ,   i nh e r e nt   s e c ur i t y ,   a n d   de f a ul t   m ul t i c a s t   s u ppo r t ,   t o   n a m e   a   f e w .   CCN   i s   a n   e xt e n s i o n   o f   t h e   In f o r m a t i o n   Ce n t ri c   N e t w o r k  (ICN )  r e s e a r c h   p r o j e c t s   c o m pri s i n g   fo ur   m a i n   e nt i t i e s :   t h e   p r o duc e r s ,   t h e   c o n s um e r s ,   t h e   pub l i s he r s ,   a n d  t h e   r o ut e r s .   T h e   F o r w a r d i n g  I n f o r m a t i o n  B a s e   ( F IB ),   P e n di n g  I nt e r e s t   T a b l e   (P IT ),   a n d  Co n t e nt   S t o r e   (CS )  a r e   e l e m e nt s   of   a   r o ut e r   i n   a   CCN   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   1 .   F IB   r e pl a c e s   t h e   t ra di t i o na l   r o ut i n g  t a b l e s ,   w h i l e   P IT   i s   a   c a c h e   fo r   t h e   r e que s t s .   CS   i s   a n   o pt i o n a l   c o m po n e n t   a n d  a c t s   a s   a n  e xt r a   c a c h e   w h e r e   r e que s t s   (k n o w n  a s   I nt e r e s t )   m i g h t   b e   s t o r e d.     M a n i f e s t s ,   I nt e r e s t   pa c ke t s ,   a nd  c o n t e n t   o b j e c t s   a r e   t y pe s   of   m e s s a ge s   de a l t   w i t hi n   a   CCN .   I n   C CN ,   e a c h   c o n t e n t   h a s   a n  a s s o c i a t e d  l o c a t i o n - i n de pe nde nt   na m e .       A p p l i c a t i o n   e n t i t y C o n t e n t   S t o r e P e n d i n g   I n t e r e s t   T a b l e   ( P I T ) F o r w a r d i n g   I n f o r m a t i o n   B a s e   ( F I B ) C C N   F o r w a r d i n g   L o g i c F a c e   1 F a c e   2 F a c e   3     F i gu r e   1 .   C CN   R o ut e r   Co m po n e nt s       T h e   r e c e i ve r   (c o n s u m e r )   o f   t h e   c o n t e n t   i ni t i a t e s   CCN   c o m m uni c a t i o n   b y   s e n di ng  a n   I nt e r e s t   pa c ke t .   T h e   c o n t e n t   o w n e r   o r   h o l de r   m a y   r e s po n d  t o   a n   Int e r e s t   pa c ke t   by   s e n di n g  t h e   D at a   pa c ke t .   T h e   da t a   p i e c e s   in   CCN   a r e   a s s um e d  s e l f - i de n t i f y i n g  a nd  s e l f - a ut h e nt i c a t i n g   u ni t ,   t h e r e by   pr o v i di n g   a n  i nh e r e nt   s e c ur i t y .   W h i l e   CCN   p r o m i s e s   t o   b e   a   s t r o ng  c a n d i da t e   f o r   t h e   n e t w o r k  a r c h i t e c t ur e   o f   f ut ur e   due   t o   i t s   i nh e r e n t   f l e xi b i l i t y   a n d  us e r - c e n t ri c   a p p r o a c h,   t h e r e   a r e   a   num b e r   o f   o pe n   r e s e a r c h   i s s ue s   t ha t   n e e d  t o   b e   a ddr e s s e d   b e fo r e   i t   c a n   b e   us e d  a s   a n   a l t e rn a t e   t o   t h e   s t a t us - quo   Int e rn e t   a r c hi t e c t u r e .   T h e s e   r e s e a r c h   i s s ue s   i n c l u de   na m i n g ,   r o ut i n g,   c a c h i n g ,   m o b i l i t y   m a na ge m e n t   a nd  s e c ur i t y   of   CCN   [4].   A l t h o ug h   t h e   r e s e a r c h   i s s ue s   ha v e   b e e n   di s c us s e d  by   s o m e   s t udi e s   (e . g . ,   [1 ,  4] ),   y e t   t h e s e   s t udi e s   p r o v i de   a   b a s i c   o ve r v i e w   of   t h e   i s s ue s   w i t h o ut   de e pl y   i n v e s t i ga t i ng  e a c h   o f   t h e s e .   M o r e o ve r ,   t h e r e   i s   n o   s t udy ,   t o   t h e   b e s t   of   o ur   kn o w l e dge ,     w h i c h   t a rge t s   a n  e n s e m b l e   o f   t h e s e   r e s e a r c h  i s s ue s   a t   o n e   s i n gl e   p l a c e .   T h i s   p a pe r   i s   a n  a t t e m p t   t o w a r ds   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m p  E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   2 ,  A p ri l   2020   :     1438   -   1453   1440   f i l l i n g  t h e   g a p  i n   t h e   e xi s t i n g  l i t e ra t u r e   o n   CCN s .   S pe c i f i c a l l y ,   w e   f oc us   o n   t hr e e   m a j o r   a r e a s   o f   r e s e a r c h   i n  CCN ,   c a c h i ng,   s e c ur i t y ,   a n d   m o b i l i t y   m a na ge m e nt .   T h e   b a s i c   i de a   i s   b a s e d  upo n   c o nt e nt   m a na ge m e n t   i n  t e rm s   of   w h e r e   t o   pl a c e   c o n t e nt   (c a c hi n g) ,   h o w   t o   s e c ur e   i t   fr o m   t hr e a t s   a n d  m a i nt a i n   i t s   i n t e g r i t y   (s e c ur i t y ),   a n d  h o w   d o e s   n e t w o r k  m o b i l i t y   e ffe c t s   c a c h e d  c o n t e nt   a n d  s e r v i c e   t o   t h e   c o n s um e r   ( m o b i l i t y ).     H e r e ,   w e   pr ov i de   a n   o v e r v i e w   of   t e c h n o l o gy ,   c o m pr e h e n s i v e   i n f o r m a t i o n   a n d  a   c l e a r   c o m pa r i s o n   of  a f o r e m e n t i o n e d  t hr e e   a pp r o a c h e s .   M o r e o ve r ,   w e   pe r fo r m   t h e   qua nt i t a t i v e   c o m pa ri s o n s   o f   s t a t e - of - t h e - a rt   s e l e c t e d   c a c h i n g  s c h e m e s   fo r   di f fe r e n t   s c e n a ri o s .   T h e   qua nt i t a t i v e   a n a l y s i s   pr o v i de s   a n   i n s i g h t   i nt o   h o w   t h e   c a c hi n g   pe r f o r m a n c e   e ff e c t e d  w i t h   t h e   v a r i a t i o n   i n   c a c h e   s i z e   a nd  c o n t e n t s   t o   b e   c a c h e d.   T h e   c o m pa ri s o n s   a r e   pe r f o r m e d   us i n g   CCN - b a s e d  s i m ul a t o r   Ic a r us .   T h e   r e s t   o f   t h e   p a pe r   i s   o r g a n i z e d  a s   f o l l ow s .   In  S e c t i o n   2 ,    w e   pr e s e n t   m o b i l i t y   m a na ge m e n t   s c h e m e s   a n d  i s s ue s   r e l a t e d  t o   CCN .   S e c t i o n   3   pr o v i de s   a n   a na l y s i s   of   CCN   s e c ur i t y   s c h e m e s   a n d  r e l e v a nt   i s s ue s ,   w h e r e a s   a   de t a i l e d  di s c us s i o n   o n   CCN   c a c h i n g  s t ud i e s   i s   pr e s e n t e d  i n  S e c t i o n   4 .   F i na l l y ,   w e   c o n c l ude   t h e   p a pe r  i n   S e c t i o n  5 .       2.   M O B I LI T Y   M A N A G E M EN T   I N   C C N   Cu rr e nt   a r c hi t e c t u r e   o f   t h e   I n t e rn e t   ha s   b e e n   de s i g n e d  f o r   f i xe d  n e t w o r k  e n v i r o n m e n t   w h e r e   n o de s   r e qui r e   t o   ha v e   e n d - to - e n d  c o m m u n i c a t i o n   f o r   da t a   t ra ns fe r .   I n   o r de r   t o   s uppo r t   m o b i l e   n o de s   ove r     t h e   n e t w o r k,   e xi s t i n g  I n t e rn e t   a r c hi t e c t u r e   r e qu i r e s   s e v e r a l   o pe r a t i o n s   l i ke   m u l t i s t a ge   a d d r e s s   r e s o l ut i o n,   f r e que n t   l o c a t i o n   up da t e s ,   e t c .   IP   n e t w o r ks   a r e   b a s e d  o n   pr e - e s t a b l i s h e d  c o nn e c t i o n   s c h e m e   w h e r e   IP   a dd r e s s e s   of   s e n de r   a nd  r e c e i ve r   a r e   us e d  fo r   t h e   de l i v e r y   of   c o n t e n t s   o v e r   a   pr e - e s t a b l i s h e d  n e t w o r k.     In  s uc h  n e t w o r ks ,   f r e que n t   m o v e m e n t   o f   m o b i l e   us e r s   m a y   r e s ul t   i n  t e m po r a r y   o r   l o n g - l i v e d  di s c o n n e c t i o n .   A l t e rna t i v e l y ,   i n   C CN ,   a s   c o n t e n t   i s   a c c e s s e d  by   i t s   na m e   i n s t e a d  o f   IP ,   a n  e n d - to - e n d   c o nn e c t i o n   i s   n o   l o n ge r  r e qui r e d  t o   r e t ri e v e   c o n t e n t   [ 3] .   S o   a   m o b i l e   us e r   c a n   a c h i e v e   a   s e a m l e s s   ha n do ff   w h i l e   c o n t i n uo us l y   a c c e s s i n g  c o n t e n t   a t   a n o t h e r   l o c a t i o n.     CCN   m o b i l i t y   c a n   b e   c l a s s i f i e d  a s   a   c l i e nt   (c o n s um e r )  m o b i l i t y   o r   s e r v e r - s i de   (p r o duc e r ,   pub l i s h e r,   o r   c o n t e nt   r o ut e r)  m o b i l i t y   [ 5] .   Cl i e nt   m o b i l i t y   de a l s   w i t h   c l i e nt   m o v e m e n t s   du ri n g  t h e   t i m e   w h e n    t h e   r e que s t s   ( Int e r e s t )  f o r   da t a   o bj e c t s   i s   i n i t i a t e d .   L i ke w i s e ,   s e r v e r - s i de   m ob i l i t y   r e fe r s   t o   t h e   h a n d l i ng  of  l o c a t i o n   c h a nge s   m a de   by   o bj e c t   o r   s e t   o f   o bj e c t s .   T h e   s e r v e r - s i de   m o b i l i t y   m i g h t   b e   be c a us e   o f   t h e   c ha n ge   i n  t h e   c o n t e nt   po s s e s s i o n   by   a n o t h e r   n o de   i n   t h e   n e t w o r k,   o r   due   t o   t h e   m o b i l i t y   o f   t h e   n o de   w h i l e   c a rr y i n g     t h e   c o n t e n t .   M o r e ov e r ,   a   t hi r d  t y pe   of  m ob i l i t y   i s   n e t w o r k  m o b i l i t y   i n   w h i c h   a   c o m pl e t e   n e t w o r k  c h a n ge s   l o c a t i o n   ( e . g . ,   a   b o d y   a r e a   n e t w o r k  o r   a   v e hi c ul a r   n e t w o r k).   I n   C CN ,   w h e n   a   c o l l e c t i o n   o f   c o m pl e t e   obj e c t   s e t   i s   c h a n g i n g  t h e i r   l o c a t i o n ,   t h e   n e w   pa t h   a dv e rt i s e m e n t   i s   ne e de d   t o   be   b r o a dc a s t e d  ke e pi n g  t h e   o l d  r o ut i n g  r e c o r ds   s a f e .   T hi s   m a y   a l s o  i n v o l v e   m ov e m e n t s   o f  s o m e   c h unks   of   t h e   o bj e c t s   b e l o n gi ng  t o   a   c o l l e c t i o n   of  ob j e c t s   t o   a   n e w   l oc a t i o n   (e . g . ,   a   c o m pa n y   e m pl oy e e   t a ke s   a   l a p t o p  o n   a   t ri p) .   M o v i n g  a n   e nt i r e   (h e t e r o ge n e o us )  n e t w o r k  r e s ul t s   i n   t o o  m a n y   r o ut i n g  upd a t e s ,   w h i c h   m a y   r e s ul t   i n   bo t t l e n e c ks   unl e s s   t h e y   a l l o w   fo r   r e l a t i v e   r o ut e   b r o a dc a s t .     2 . 1 .     C l as s i f i c a ti o n   o f  C C N   c o n te n t  an d   m o b i l i ty   K e e pi n g  i n   v i e w   t h e   s t a b i l i t y   a n d  m o b i l i t y   c o n c e r n s   i n   CCN ,   t h e r e   a r e   t w o   t y pe s   of   c o n t e n t s   n a m e d  a s   da t a   c o n t e n t s   a n d   us e r  c o n t e n t s .   D a t a   c o n t e nt   i s   s i g ni fi c a n t l y   t e r m e d   a s   a c c e s s   t o   t h e   c o n t e n t   i t s e l f .   P e r s i s t e n t   c o n t e nt   p r o v i de r s   a r e   us e d  t o   s e r v e   t h e   d a t a   c o nt e nt s   a n d  di s s e m i na t i o n   o f   t h e i r   r e p l i c a t i o n  f o r   t h e   e a s e   of   a c c e s s   t o   c o n t e n t .   T h e r e f o r e ,   l o c a t i o n s   e . g . ,   W e b   pa ge s ,   s t r e a m i n g  s e r v i c e s ,   a n d  fi l e s ,   a r e   c o m pa ra t i v e l y   s t a b l e .   W h i l e   us e r   c o n t e n t ,   o n   t h e   o t he r   h a nd,   c o n t a i n s   i n f o r m a t i o n   h a v i n g  r e a l - t i m e   c h a ra c t e ri s t i c s   r e que s t e d  b e fo r e   c r e a t i o n.   I n t e rn e t   p h o n e ,   c h a t t i ng,   a nd  e - ga m i n g  a r e   t h e   f a m i l y     of   us e r - c o n t e n t .   C r e a t i o n   a nd  m a na ge m e nt   o f   t h e   c o n t e n t   i s   t h e   r e s po n s i b i l i t y   of   i n di v i du a l   m o b i l e   de v i c e s .   Co n t e n t s ’  s e r v i c e   c o m po n e n t s   s uc h   a s   r e n de z v o us   p o i n t s   a n d  c o n t r o l   m e s s a ge s   a r e   us e d  fo r   s e r v i n g  da t a   c o n t e n t s   a n d  us e r   c o nt e nt s .   A   r e n de z v o us   p o i n t   i s   b a s i c a l l y   a   l o c a t i o n   m a na ge r   us e d  t o   ke e p  t r a c k  o f   l oc a l i t y   i n f o r m a t i o n   o f   a l l   p r o v i de r s   c o n t a i ni n g  l o c a t i o n   i n f o rm a t i o n  of   pe e r s .   M o r e ov e r ,   a   r e n de z v o us   po i n t   us e d  a s   ha n dl e r  o f   m ob i l i t y   by   po i n t   i n t e r v e n i n g   i n  t h e   r e l a y   of   a l l   Int e r e s t   a nd  D at a   p a c ke t s .   I t   i s   a l s o   k n o w n   a s   i n di r e c t i o n   po i nt .   Co n t r o l   m e s s a ge s   o n   t h e   o t h e r   ha n d  a r e   u s e d  t o   a ddr e s s   t h e   i s s ue s   r e l a t e d  t o   c h a ngi ng  of  c o n t e n t   p r o v i de r ’s   r o ut a b l e   p r e f i xe s .   H ow e v e r ,   a   s e n de r - dri v e n   c o n t r o l   m e s s a ge   i s   n e e de d  f o r   s o ur c e   m o b i l i t y .     2 . 2 .     U s e r   m o b i l i ty   M o b i l i t y   f o r   t h e   b uf f e r e d  c o nt e nt s   i n   CCN   o n   us e r - s i de   i s   s u ppo rt e d  b y   us i n g  r e - t ra ns m i s s i o n   m e c h a ni s m   o f   Int e r e s t s   a nd  D a t a   pa c ke t s ,   w hi c h   f i r s t   c o m e s   t o   IS P .   W h e n   t h e   s e r v i c e   i ni t i a t o r   pe r f o r m s     a   h a ndo f f ,   i t   r e c e i v e s   a   s e que n c e   n u m b e r   o f   t h e   c o n t e nt s   f r o m   i t s   pe e r   n o de .   D u ri ng  c o m m u ni c a t i o n,   l o s t   c h u nk   o f   i n f o r m a t i o n   da t a   c a n   b e   r e c o ve r e d  b y   s i m p l e   p r o c e s s   k n o w n   a s   r e - t ra n s m i s s i o n   o f   da t a   p a c ke t s .   T o   t hi s   e n d ,   T s i po ul us   e t   a l .   [ 6]  s e c t i o n e d  t h e   CC N   s e r v i c e s   a s   t hr e e   t y pe s :   r e a l - t i m e   do c u m e n t s ,   c h a nne l s ,   a nd   o n - de m a nd   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m p  E n g     IS S N :   2088 - 8708       St udy   an d  an al y s i s   o f   m o bi l i t y ,   s e c ur i t y ,   a nd  c a c hi ng   i s s u e s   i n  CCN   ( R ao   Nav e e d  B i n   R ai s )   1441   do c um e n t s   b a s e d  o n   s e r v i c e   c ha ra c t e ri s t i c s ,   a nd  p r e s e nt   d i f fe r e nt   f o r w a r d i ng  t e c hni q ue s   a c c o r d i ngl y   fo r   e a c h  t y pe s   o f  t ra f f i c .   T h e   s t udy   di f f e r e nt i a t e s   b e t w e e n   P e r s i s t e nt   I nt e r e s t   a nd  t h e   r e gu l a r   In t e r e s t .   P e r s i s t e nt   In t e r e s t   i s   ke pt   i n   P I T   t a b l e   f o r   l i f e t i m e .   E f fi c i e nt   s t r e a m i ng  t ra f fi c   i s   de l i v e r e d  h a v i n g  r e a l - t i m e   a n d  d a t a   l o s s - t o l e ra nt   p r o pe r t i e s .   I n   c a s e   of   p e r s i s t e n t   In t e r e s t ,   a f t e r   h a ndo ff ,   t h e   r o ut e   r e m a i n s   pe r s i s t e nt   t o   t h e   o l d  l o c a t i o n   a n d  r e s po n s e s   a r e   m u l t i c a s t   t o   t h e   o l d  l o c a t i o n .   T h i s   c o n c e pt   of   m ul t i c a s t i n g  m a y   r e s ul t   i n   w a s t e   of   n e t w o r k  r e s o ur c e s .   M o r e o ve r ,   s i g n a l i ng  m e s s a ge   c a n  b e   us e d  i f   t h e   f ra m e   r o ut e r  c o ul d  n o t   s uc c e s s f ul l y   de l i v e r   c o n t e n t   c o r r e s po n di ng  t o   a   pe r s i s t e nt   Int e r e s t ,   t h e r e by   i n c r e a s i ng  t h e   f a i l u r e   ra t i o .   W h e n   t hi s   v a l ue   r e a c h e s     a   t hr e s h o l d,   t h e   e dge   r o ut e r  ge n e ra t e s   ‘ h o s t   u n r e a c h a b l e ’  w i t h  t h e   s pe c i f i c   n a m e   t ha t   m a y   b e   i n   t h e   f o l l ow i n g  fo r m :   (p e r s i s t e n t  I n t e r e s t   n am e )/ ‘h o s t  u n r e ac h ab l e ’ .   T h i s   s i g n a l i ng - m e s s a ge   i s   t h e n  de l i v e r e d  t o    t h e   c o n t e n t   s e r v e r .   G a t e w a y s   us e d  t o   c o m m u n i c a t e   t h a t   s i g na l i n g - m e s s a ge   c a n   a b o l i s h   t h e   r e l a t e d   ob s o l e t e   pe r s i s t e n t   r e que s t   a n d  r e s po n s e s   f r o m   t h e i r   P IT .   W h e n   h a ndo ff   oc c ur s   due   t o  t h e   m o b i l e   c l i e n t ,     pe r s i s t e n t   I nt e r e s t s   a r e   r e t ra n s m i t t e d  t o   a   n e w   pa t h .   P r o c e s s   of   r e t ra n s m i s s i o n   i n c l ude s   a   de di c a t e d  b i t   t ha t   e l i m i na t e s   t h e   o ut da t e d  P IT   e n t r y .   If   t h e  Int e r e s t   i s   r e c e i ve d  o n   c o n t e nt   s e r v e r ,   i t   s e t s   de di c a t e d  b i t   t o   ‘o n ’  i n  t h e   n e xt   r e s po n s e s     2 . 3 .    P r o d u c e r   o r   r o u te r   m o b i l i ty   F o r   r e c e i v i n g  In t e r e s t s   s m o o t h l y   a f t e r   h a ndo ff ,   n a m e   o f  t h e   m o b i l e   n o de   i s   r e qui r e d  t o   be   upda t e d  i n  t h e   r o ut i ng  t a b l e   fo r   e a c h   i ndi v i dua l   c o n t e n t .   T o   t hi s   e nd,   b i n d i n g  s e r v i c e   be t w e e n   c h a n g i n g  na m e s   i s   r e qui r e d  a t   t h e   b o t h   o l d  a n d  n e w   l oc a t i o n s .   T o   c h a n ge   t h e   c o n t e nt   n a m e ,   a p pl i c a t i o n   s e r v e r   s uc h   a s     a   r e nde z v o us   p o i n t   o r   a   p r o xy   a ge n t - b i ndi n g   s e r v e r  i s   us e f ul   t o   pr o v i de   b i n di n g  s e r v i c e   [7].     R e n de z vo us - b a s e d  a pp r o a c h e s   a r e   us e d  f o r   c ha n gi ng  na m e s   a n d  b i n d i n g   s e r v i c e s   a r e   di s c us s e d  a s   f o l l ow s :   a.   D i r e c t   e xc h a nge   f o r   l o c a t i o n   u pda t e   In  di r e c t   e xc h a nge ,   f o r   l o c a t i o n   u pda t e   w h e n  t h e   s e r v i c e   i ni t i a t o r  h a ndo ff   oc c ur s ,   i t   i n di c a t e s   t h e   d a t a  s o ur c e   m ob i l i t y .   T h e   pe e r   n o de   i s   t h e n   i n f o r m e d  a b o ut   n e w   c l a s s i f i e d  pa t hna m e   o f  t h e   i n i t i a t o r   f o r   s m o o t h   r u nni n g  o f   o n go i n g  s e r v i c e .   H e n c e ,   t h e   pe e r   c a n   c o n t i n ue   g e t t i n g  r e pl i e s   e ve n   t h e   ha n do f f   oc c ur s .   R e c ov e r y   of   l os t   da t a   po rt i o n   by   s i m pl e   r e - t r a n s m i s s i o n   i s   i m po s s i b l e .   In   o r de r   t o   r e c ov e r   t h e   l o s t   da t a ,   a pp l i c a t i o n  r e ge n e ra t e s   t h e   Int e r e s t s   w i t h   t h e   n e w   h i e r a r c h i c a l   pa t hna m e .   W i t h   t h e   f a c t o r s   o f  s i m pl i c i t y   a n d  e ffe c t i ve n e s s   i t   a l s o   c a us e s   i s s ue s   w h e n   ha n do f fs   a r e   pe r f o r m e d  s i m ul t a n e o us l y   by   t h e   pe e r s .   b.   Q ue r y   t o   t h e   r e n de z v o us   f o r   l o c a t i o n  upd a t e   O n   i n i t i a t i o n   o f   a   s e r v i c e ,   t h e   s e r v i c e   i ni t i a t o r   q ue ri e s   a   r e nde z v o u s   s e r v e r   f o r   o b t a i ni n g  i t s   pe e r ’s   l o c a t i o n   r e c o r d.   A s   l o c a t i o n   i n f o rm a t i o n   o f   a l l   c l i e n t s   i s   m a i nt a i n e d  w i t h   r e n de z v o us   s e r v e r ,   s o   o n   o c c urr e n c e   of   a   h a n do ff ,   n e w   pa t h - na m e   of   t h e   c l i e n t   i s   c o m m uni c a t e d  t o   t h e   r e nd e z v o us   s e r v e r .   T h e r e f o r e ,   us i ng   t h e   r e nde z v o us   s e r v e r ,   t h e   pe e r  c a n   o b t a i n  t h e   r o ut a b l e   p r e f i x  e v e n   a f t e r  s i m ul t a n e o us   h a ndo ff s .   c.   M ob i l i t y   w i t h   i n di r e c t i o n   po i nt   A n o t h e r   t e c hni que   f o r   r e duc i n g  t h e   ha n do f f   d e l a y   i s   t h e   i n d i r e c t i o n   s c h e m e   t ha t   c a n   b e   c o n s i de r e d.     T o   i n i t i a t e   a   r e que s t ,   t h e   i ni t i a t o r   i s s ue s   a   r e que s t   a n d   r e s po n s e   pa c ke t   w i t h   t h e   na m e   of   i t s   pe e r .   O n   s uc c e s s f ul   r e c e i v i n g  o f   pa c ke t ,   i t   s t o r e s   t h a t   pa c ke t   a n d   i s s ue s   a n o t h e r   I nt e r e s t   t o   t h e   pe e r   w i t h   i t s   n e w   r o ut a b l e   na m e .   O n   pe e r ’s   r e s po n s e ,   t h e   i n d i r e c t i o n   s e r v e r   i s s ue s   a   c o r r e s po n di ng  r e s po n s e   t o   t h e   pa c ke t   t ha t   i s   b u f fe r e d  a n d  r e f e r   t h e m   t o w a r ds   t h e   i n i t i a t o r.   D u r i ng  a n   i n i t i a t o r   h a ndo ff ,   i t   n o t i f i e s   oc c ur r e n c e   o f  t h e   h a ndo ff  e ve n t   t o w a r ds   t h e   i n d i r e c t i o n   s e r v e r .   H ow e v e r ,   o n  r e c e i v i n g   In t e r e s t   f o r   t h e   i ni t i a t o r ,   i n d i r e c t i o n  s e r v e r   b u f fe r s   t h a t   Int e r e s t   a n d  de l a y s   ge n e r a t i n g  a n o t h e r   c o rr e s po n di n g  I nt e r e s t   t o w a r d  t h e   r e s pe c t i v e   n o de .   W h e n   s e r v i c e   i n i t i a t o r   i n f o rm s   n e w   h i e r a r c h i c a l   pa t hna m e ,   t h e   i ndi r e c t i o n   s e r v e r  c o n t i nue s   t o   ge n e r a t e   c o r r e s po n di ng  I nt e r e s t s   a n d   i t s   s e r v i c e   t o w a r d   t h e   i n i t i a t o r.   d.   Int e r e s t   f o r w a r di ng   In   o r de r   t o   c o p e   w i t h   t h e   d r a w b a c ks   i n   p r e v i o us   s c h e m e s ,   l a y e r e d  a pp r o a c h   k n o w n   a s   In t e r e s t   fo r w a r d i n g  i s   p r o po s e d   [7].   I n   t hi s   a pp r o a c h,   n e w   na m e   i s   no t   r e qui r e d  f o r   s e a m l e s s   s e r v i c e   l o c a t i o n .   R a t h e r,   i t   r e qui r e s   t h e   m o di f i a b l e   r o ut e r s   a s   i n c o m i n g  In t e r e s t s   a r e   buff e r e d  i n   CCN   r o ut e r s   t o w a r ds   a   h a n do f f  c l i e n t .   O v e r h e a d  c a us e d  by   a ddi t i o n   o f   n e w   e n t r y   r o ut e r s   o n   t h e   w a y   be t w e e n   t h e   a c c e s s   r o ut e r s   t o   c o r r e s po n d i n g  ha n do ff s   i s   r e duc e d.   I n  a d di t i o n   t o   t h i s ,   ha n do ff   pr o c e s s   d o e s   n o t   r e qu i r e   a   n e w   r o ut a b l e   pr e f i x,   w h i l e   ha n do ff  l a t e n c y   i s   di m i n i s h e d   a s   w e l l .   e.   P r o x y - b a s e d  m ob i l i t y   m a na ge m e nt   s c h e m e   [ 8 ]   T h i s   s c h e m e   i s   b a s e d  o n   t h e   c o n c e pt   t h a t   us e r   p r o xi e s   c a p a b l e   of   s upp o r t i ng  CCN   a r e   c o n f i gu r e d  ov e r   t ra di t i o n a l   I P   n e t w o r k.   Co n t e n t s   a r e   a v a i l a b l e   t o   us e r s   v i a   t h e   p r o x y   n o de   w h e n   r e qui r e d.   U s e r   s e n ds   a   que r y   pa c ke t   t o  t h e   p r o x y   n o de   i n s t e a d  o f  m a ki n g  c o nn e c t i o n   w i t h   a l l   o t h e r   d e v i c e s   h a v i n g  r e qu i r e d  c o n t e n t s .   CCN   n e t w o r k,   o n   r e c e i v i n g  t h e   que r y   pa c ke t   ( Int e r e s t ),   t r i e s   t o   ge t   c o n t e nt   t h us   r e duc i n g   t h e   o v e r h e a d   o f   n e t w o r k  c o n f i gura t i o n.   T h e   s c h e m e   i s   c o m po s e d  o f   fo l l ow i n g   s t e ps :     H a n do v e r   de t e c t i o n )   By   us i n g  t h e   i n f o r m a t i o n   o f   ph y s i c a l   l i n k  o r   r o ut e r   a dv e r t i s e m e n t   m o b i l e   n o de   de t e c t s   t h e   c ha n ge   n e t w o r k  s t a t us .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m p  E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   2 ,  A p ri l   2020   :     1438   -   1453   1442     H a n do v e r   i n di c a t i o n )   W hi l e   t h e   h a ndo v e r   de t e c t i o n   e ve n t   i s   i n   pr o c e s s ,   a   hol d   r e que s t   m e s s a ge   i s   s e n t   t o  pr o xy   n o de   by   t h e   m o b i l e   n o de   b e fo r e   de t e c t i o n   o f   a c t ua l   h a n do v e r .   O n   r e c e i v i n g   t h e   ho l d   m e s s a ge ,   t h e   p r o x y   n o de   s t o ps   t h e   p r o c e s s   of   s e n di n g  c o nt e nt   d a t a   t o   M S ’s   o l d  l o c a t i o n   a n d   o n l y   s t o r e s   c o n t e nt   d a t a   t o   i t s   l o c a l   r e po s i t o r y   fo r   f ut u r e   r e - t ra n s m i s s i o n s .     H a n do v e r   c o m pl e t e )   In   c a s e   of   a c qui ri n g  n e w   IP   a ddr e s s ,   m o b i l e   n o de   n o t i f i e s   t h e   n e w   IP   t o  t h e   p r o x y   n o de   by   us i n g  ha n do v e r   m e s s a ge   pi ggy b a c ki n g  t h e   s e que n c e   o f   m e s s a ge s   r e c e i ve d  o n   o l d  l o c a t i o n.   T h e   pr o xy   n o de   t ra n s m i t s   t h e   s t o r e d  da t a   t o   n e w   l o c a t i o n   a n d  do e s   n o t   s t o r e   a n d  t r a n s m i t   t h e   r e pe a t e d  Int e r e s t   p a c ke t s .   A f t e r   r e c e i v i n g   c o n t e nt   p a c ke t   o n   o l d  l o c a t i o n,   m o b i l e   n o de   c a n   a s k  n e xt   c o nt e nt   d a t a   s e gm e n t   us i n g   n o r m a l   CCN   Int e r e s t   p a c ke t .   f.   CS CM   [9]   CS CM   o ffe r s   a   dy n a m i c   s t ra t e gy   f o r   c a c h i n g   i n   CCN   f o r   m o b i l e   n o de s ,   w h i l e   i n c r e a s i ng  t h e   d a t a   a v a i l a b i l i t y ,   t h e r e by   i m p r o v i n g  n e t w o r k  pe r f o r m a n c e .   T h e   s c h e m e   c o n s i de r s   a   n u m b e r   o f   f a c t o r s   i n c l ud i n g   m o b i l i t y   of   n o de s ,   c o n t e nt   po pul a r i t y   a n d  c o n t e n t   di v e r s i t y .   A s   pe r   CS CM   f un c t i o n a l i t y ,   a   n o de   w h i l e   h o s t i ng  a   c o n t e n t   a n d  s e r v i ng  n e a r by   n o de s   c h o os e s   a   n e a r by   n o de   t o   ha n do v e r   t h e   c o n t e nt   b e fo r e   m o v i n g  o ut   o f   t h e   l o c a t i o n   b a s e d  o n   s o m e   c r i t e r i a .   I t   a l s o   ke e ps   i n t o   c o n s i de ra t i o n   o f   d y n a m i c   w e i gh t i n g  o f   e a c h   o f   t h e   pa ra m e t e r s   us e d  f o r   m a ki ng  t h e   de c i s i o n  f o r   c o n t e n t   s t o ra ge .   g.   T u nn e l - B a s e d  R e di r e c t i o n   ( T B R )   T h i s   a pp r o a c h   pe r f o r m s   t h e   r e di r e c t i o n   o f   i n c o m i n g  In t e r e s t   pa c ke t s   b e t w e e n   c o n t e n t   r o ut e r   o f  M ob i l e   Co n t e n t   S o u r c e ’s   (M CS )  h o m e   do m a i n   a n d  t h e   c o n t e nt   r o ut e r  i n   t h e   n e w   do m a i n   by   us i n g   t u nn e l i ng  [10] .   T o   gua r a nt e e   t h e   p r e s e n c e   of   a   r o ut e r ,   i t   pe ri o di c a l l y   b r o a dc a s t s   t h e   p r e f i x  n a m e s .   P o i n t   o f  a t t a c h m e n t   i n  CCN   i s   l o c a t e d  by   t h e   c o m pa r i s o n   o f   t hi s   b r o a dc a s t e d  i n f o r m a t i o n ,   w h i c h  i s   a l s o   us e d  t o   k n o w   w h e n e v e r   a   n e t w o r k  i n i t i a t e s   a   pr e f i x  upda t e   r o u n d  t o   t h e   h o m e   do m a i n .   H o m e   c o n t e nt   r o ut e r   a nn o u n c e s   t h e   pr e f i x  of   t h e   M CS   n a m e   i n i t i a l l y   t o  i n f o r m   t h e   o t h e r   Co unt e r   R o ut e r   (CR ).   A s   pe r   t h i s   s c h e m e ,   t h e   p r e f i x  upda t e   (P U )  m e s s a ge   a b o ut   c urr e nt   m o v e m e n t   i s   b r o a dc a s t e d  by   M CS   a n d  i t s   a c t i v e   s t a t e   i s   a nn o u n c e d  t o   t h e   l o c a l   r o ut e r s   o f   t h e   do m a i n.   T h e n ,   t h e   CR   o f   t h e   n e w   dom a i n   s e n ds   t h e   P U   m e s s a ge   t o   t h e   h o m e   do m a i n .   T h e   r e di r e c t i o n   pa t h   c a n   b e   e xt ra c t e d  by   t h e   e xc h a nge   of   t h e   p r e f i x  upda t e   a nd  i t s   a c k n o w l e dg e m e n t   m e s s a ge s   (P A CK ).   T h e   D at a   p a c ke t s   a n d  In t e r e s t s   a r e   t he n   e xc h a nge d  a m o n g  t h e   M CS   a nd  h o m e   CR   t hr o ugh  t hi s   na m e   p r e f i x.   T hi s   s c h e m e   w o r ks   i n  t h e   f o l l ow i ng  t hr e e   s t e ps   a s   s h o w n   i n  F i gu r e   2 .           F i gu r e   2 .   T u nn e l   b a s e d  r e di r e c t i o n  (T B R )  s c h e m e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m p  E n g     IS S N :   2088 - 8708       St udy   an d  an al y s i s   o f   m o bi l i t y ,   s e c ur i t y ,   a nd  c a c hi ng   i s s u e s   i n  CCN   ( R ao   Nav e e d  B i n   R ai s )   1443     S t e p  1 :  I n di c a t i ng  m o ve m e n t   i s   t h e   f i r s t   s t e p  t h a t   i de n t i f i e s   w h e t h e r   M CS   w o ul d  c h a nge   t h e   s t a t us   of  n e t w o r ks   by   t h e   n e t w o r k  a dd r e s s   i n f o r m a t i o n   o r   t hr o ug h  t h e   u n de r l y i n g  p h y s i c a l   l i nk  i n f o rm a t i o n.   N o r m a l l y ,   da t a   i s   pr o v i de d  by   a   w i r e l e s s   A P   t o  M CS   c o n t a i ni n g  a l l   CR s   i n   t h e   a c c e s s   d o m a i n .     W h e n   t h e   c ha n ge   o f   do m a i n   o c c ur s   i n  n e t w o r k  l o c a t i o n,   M CS   f o r m s   a   t e n t a t i v e   n a m e - p r e f i x  i n   o r de r  t o   t u nn e l   t h e   Int e r e s t   pa c ke t s ,   w h i c h   c o m p r i s e s   M CS ’s   o ri gi na l   na m e   p r e f i xe s   a nd  n e w   do m a i n   na m e .   In   o r de r   t o   c h e c k  v a l i d i t y   of   t e n t a t i v e   n a m e   p r e f i x  M CS   pe r f o r m s   dup l i c a t e   n a m e   p r e f i x  de t e c t i o n   (D N D ).   Int e r e s t   p a c ke t s   a r e   b r o a dc a s t e d  by   M CS   t o   t h e   a l l   i n - ra n ge   p e r i p h e ra l s   t h a t   a r e   o n  a   p h y s i c a l   l i n k   r e s i di n g   i n   CR ’s   do m a i n   t ha t   ha v e   b e e n   m o v e d,   fo r   a f o r e - c i t e d  r e a s o n.   T h i s   b r o a dc a s t   c h e c ks   w h e t h e r  i t s   t e nt a t i v e   na m e   p r e f i xe s   i s   us e d  by   s o m e o n e   e l s e .   I f   i t   i s   us e d  by   a n y o n e   e l s e ,   t h e n   t h e   M CS   r e pe a t   t h e   D N D   pr o c e s s   fo r   c r e a t i n g  n e w   t e n t a t i v e   n a m e .   E v e n t u a l l y ,   M CS   fo r w a r ds   t h e   P U   m e s s a ge   i n di c a t i n g  i t s   n e w   l o c a t i o n   t o   i t s   h o m e - b a s e d  do m a i n  CR .       S t e p  2 :   T hi s   s t e p  de a l s   w i t h   t h e   c o n f i gura t i o n   o f   t h e   r e di re c t i o n   pa t h.   T h e   CR   t ha t   ha s   r e c e i v e d  a   P U   m e s s a ge   c o m pa r e s   na m e   p r e f i x  do m a i n  o f   t h e   P U   m e s s a ge   w i t h   t ha t   o f   i t s   o w n .   CR   s e n ds   t h e   P U   m e s s a ge   t o   CR  b a s e d  o n   F IB   r e f e r e n c e .   O t h e r w i s e ,   t h e   P U   m e s s a ge   i s   n o t   fo r w a r de d,   i n s t e a d  a   P A CK   m e s s a ge   i s   s e n t   t o   t h e   M CS .   W h e n   a   P U   m e s s a ge   i s   r e c e i ve d,   e a c h  CR   pul l s   o ut   t h e   na m e   p r e f i x  i n f o r m a t i o n   i m m e di a t e l y   f r o m   t h e   r o ut e r   t o   f i n d   t h e   m e s s a ge ’s   h o m e   do m a i n  r o ut e r ,   f o r m i n g   a   P IT   e nt r y   w i th   t h e   n a m e - p r e f i x.   A t   t h a t   po i nt ,   t h e   h o m e   s w i t c h ’s   e n t ra n c e   fo r   t ha t   M CS   i s   c h a nge d  t o   t h e   n e w   o n e   t h a t   t h e   P U   m e s s a ge   h a s   s e t .   W hi l e   ge t t i n g  t h e   P A CK   m e s s a g e ,   m i dd l e   o f   t h e   r o a d  CR s   l o o k  i n t o   t h e   di r e c t i o n  t a b l e   o n c e   m o r e .       S t e p  3 :   T hi s   i s   t h e   l a s t   s t e p  o f   t h e   s c h e m e   a n d   de a l s   w i t h   I n t e r e s t   r e di r e c t i o n .   A t   l a s t ,   t h e   c o n t e n t   c o n s um e r  r e que s t s   a   c o n t e nt   i n f o r m a t i o n   m a de   b y   t h e   M C S ,   a nd  i n t ri gue   c o rr e s po n de n c e s   a r e   di r e c t e d  t o w a r ds   M CS .   H o m e   C R   l oo ks   up  i n   t h e   r o ut i ng  t a b l e   t o   s e n d  t h e   Int e r e s t   pa c ke t .   T h e   n e w l y   c r e a t e d  Int e r e s t   pa c ke t   i s   e n c a ps u l a t e d  by   t h e   h o m e   r o ut e r   a n d  f o rw a r de d  t o   t h e   t e nt a t i v e   na m e   p r e f i x  t ha t   w a s   e xt ra c t e d  f r o m   t h e   r o ut i n g   t a b l e .   I nt e rm e d i a t e   CR s   b e t w e e n   t h e   h o m e   c o n t e n t   r o ut e r  a nd  t h e   M CS   de l i v e r  t h i s   m e s s a ge   t hr o ugh   r e gu l a r   CCN   f o r w a r d  t e c hni que s .   T h e   M CS   r e c e i ve s   a n d  de c r y pt s   t h e   e n c a ps ul a t e d  Int e r e s t   pa c ke t   a n d   t ra n s m i t   t h e   D a t a   r e s po n s e .       3.   S EC U R I TY   I N   C O N TEN T  C EN TR I C   N ETW O R K S   In   t h i s   s e c t i o n,   w e   pr o v i de   t h e   s e c ur i t y   a ppr o a c h e s   i n  CCN   a n d   h i g hl i g ht   t h e   a r c h i t e c t ura l   w e a kn e s s e s   of  ge n e r i c   CCN   i n   t e r m s   o f   s e c ur i t y   [11 ,  12 ].   H ow e v e r ,   o ur   a na l y s i s   d o e s   n o t   i n c l u de   i m p l e m e nt a t i o n   w e a kn e s s e s   due   t o   f a ul t y   c r y pt o gr a p h y   s c h e m e s   a n d  a l go r i t h m   s e l e c t i o n.   T h e   m a j o r   i s s ue s   di s c us s e d  a r e   t h e   s y s t e m   i nh e r e n t   l o o ph o l e s .   CCN s   a r e   h o s t   i n de pe n de n t   a nd  d a t a   de pe n de nt .   B e c a us e   of   t h i s   r e a s o n,   w e   n e e d  t o   a s s oc i a t e   t h e   s e c ur i t y   pr o t o c o l s   w i t h   e i t h e r   t h e   na m i n g  s c h e m e s   o r   t h e   da t a   ra t h e r   t h a n  s e c ur i n g  t h e   c h a nn e l   o r   t h e   m a c hi n e .   O n e   o f   t h e   m a j o r   a r e a s   r e ga r d i n g  r e s e a r c h   i n   s e c ur i t y   of   CCN s   i s     t h e   na m i n g  c o n v e n t i o n   [ 13 ].   M o s t   o f   t h e   c urr e n t l y   pr o pos e d  na m i n g  s c h e m e s   pr o v i de   i n t e g r i t y   of   c o n t e nt   us i n g  pub l i c / p ri v a t e   ke y   pa i r s   [ 13 ,  14].   T h e   r e a l - w o r l d   o bj e c t s   a r e   l i n ke d  t o   t h e i r  ke y s   us i n g  P K I .     S e c ur i t y   r i s ks   r e l e v a n t   t o   n a m i ng  s c h e m e s   a n d   P K Is   s t i l l   r e q ui r e   m o r e   f oc us .   S i g na t u r e s   a r e   a l s o   i n c l ude d  i n  pa c ke t s   t o   pr o v i de   a ut h e n t i c a t i o n   [ 4 ,  15] .   Ce rt i f i c a t e   c ha i n s   a r e   hi e ra r c h i c a l   a n d  r e qui r e   a n   i nh e r i t a n c e - b a s e d   s y s t e m   fo r   i t s   a pp l i c a t i o n.   M o r e o ve r ,   i n   CCN ,   N a m e   D a t a   N e t w o r ki n g  (N D N )  c e r t i f i c a t e s   f o l l ow   n a m e   hi e ra r c h y   a n d  a r e   e a s i l y   i m pl e m e nt e d.   T h e   s e c ur i t y   of   CC N   i s   m a i n l y   l i n ke d  t o   t h e   n a m i n g  s c h e m e s   a n d   a r c hi t e c t u r e s   [16] .   F o r  h u m a n - r e a da b l e   na m e s   t o   b e   i m pl e m e n t e d,   w e   r e qui r e   t o   t r us t   a   t hi r d - p a r t y   fo r   t h e   v e r i f i c a t i o n   o f   da t a   a nd  na m e .   T h e   t hi r d - p a rt y   c a n   b e   r e pl a c e d  i f   t h e   n e t w o r k  de v e l o ps   a   t r us t e d   r e l a t i o n s h i p  w i t h   t h e   s y s t e m   p e r f o r m i n g  n a m e   r e s o l ut i o n s .   A l t h o ug h   f l a t   n a m e s   s uppo r t   s e l f - c e r t i f i c a t i o n,   w h i c h   i s   e xt r e m e l y   us e f ul ,   t h e y   a r e   n o t   h u m a n - r e a da b l e .   I n  t hi s   s i t u a t i o n,   t h e   t hi r d - pa rt y   b e c o m e s   m a n da t o r y   a n d  n e e ds   t o   b e   t r us t e d  s i n c e   w e   r e qui r e   f l a t   na m e s   t o   b e   m a ppe d  o n   by   t h e   h u m a n - r e a da b l e   n a m e s .   W h e n   us e r s   r e v e a l   t h e i r   i n t e r e s t s   i n   p a r t i c ul a r  i n f o r m a t i o n   t h a t   i s   t o   b e   t r a n s f e r r e d  t o   i t ,   t h e   n a m e   o f   t h e   i n f o r m a t i o n  b e i n g   r e que s t e d  i s   a v a i l a b l e   t o   a l l   t h e   CCN   n o de s   pr o c e s s i n g   t h e   g i v e n   r e que s t   [17] .   N a m e   r e s o l ut i o n   i n   CCN   i s   pe r f o r m e d  i n   t w o  s t a ge s .   In   t h e   f i r s t   s t a ge ,   na m e   of   t h e   c o n t e nt   i s   r e s o l v e d  t o   o n e   o r   m o r e   l o c a t o r s   h o s t i n g  t h e   c o n t e nt .   T h e s e   l o c a t o r s   c a n   c o n s t i t u t e   o ve r   a   s e t   o f   n o de s   h o s t i ng  t h e   c o n t e n t   a l t o ge t h e r .   I n   t h e   s e c o n d  s t a ge ,   t h e   Int e r e s t   pa c ke t   i s   r o ut e d  t o   a   l o c a t o r   us i n g  a n y   r o ut i n g  s c h e m e   i n   us e .   T h e   Int e r e s t   p a c ke t   i s   fo r w a r de d  b a s e d  o n   t h e   na m e   of   t h e   c o n t e nt   us i n g  t h e   p r i n c i p l e   of   n a m e - b a s e d   r o ut i ng.   W h i l e   fo r w a r d i n g ,   s o m e   s t a t e   i n f o r m a t i o n   i s   m a i nt a i n e d  o n   t h e   fo r w a r de r s   o f  t h e   Int e r e s t   s o   t ha t     t h e   D at a   pa c ke t   of   t h e   c o n t e nt   f o l l ow s   t h e   s a m e   pa t h   o n   i t s   w a y   t o  t h e   c o n s um e r   (i ni t i a t o r ) .   N a m i n g  s c h e m e s   a r e   b r o a dl y   c l a s s i f i e d  a s   f l a t   n a m e s   a n d  hi e r a r c h i c a l   o r   h u m a n  f ri e n d l y   n a m e s .   U s i n g  f l a t   na m e s   h i de     t h e   o r i gi na l   m e a n i ng  a n d  c o nt e xt   o f   t h e   obj e c t   s i n c e   t h e y   a r e   ha s h e d .   T h e   d ra w b a c k  of   t h i s   m e c ha n i s m   i s   t ha t   t h e y   a r e   di f f i c ul t   t o   r e m e m b e r .   O n   t h e   o t h e r   ha n d ,   t h e   h i e r a r c h i c a l   n a m i ng  s c h e m e s   a r e   h u m a n   f r i e n dl y   b e c a us e   of   t h e   f a c t   t ha t   t h e i r   s t r uc t u r e   i s   m o r e   l i ke   t h a t   o f  a   U R L ,   de s c r i b i n g   t h e   c o n t e n t   a nd  c o n t e xt   o f    t h e   r e que s t e d  o b j e c t .   H um a n  f r i e n dl i n e s s   m a ke s   i t   e a s i e r   f o r   us e r s   t o   f i n d  t h e   o b j e c t s   t h e y   a r e   i n t e r e s t e d  i n,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m p  E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   2 ,  A p ri l   2020   :     1438   -   1453   1444   b ut   t hi s   b r i ngs   a   f e w   c h a l l e n ge s   l i ke   a ut h e nt i c i t y ,   s e c ur i t y   b i n di ng,   a n d  e n s u r i ng  t h e   u ni que n e s s   of   ob j e c t s   gl o b a l l y   [18].   A   f e w   r e c e n t   n a m i ng  a r c h i t e c t ur e s   de s i g n e d  t o   o ve r c o m e   s e c ur i t y   i s s ue s   c a us e d  by   n a m i n g  s c h e m e s   a r e   de s c ri b e d  b e l ow :   a.   N e t In f     [19]   T h e   s t udy   pr e s e n t s   a n   a r c h i t e c t u r e   c o n s i s t i n g  o f   a   n a m i ng  s c h e m e   t h a t   e na b l e s   ve r i f i c a t i o n   o f   da t a   i n t e g r i t y ,   ow n e r   a u t h e n t i c a t i o n ,   a n d   i de n t i f i c a t i o n  a l o n g  w i t h   na m i n g  t h e   c o n t e n t .   T h e   s c h e m e   p r o v i de s   a   c o m b i n a t i o n   o f   n a m e   pe r s i s t e n c e ,   s e l f - c e r t i f i c a t i o n,   o w n e r   a u t h e n t i c a t i o n ,   a n d  o w n e r   i de nt i f i c a t i o n .   N a m e   pe r s i s t e n c e   i s   e n s u r e d  e v e n   i f   t h e   c o n t e nt   s pe c i f i c a t i o n s   l i ke   ow n e r   o r   l o c a t i o n   c h a nge .   S e l f - c e r t i f i c a t i o n   m a ke s   i t   e a s i e r   f o r   t h e   us e r   t o   v e r i fy   t h e   d a t a   i n t e gri t y   w i t h o ut   r e qu i r i ng  t rus t   i n   a n y   t h i r d   pa rt y   o r   t h e   p r o duc e r   o f   t h e   c o n t e n t .   I t   i s   us ua l l y   pr o v i de d  by   j o i n i n g  t h e   m e s s a ge / c o n t e n t   d i ge s t   w i t h   t h e   o r i gi na l   m e s s a ge .   O w n e r  a u t h e n t i c a t i o n   a nd  o w n e r   i de nt i f i c a t i o n   b i nds   a n   ID   t o   a n   e n t i t y / c o n t e n t ,   w hi c h   e na b l e s   i t s   v e r i f i c a t i o n   a t   t h e   c o n s um e r   e nd.   T h i s   i s   p r o v i de d  by   ke e pi ng   t h e   e n c r y pt i o n   ke y   pa i r s   o f   t h e   ow n e r   s e pa r a t e   f r o m   t h e   s e l f - c e r t i f i c a t i o n   ke y   pa i r s   (w h i c h   a ut h e nt i c a t e   t h e   c o n t e n t   o f   t h e   da t a ).   I n   N e t I n f ,   a n y   e n t i t y / c o n t e n t   i s   r e p r e s e n t e d  by   a   gl ob a l l y   un i que   ID .   T h e   p r o t o t y pe   of   t he   n a m i n g  s c h e m e   i s   b ui l t   i n   j a v a   a n d  i s   t e s t e d  i n   w i n do w s ,   L i n ux,   a nd  a n d r o i d  p l a t f o r m s .   T h e   na m i n g  s c h e m e   a r e   i m pl e m e n t e d  i n   v a r i o us   w e b   b r ow s e r s   a n d   c l i e n t s   a s   a   pl ug - i n.   b.   W a ng  e t   a l .   [20]   T h e   s e c ur e   n a m i n g   s c h e m e   p r o po s e d  i n  t hi s   pa pe r,   c a n  l o c a t e   r e s o ur c e s   i n  ge n e ri c   c o n t e nt   c e nt r i c   n e t w o r ks .   I t   i s   a n   e xt e n s i o n   o f   t h e   e xi s t i n g   U R L   n a m i n g   s c h e m e .   A l l o w i n g  s e c u r e   c o n t e nt   r e t ri e v a l   f r o m   v a r i o us   unk n o w n   a nd  u n - t rus t e d  s o ur c e s   i s   a m o n g  t h e   pri m a r y   g o a l s   of  t h i s   a l go ri t hm .   T h e   f e a t ur e s   of   t h i s   s c h e m e   i n c l ude   b a c kw a r d   c o m pa t i b i l i t y   w i t h   U R L   n a m i n g   s c h e m e s   a n d   pe r m i s s i o n   f o r   c o n t e nt   i de nt i f i c a t i o n   i n de pe n de n t l y .   B a c k w a r d  c o m pa t i b i l i t y   i s   t h e   m a i n   f e a t u re   o f  t h i s   s c h e m e .   M o r e o v e r ,   i t   p r o v i de s   s e c ur e   c o n t e n t   r e t r i e v a l   f r o m   v a r y i n g  s o ur c e s ,   c o n t e n t   a u t h e n t i c a t i o n,   a n d  v a l i d a t i o n   w i t h   r e f e r e n c e   t o   t h e   s o ur c e   a n d  uni n t e rr up t e d  m o b i l i t y   ove r   t h e   n e t w o r k.   c.   N a m e - b a s e d   T r us t   a n d  S e c u r i t y   M o de l   [21]   A   na m e - b a s e d  t r us t   a nd   s e c ur i t y   a ppr o a c h   w a s   p r o po s e d   i n   [21] ,   w h i c h   i s   a   s e c ur i t y - o r i e n t e d  m o di f i c a t i o n   b a s e d  o n   t h e   na m i n g  s y s t e m   o n   CCN .   T h e   p r o po s a l   i s   c o n s t r uc t e d  o n   t o p  o f   t h e   i de nt i t y - b a s e d   c r y pt o gr a p h y ,   w h i c h   i s   b a s e d  o n   a l l o t t i ng  t o ke n s   o f   i de n t i f i c a t i o n   t o   t h e   us e r s ,   a n d  o nl y   t h e   a ut h o ri z e d  i de nt i t i e s   c a n   a c c e s s   da t a .   T h e   i de nt i t y   t o k e n   de r i v e d  f r o m   a n y   fe a t u r e   o f   t h e   us e r   o r   o w n e r ’s   i de nt i t y ,   n a m e   of   t h e   c o n t e n t   o r   i t s   p r e f i x  i s   a l s o   us e d  a s   t h e   pub l i c .   S i n c e   t h e   s i gn e d  i de nt i t y   c r e a t e s   a   di r e c t   l i nk  b e t w e e n   t h e   na m e   (i de nt i t y )  a n d  t h e   c o n t e nt ,   a   m a l i c i o us   us e r   c a n   a c c e s s   i t   e a s i l y   a n d  a n   a t t a c k  c a n   b e   l a u n c h e d  [2 2].   A n   a t t a c ke r   c a n  b e   a n y o n e   f r o m   t h e   IS P   t o   t h e   e nd - us e r s   o f   t h e   s y s t e m .   A n o t h e r   s c h e m e ,   [22 ],   i s   a n   e nha n c e d  v e r s i o n   o f  t h i s   s c h e m e ,   w h i c h   h a s   r e pl a c e d  t h e   i de nt i t y - ba s e d  c r y pt o gr a p h y   us e d  i n   i t   w i t h   hi e ra r c h i c a l   i de nt i t y - b a s e d  c r y pt o gr a p h y   t o   ov e r c o m e   i t s   dr a w b a c ks .   B e s i de s   t h e   na m i n g  r e l a t e d  s e c ur i t y   i s s u e s ,   w e   b r i e f l y   di s c us s   t h e   e f f e c t   o f   c a c h i ng  o n   t h e   s e c ur i t y   a n d   p ri v a c y   of   ge n e r i c   CCN s   [2 3].   d.   R i s ks   due   t o   c a c hi n g   T h e   f e a t ur e   o f   c a c h i n g  i n   ge n e r i c   CCN   m a ke s   t h e m   d i f f e r e nt   f r o m   t r a di t i o na l   T CP / IP   n e t w o r ks   a s   CCN   s t o r e s   a l l   t h e   da t a   i n   t h e   r o ut e r   c a c h e s .   H ow e v e r ,   da t a   l e a v e s   i t s   t ra c e s   e v e n   a f t e r   i t   i s   r e m o v e d  o r   fo r w a r de d  a n d  c a n   b e   r e t r i e v e d  by   a n   a t t a c ke r   by   pr o b i n g  a n d  o t h e r   s uc h   t e c hn i que s .   H e n c e ,   c a c h i n g  put s   t h e   s y s t e m   s e c ur i t y   a t   r i s k  de s pi t e   b e i n g  a   de f i n i ng  f e a t ur e   o f  t h e   CCN .   A t t a c ks   due   t o   c a c h i ng  o f  da t a   c a n   b e   r e duc e d  by   ke e pi n g  da t a   s t r i c t l y   up  t o   da t e   a n d  r e s t ri c t i n g   t h e   r e pl a y   of   a n y   o l d  da t a .   e.   D o S   a t t a c k   r i s k)   D e n i a l   o f   S e r v i c e   (D oS )  a t t a c ks ,   a l t h o ug h   di f f i c ul t   t o   c a rr y   o ut   i n   t h e s e   n e t w o r ks   a r e   s t i l l   po s s i b l e .   T h e y   a r e   c a rri e d  o ut   t hr o ug h   I n t e r e s t s .   S i n c e   D a t a   p a c ke t s   of   r e que s t   a nd  r e s po n s e   a l w a y s   fo l l ow   t h e   s a m e   pa t h,   t h e y   c a n   b e   e xpl o i t e d  a nd  a   de s t i na t i o n   c a n   b e   f l oo de d   w i t h   i rr e l e v a n t   D a t a   pa c ke t s .   T h e   c o m pl i c a t i o n s   a r i s e   b e c a us e   t h e   o ri gi n  o f   t h e   p a c ke t   w i t h   r e s pe c t   t o   i t s   l o c a t i o n  c a nn o t   b e   i de nt i f i e d.   D ue   t o   t h e   a r c h i t e c t u r e   of   In t e rn e t   a n d  t h e   ge n e r i c   CCN s ,   D o S   a t t a c ke r s   c a n  e a s i l y   di s gui s e   t h e m s e l v e s .   I n   o r de r   t o   c o pe   w i t h   t h e s e   a t t a c ks ,   a   f e w   s e c ur i t y   pa t c h e s   (t o   b e   a dde d  t o   t h e   e xi s t i ng  s y s t e m )  a n d  t r us t   m e c h a ni s m s   l i ke   f i r e w a l l s   a n d   s pa m   f i l t e ri n g  ha v e   be e n   de ve l o pe d.   N e w   s e c ur i t y   pr o t oc o l s   t h a t   c o m pl e m e nt   t h e   e xi s t i n g  n e t w o r ki n g   pr o t o c o l s   a r e   a l s o   i nt r o duc e d  t o   s o l ve   t h i s   p r o b l e m   [24].   f.   S e c ur i t y   m o de l   E s t a b l i s hi n g  s e c ur i t y   of   da t a   i n   s uc h   a   s y s t e m ,   w h i c h   i s   l a r ge l y   c o n t e n t - o r i e n t e d ,   i s   m a nda t o r y   b e fo r e   i t   c a n   b e   i m pl e m e n t e d  o n   a   l a r ge   s c a l e .   S e c ur i t y   h a s   b e e n   a   r e l a t i v e l y   l e s s   e xpl o r e d  a r e a   a s   c o m pa r e d  t o   t h e   c a c h i n g  o r   m o b i l i t y   of   g e n e ri c   CCN s   a n d  r e qui r e s   f u rt h e r   i n v e s t i ga t i o n   t o   de t e r m i n e   a   b e t t e r   s e c ur i t y   m o de l .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m p  E n g     IS S N :   2088 - 8708       St udy   an d  an al y s i s   o f   m o bi l i t y ,   s e c ur i t y ,   a nd  c a c hi ng   i s s u e s   i n  CCN   ( R ao   Nav e e d  B i n   R ai s )   1445   4.   C A C H I N G   A   ke y   f e a t ur e   of   CCN   i s   i n - n e t w o r k  c a c h i n g  o f   c o n t e n t   [20] .   T h e   CCN   i de a   i s   b a s e d  up o n   s h o w i n g   of   Int e r e s t   i n   c o nt e nt   a nd  i n   t u rn   s e r v i n g  o f   a c t ua l   c o n t e nt   a g a i n s t   t h e   In t e r e s t .   T hi s   i de a   i s   a c hi e v e d  b y   a l l o c a t i ng  a   g l o b a l l y   un i que   i de n t i f i e r   (G U ID )  fo r   e a c h  c o n t e n t   i n   t h e   n e t w o r k.   T h i s   G U ID   c a n   b e   c o m pr e h e n de d  by   a l l   n e t w o r k  n o de s   i n c l ud i n g  r o ut e r s .   H e n c e ,   r o ut e r s   c a n   c a c h e   D at a   pa c ke t s   a n d,   t h e r e f o r e ,   s e r v e   f ut ur e   c o n t e n t  In t e r e s t   r e que s t s   v i a   i t s   o w n   c a c h e   i ns t e a d  o f   fo r w a r di ng  Int e r e s t s   t o   s e r v e r .   D ue   t o    t h e   i n c r e a s e   i n   c o n t e n t   num b e r   a nd  v a r i e t y ,   c a c h i n g  ha s   b e c o m e   t h e   l e a di ng  v a ri a b l e   f o r   e ff i c i e n t   ut i l i z a t i o n   of   CCN ,   a n d  h e n c e   a n   i n t e r e s t i n g  r e s e a r c h   p r o b l e m .   A   n u m b e r   of   s c h e m e s   h a v e   a l r e a dy   be e n   pr o po s e d  fo r   t a r ge t i n g  c a c h i ng  i n   CCN   [20 ,   25 - 27].   T h e   p r o b l e m s   of   c a c hi n g  i n  CCN   i n c l ude :   w hi c h   c o nt e nt   i s   t o   be   c a c h e d,   w h e n   i s   a pp r o p r i a t e   t i m i n g  f o r   c a c hi n g ,   h o w   w o ul d  c o n t e n t   b e   c a c h e d  (s t o ri n g  a n d  e v i c t i o n )  a n d  o n   w h i c h   n e t w o r k  pa t h   a   c o n t e n t   b e   c a c h e d.   F urt h e r m o r e ,   t h e r e   i s   pr o b l e m   of  c a c h e   a l l o c a t i o n   t o   n e t w o r k  r o ut e r s   t h a t   s t a t e s   h o w   m uc h   s pa c e   m us t   be   a l l o c a t e d  t o  e a c h   r o ut e r.   T h e r e   a r e   t w o   a ppr o a c h e s :   (1)  H o m o ge n e o u s   a n d  (2 )  H e t e r o ge n e o us   [20].   T h e   h o m o ge n e o us   a pp r o a c h   a l l o c a t e s   e qua l   c a c h e   s i z e   t o   e a c h   r o ut e r  w h i l e   h e t e r o ge n e o us   a l l o c a t e s   h i g h e r   s p a c e   t o   s o m e   r o ut e r s   a nd  l ow e r   t o   o t h e r s   b a s e d  o n   s o m e   o pt i m a l   c ri t e r i a .   S o m e   r e c e n t   r e s e a r c h  p r o j e c t s   o n   t h e   a f o r e m e n t i o n e d  c a c hi n g  p r o b l e m s   a r e   a na l y z e d  a n d  c o m pa r e d  i n  fo l l ow i n g   s ub   s e c t i o n s .   a.   Ca c h e   A l l o c a t i o n   A pp r o a c h e s   T h e   a u t h o r s   i n   [20]  p r e s e n t e d  a n   a l go r i t h m   t o   c o m put e   o pt i m a l   c a c h e   a l l o c a t i o n  a m o n g   r o ut e r s .   T h e   a l go ri t hm   f oc us e s   o n   m a x i m i z a t i o n   o f  a ggr e ga t e   b e n e f i t   w h e r e   b e n e f i t   m e a n s   r e duc t i o n   i n   h o ps   t a ke n   by   a n   I nt e r e s t   pa c ke t   f r o m   c l i e n t   t o   s e r v e r .   T h e   Int e r e s t   p a c ke t   i s   a s s um e d  t o   f o l l ow   s h o r t e s t   pa t h   f r o m   c l i e n t   t o   s e r v e r .   T h e r e fo r e ,   a   s h o rt e s t   p a t h  t r e e   r o o t e d  a t   t h e   s e r v e r  t ha t   ha s   t h e   de s i r e d  d a t a   f o r   c l i e n t s   i s   f o r m e d .   T h e   s h o r t e s t   pa t h   t r e e   s t r uc t u r e   l e a ds   t h e   p r o b l e m   of   c a c h e   a l l o c a t i o n   t o   b e   di v i de d  i n   t w o   s ub   pr ob l e m s :   (1)  m a x i m i z i n g  b e n e f i t   of  a   D at a   pa c ke t   t ha t   h a s   h i g h e s t   p r o b a b i l i t y   o f  b e i n g  r e que s t e d  i n   a   s h o r t e s t   pa t h   t r e e ;   a n d  (2)  m a xi m i z i ng  o ve r a l l   b e n e f i t   of   a l l   D at a   pa c ke t s   i n   w h o l e   n e t w o r k  t h a t   i s   s um   o f  a l l   m a x i m i z a t i o n s   i n  pr e v i o us   s t e p.   T h e   f o r m e r   p r o b l e m   i s   b e i ng  s o l v e d  w i t h  h e l p  o f   k - m e a n s   a l go r i t h m   w h i l e   a   g r e e dy   a ppr o a c h   i s   a do pt e d  f o r   t h e   l a t t e r .   T h e   p r o po s e d  gr e e d y   a l go r i t hm   p r o duc e s   a   b i na r y   m a t r i x  ha v i ng  n o de s   i n   r o w s   a n d   c o n t e n t   pa c ke t s   i n   c o l um n s ,   de pi c t i n g  c o n t e n t   a l l o c a t i o n s   o n   n o de s .   T h e   c o m pl e xi t y   of   pr o po s e d  o pt i m i z a t i o n   a l go ri t hm   i s   m a x ( O ( s n3 ) ,  O ( c t ot al l ogN) ) ,   w h e r e   s   i s   n u m b e r   o f   s e r v e r s ,   n   i s   t o t a l   n u m b e r   o f   n o de s ,   N   i s   n u m b e r   o f   c o n t e nt s ,   a n d  c t o t a l   i s   t o t a l   c a c h e   s pa c e   o f  n e t w o r k.   E xpe r i m e n t a l   e v a l u a t i o n   s h o w e d  t h a t   c a c h e   a l l o c a t i o n   s h o ul d   b e   h e t e r o ge n e o us   a n d  r e l a t e d   t o   t o po l o g y   a n d   c o n t e n t   po pul a r i t y .   b.   D a t a   A l l o c a t i o n  A pp r o a c h e s   Ca c h e   m a n a ge m e nt   a n d  c o n t e n t   r e que s t   r o ut i n g  po l i c i e s   h a v e   b e e n   pr o po s e d  i n   [28].   Ca c h e   m a n a ge m e nt   po l i c y   de c i de s   w h e t h e r   a   pi e c e   o f  da t a   t h a t   pa s s e s   t hr o ug h   a   r o ut e r   m us t   b e   c a c h e d.   If   s o   t h e n   t h e   po l i c y   de t e r m i n e s   w h i c h   po r t i o n   o f   da t a   r e s i di n g   i n  t h e   c a c h e   m us t   b e   r e m o v e d  t o   m a ke   r o o m   fo r   da t a   t o   b e   c a c h e d.   I n   c a c h i n g  a n d  r e m o v a l   p r o c e s s   o f  da t a ,   l i n k  c o n ge s t i o n   a l o n g  t h e   pa t h   o f   da t a   r e t r i e v a l   a n d  d a t a   po pul a r i t y   a r e   c o n s i de r e d.   A   ut i l i t y   f un c t i o n   i s   us e d   i n   t h e   de c i s i o n   o f   c a c h i n g   a   pi e c e   of   c o n t e n t   o n   a   n o de .   T h e   ut i l i t y   f un c t i o n   t a ke s   m i ni m um   b a ndw i dt h   o f   c o n t e n t   r e t r i e v a l   p a t h   a n d  c o nt e nt   po p ul a r i t y   a s   pa r a m e t e r s .   If   a   pi e c e   of   c o n t e n t   ha s   h i g h e r   u t i l i t y   v a l ue   t ha n   l o w e s t   ut i l i t y   v a l ue   of   a n y   c o n t e nt   a t   a   n o de ,   t h e   c o n t e n t   i s   c a c h e d  i n   p l a c e   o f   l ow e s t   ut i l i t y   v a l ue   c o n t e nt .   T h e   m a i n   i de a   o f   c a c h e   m a n a ge m e nt   po l i c y   i s   t h a t   c o n t e nt   fo r w a r de d  o ve r   c o n ge s t e d  l i n ks   i s   r e t a i n e d  by  c a c h e s   w h i l e   e v i c t i n g  c o n t e n t   f o r w a r de d  ov e r   un c o n ge s t e d  l i n ks .   T h e   c o nt e nt   r e que s t   r o ut i ng  po l i c y   ut i l i z e s   a   s c o pe d - f l oo di n g  p r o t o c o l .   T h e   p r o t o c o l   l o c a t e s   r e que s t e d  c a c h e d  c o nt e nt   w i t h  m i n i m u m   do w n l o a d  d e l a y   a s   t h e r e   a r e   m u l t i pl e   c a c h e s   h a v i n g   a   pi e c e   of   c o n t e nt .   T h e   s c o pe   i s   bo un da r y   f o r   t h e   p r o t o c o l   t o   s t o p  s e a r c h i ng  f o r   c a c h e d  c o n t e n t ,   a nd  i s   c a l c ul a t e d  i n  t e rm s   o f  n um b e r   o f   h o ps   t h a t   a   pa c ke t   t ra v e r s e s .   A n   i s s ue   w i t h   s uc h   c a c h i ng  po l i c y   i s   t h a t   t h e r e   m i g ht   b e   n o  i n t e r e s t e d  n o de   fo r   a   c o n t e n t   a f t e r   s o m e   t i m e   t h a t   i s   re s i di ng  w i t h   a   h i g h   u t i l i t y   v a l ue   i n   a   c a c h e .   S uc h   a   c o nt e nt   i s   n e v e r   r e m o v e d  f r o m   a   c a c h e   due   t o   hi g h e r   ut i l i t y   v a l ue .   In   [2 9],   t h e   a ut h o r s   p r o po s e d  a   l a t e n c y - a w a r e   c a c h e   m a na ge m e n t   m e c ha n i s m   f o r   c o n t e n t   c e n t ri c   n e t w o r k.   T h e   m e c ha n i s m   i s   b a s e d  upo n   t h e   p r i n c i pa l   t ha t   w h e n e v e r   a   c o n t e n t   i s   r e t ri e v e d,   i t   i s   s t o r e d  i nt o   c a c h e   w i t h   a   p r o b a b i l i t y   pr o p o r t i o n a l   t o   i t s   r e c e n t l y   ob s e r ve d  r e t r i e v a l   l a t e n c y .   T h e r e   i s   a   t r a de o ff   be t w e e n   c a c h e   s i z e   a n d   de l i v e r y   t i m e   a s   r e duc i n g  de l i v e r y   t i m e   o f   e ve r y   c o n t e n t   r e qui r e s   a   c a c h e   o f   s i z e   a p p r o pri a t e   t o   s t o r e   e ve r y   c o n t e n t   a t   e v e r y   n o de   [29].   T h e   pr o po s e d  m e c h a n i s m   m i n i m i z e s   t h i s   t r a de o ff   by   a s s i gn i n g   c a c h i n g   p r i o r i t y   t o   c o n t e nt s   t ha t   a r e   f a rt h e r   t o   r e t r i e v e .   It   i s   a   f ul l y   di s t r i b ut e d  m e c h a ni s m   s i n c e   t h e   n e t w o r k  c a c h e s   do   n o t   e xc ha n ge   c a c hi n g  i n f o r m a t i o n .   T w o   m a i n   b e ne f i t s   of   t h e   p r o po s e d  m e c h a ni s m s   a r e :   (1)   f a s t e r  de l i v e r y   t i m e   a s   c o m pa r e d  t o   l a t e n c y   i n s e n s i t i v e   a pp r o a c h e s   (2)  f a s t   c o n v e r ge n c e   t o   o pt i m a l   c a c h i ng  s i t ua t i o n .   H ow e v e r ,   d y n a m i c   n e t w o r k  c o n di t i o n s   h a v e   n o t   b e e n   c o n s i de r e d  w h i l e   c a l c ul a t i n g  o pt i m a l   da t a   c a c h i n g .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m p  E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   2 ,  A p ri l   2020   :     1438   -   1453   1446   I n  [30] ,   a   c r o s s - l a y e r   c o o p e r a t i v e   c a c h i n g   s t r a t e gy   fo r   CCN   i s   p r o po s e d.   T hr e e   pa ra m e t e r s   t h a t   a r e   us e r   p r e f e r e n c e ,   be t w e e n n e s s   c e n t r a l i t y   a n d  c a c h e   r e pl a c e m e nt   r a t e   a r e   i n t r o duc e d  a s   a ppl i c a t i o n   l a y e r ,   n e t w o r k  l a y e r   a n d  p h y s i c a l   l a y e r   m e t r i c s .   A   c a c h i ng  p r o b a b i l i t y   f un c t i o n   i s   de r i v e d  b a s e d  o n   G r e y   Re l a t i o na l   A na l y s i s   a m o n g   a l l   n o de s   a l o n g  t h e   c o n t e n t   de l i v e r y   pa t h.   M u l t i pl e   r e que s t s   f o r   t h e   s a m e   c o n t e n t   a r e   a gg r e ga t e d  i n  P IT .   P IT   ke e ps   t r a c ks   o f   Int e r e s t   pa c ke t s   f o r w a r de d  ups t r e a m   s o   t ha t   r e t u rn e d  D a t a   p a c ke t   c a n   fo l l ow   t h e   pa t h   b a c k  t o   e n dpo i nt   o f  c o n t e nt   r e que s t e r .   S o m e   n o de s   a ggr e ga t e   r e que s t s   a n d  t e rm e d  a s   a gg r e ga t e d  n o de .   T h e   a gg r e ga t e d  n o de   c o m put e s   t h e   c a c h i n g   pr o b a b i l i t i e s   a nd  a dds   t h e m   i n  t h e   P IT .   C a c hi n g   pr o b a b i l i t y   f i e l ds   o f   D at a   pa c ke t   i s   upd a t e d  b y   t h e   c a c hi n g  p r o b a b i l i t y   i n   P I T   w h e n   t h e   D at a   pa c ke t   a rr i v e s   a t   t h e   a g g r e ga t e d   n o de .     A   n o v e l   c a c h i ng  m e t h o d  t o   de l i v e r   c o nt e nt   o v e r   t h e   c o n t e nt   c e n t r i c   n e t w o r ks   h a s   b e e n   p r o po s e d   i n   [ 31 ] .   T h e   a u t h o r s   a na l y z e   c a c h i n g  c o n t e nt   di s t r i b ut i o n   a n d  r e l a t e d  In t e r e s t   d i s t r i b ut i o n   b y   c o n s i de r i n g   t h e   m e c ha n i s m   o f   CS   a n d   P IT   o f   CCN s .   B a s e d  o n   t h e   a na l y s i s ,   a   c a c hi n g  a l go r i t h m   h a s   b e e n   p r o po s e d  t o  e ff i c i e n t l y   us e   t h e   c a pa c i t y   of   CS   a nd  P IT .   T h e   c a c hi ng  i s   do n e   b a s e d  o n   a   c o s t   m o de l   de ri v e d  i n    t h e   pa pe r .   T h e   c o s t   m o de l   i s   b a s e d  o n   t o t a l   de l a y   t o   r e t ri e v e   a   pi e c e   of   c o n t e nt .   T h e   CS   c a l c ul a t e s   t h e   c o s t   t o  r e m o v e   a   c a c h e d  c o n t e n t   f o r   c a c h i ng  a   n e w l y   r e que s t e d  pi e c e   of   c o n t e nt .   If   t h e   c o s t   i s   b e l ow   a   t hr e s h o l d ,   t h e   n e w   c o n t e n t   i s   c a c h e d.   T h e   p r o po s e d  s c h e m e   do e s   n o t   a c c o un t   f o r   t h e   dy n a m i c   n e t w o r k  c o n di t i o n s   a n d   i t   i s   a   di s t r i b ut e d  c a c h i ng  m e c ha n i s m .   T h e   r e s e a r c h   w o r k  i n   [3 2]  i s   f oc us e d  o n   v i de o   s t r e a m i n g  p r o b l e m   i n   V e h i c u l a r   A d - h o c   N e t w o r ks   (V A N E T s ).   D ue   t o   d y n a m i c   c h a nge   i n   b a n dw i dt h   i n   V A N E T s ,   dy n a m i c   a da pt i v e   s t r e a m i ng  (D A S )  t e c hn o l o g y   i s   us e d  fo r   de l i v e r y   of   v i de o   c o n t e n t   w i t h  d i f fe r e n t   b i t   ra t e s   a c c o r di n g  t o   a v a i l a b l e   b a n dw i dt h.   D A S   r e qui r e s   s e ve r a l   v e r s i o n s   o f  a   s a m e   v i de o   c o n t e nt ,   r e s ul t i n g  i n   r e duc e d  c a c h e   ut i l i z a t i o n .   H e n c e ,   a   c a c h e   m a na ge m e n t   s c h e m e   f o r   a da pt i v e   s c a l a b l e   v i de o   s t r e a m i ng   i n   V e h i c ul a r   CCN s   ha s   b e e n   pr o po s e d  i n   [32] .   T h e   s c h e m e   a i m s   t o   pr o v i de   h i g h   Q o E   v i de o   s t r e a m i n g  s e r v i c e s   t hr o ugh   c a c h i ng  o f   a ppr o pri a t e   b i t   ra t e   c o n t e n t   n e a r   c o n s um e r s .   A   v i de o   c o n t e nt   i s   di v i de d  i nt o   l a y e r s   w h e r e   e a c h   l a y e r   i s   t h e   v i de o   c o n t e n t   w i t h   s pe c i f i c   b i t   ra t e .   C h u nk  o f  l a y e r s   a r e   pus h e d  t o   n e i g h b o r s   a c c o r di n g  t o   t h e i r   a v a i l a b l e   b a n dw i dt h   t hr o ug h   b r o a dc a s t   h o p - by - h o p.     In   [ 3 3],   t h e   a u t h o r s   s t u di e d  t h e   us e r - b e h a v i o r   d r i v e n   CCN   c a c h i n g  a n d  j o i n t l y   i n v e s t i ga t e d  v i de o  po pul a r i t y   a n d   v i de o   dr o p  r a t i o .   I t   ha s   b e e n   s a i d  t h a t   t h i s   i s   t h e   f i r s t   p a pe r   t a k i n g  t h e   v i de o   dr o p  ra t i o   i n t o   c o n s i de r a t i o n   i n  CCN   c a c h i ng  po l i c y   de s i gn .   T h e   v i de o   dro p  r a t i o n  m e a n s   t ha t   v i de o   c o n s um e r   do e s   n o t   a l w a y s   w a t c h   t h e   v i de o   un t i l   t h e   e n d .   A n   i n t ra - do m a i n   c a c h i n g  i n   CCN   s y s t e m   h a s   b e e n   c o n s i de r e d,     t h a t   i s   c o m po s e d  of   s e r v e r s / r e po s i t o r i e s ,   r o ut e r s   a n d   us e r s .   CS   o f   e a c h   r o ut e r   a c t s   a s   a   b uf fe r   m e m o r y .   T h e   r o ut e r s   a r e   di v i de d  i n   l e v e l s   h i e ra r c h y   a n d  v i de o s   a r e   ra n ke d  a c c o r di n g  t o   po pul a ri t y .   T h e   m a i n   i de a   of  pr o po s e d  s c h e m e   i s   t h a t   ith   c h u nk  i s   c a c h e d  i n  j t h   r o ut e r   i f   a n d  o n l y   i f   t h e   h i g h e r - ra n k i n g  c h u nks   t ha n   ith   c h u n k  c a n   b e   s t o r e d  i n   l o w e r   l e ve l   r o ut e r s   t h a n   j t h   r o ut e r.   A l s o   i f   t h e   l ow e r   l e ve l   r o ut e r s   c a nn o t   c a c h e   a l l   t h e   c h u nks   h a v i n g   h i g h e r  r a nki n g   t h e n   ith   c hu n k .   T h e   p r o po s e d  a l go ri t hm   a c h i e v e s   o pt i m a l   v a l ue s   i n   t e rm s   o f  a v e r a ge   t r a n s m i s s i o n  h o ps   n e e de d  a n d   s e r v e r  h i t   ra t e   gi v e n  a   c a s c a de   n e t w o r k  t o po l o g y.   A   c a c h i n g  po l i c y   s i m i l a r   t o   t h e   o n e   m e n t i o n e d  i n   [33]  ha s   b e e n   pr o po s e d  i n   [34],   w h i c h   m a xi m i z e s   c a c h e   ut i l i z a t i o n   a nd  i m p r o v e s   c o n t e nt   di v e r s i t y   i n   n e t w o r ks   by   c o n t e n t   po pul a ri t y   a n d  n o de   l e ve l   m a t c h e d  b a s e d  c a c h i n g  p r o b a b i l i t y .   T hr e e   pa r a m e t e r s   i n c l ud i ng  h o p  a c c o un t   t o   t h e   r e que s t e r,   b e t w e e n n e s s   c e n t r a l i t y   a n d  c a c h e   s pa c e   r e pl a c e m e n t   r a t e   a r e   c o n s i de r e d  f o r   e v a l u a t i o n   o f   c a c h i n g  p r o pe rt y   of   n o de s   a l o n g   t h e   de l i v e r y   pa t h .   T h e   p r o po s e d  s t r a t e gy   pe r fo r m s   c l a s s i f i c a t i o n  o f   n o de s   i n t o   l e v e l s   b a s e d  o n   t h e i r   c a c h i n g   pr o pe rt y .   H i gh   c a c h i n g   p r o pe rt y   n o de s   a r e   de f i n e d  a s   f i r s t   l e v e l   n o de s ;   w h i l e   l e s s   c a p a b l e   n o de s   a r e   t e rm e d  a s   s e c o n d  l e v e l   n o de s .   M o r e ove r ,   t h e   s t r a t e g y   us e s   a   pr o b a b i l i t y - b a s e d   m e c h a n i s m   t o   c o m pa r e   a nd  m a t c h   t h e   c o n t e nt   po pul a ri t y   w i t h   t h e   m a t c hi n g  l e v e l   of   t h e   n o de .   N o de s   o n l y   c a c h e   t h e   c o n t e n t ,   w h i c h   m a t c h   t h e   pr o b a b i l i t y   of  s t o r i n g .   T h e   s c h e m e   w a rr a nt s   c a c h i n g  m o r e   po pul a r   c o n t e nt   a t   f i r s t   l e v e l   of   n o de s ,   w h i c h   de c r e a s e s   t h e   r e du nda n c y   of   l e s s   po pul a r   c o n t e n t .   I n   t h e   s a m e   w a y ,   l e s s   po pul a r   c o n t e n t   i s   c a c h e d  t o   n e xt   l e v e l   of   n o de s .   T h e   pr o po s e d  p o l i c y   i m pr o v e d  up  t o   23%  c a c h e   h i t   ra t i o ,   r e duc e d  up  t o   13%  c o n t e n t   a c c e s s   de l a y ,   a n d  a c c o m m o da t e d  up   t o   14 %  m o r e   c o n t e nt s   c o m pa r e d  w i t h   L e a v e   Co p y   E v e r y w h e r e   (L CE )   po l i c y .   T a b l e   1   p r o v i de s   a   c o m pa ra t i v e   a na l y s i s   of   t h e   CCN   c a c hi n g  s c h e m e s   m e nt i o n e d  i n   t h i s   s e c t i o n  b a s e d  o n   v a r i o us   c r i t i c a l   pa ra m e t e r s .   T a b l e   2   c l a s s i fy   a   n u m b e r   of   CCN   s c h e m e s   i n   t e rm s   of   t hr e e   i m po rt a nt   a s pe c t s   o f  da t a   de l i v e r y :   r o ut i n g ,   f o r w a r di n g  a nd  c a c h i ng.   W e   n o t e   f r o m   T a b l e   2   t h a t   n o n e   of   t h e   s c h e m e s   pr o v i de s   a n   i n t e g ra t e d  s o l ut i o n  t a r ge t e d  t h e s e   t hr e e   a s pe c t s   t o ge t h e r   i n  o n e   s o l ut i o n .                 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m p  E n g     IS S N :   2088 - 8708       St udy   an d  an al y s i s   o f   m o bi l i t y ,   s e c ur i t y ,   a nd  c a c hi ng   i s s u e s   i n  CCN   ( R ao   Nav e e d  B i n   R ai s )   1447   T a b l e   1 .   C a c hi n g   s c h e m e s   c o m pa ri s o n   Re f .   T o p o l o g i e s   U s e d   Ca c h i n g   O b j e c t i v e   Ca c h e   A l l o c a t i o n   T y p e   Ca c h e   A l l o c a t i o n   Cri t e ri a   D a t a   A l l o c a t i o n   Cri t e ri a   P e r fo r m a n c e   M e t ri c   P e r fo r m a n c e   M e t ri c   U s e d   [2 0 ]   Ba rb a s i - A l b e rt ,   W a t t s - S t r o g a t z   Ca c h e   A l l o c a t i o n   H e t e r o g e n e o u s     (BA )   a n d   H o m o g e n e o u s   (W S )   T o p o l o g y   a n d   In t e r e s t   d e p e n d e n t   -   N e t w o rk - c e n t r i c   Re m a i n i n g   T ra ff i c   [3 5 ]   A r b i t ra r y   t o p o l o g i e s   Ca c h e   A l l o c a t i o n   He t e r o g e n e o u s   N o d e s   c e n t ra l i t y   d e p e n d e n t   -   N e t w o rk - c e n t r i c   a n d   U s e r - c e n t ri c   Ca c h e   H i t   P ro b a b i l i t y   a n d   P a t h   S t r e t c h   [2 8 ]   G ri d ,   S c a l e - f r e e ,   Ro c k e t f u e l ,   H y b r i d   D a t a   A l l o c a t i o n   -   -   L i n k s   c o n g e s t i o n   a n d   In t e r e s t   d e p e n d e n t   U s e r - c e n t ri c   Co n t e n t   D o w n l o a d   D e l a y   [3 6 ]   Bi n a r y   T re e   D a t a   A l l o c a t i o n   -   -   H o p   c o u n t   f r o m   c l i e n t   t o   c a c h e   N e t w o rk - c e n t r i c   S e r v e r  H i t s   a n d   H o p   R e d u c t i o n   [3 7 ]   N e t ra i l ,   A b i l e n e ,   Cl a ra n e t ,   A i r t e l ,   G e a n t   D a t a   a n d   Ca c h e   A l l o c a t i o n   H e t e r o g e n e o u s   D a t a   c a c h i n g   p ro b a b i l i t y   a n d   Bu d g e t   T ra f fi c   C o s t   a n d   F l o w   M i n i m i z a t i o n   N e t w o rk   a n d   U s e r - c e n t ri c   Bu d g e t   a n d   t ra ffi c   f l o w   [2 9 ]   L i n e ,   Bi n a r y   t r e e   D a t a   A l l o c a t i o n   -   -   Co n t e n t   P o p u l a ri t y   a n d   L a t e n c y   N e t w o rk - c e n t r i c   D a t a   re t r i e v a l   l a t e n c y   [3 8 ]   k - a ry   t r e e ,   s c a l e - f r e e   D a t a   A l l o c a t i o n   -   -   Be t w e e n n e s s   Ce n t ra l i t y   o f  N o d e   N e t w o rk - c e n t r i c   H o p   r e d u c t i o n   ra t i o ,   s e rv e r  h i t s   re d u c t i o n   ra t i o   [3 9 ]   CE RN E T 2   D a t a   A l l o c a t i o n   -   -   Co n t e n t   p o p u l a ri t y   U s e r - c e n t ri c   N e t w o rk   d e l a y   [4 0 ]   1 0 x 1 0   g ri d ,   6 - l e v e l   b i n a ry   t r e e   D a t a   A l l o c a t i o n   -   -   U b i q u i t o u s   N e t w o rk -   c e n t ri c   Co n t e n t   t ra v e l l i n g   a v e ra g e   d i s t a n c e   [4 1 ]   k - a ry   t r e e ,   s c a l e - f r e e   D a t a   A l l o c a t i o n   -   -   Be t w e e n n e s s   Ce n t ra l i t y   o f  N o d e   N e t w o rk   a n d   U s e r - c e n t ri c   L a t e n c y   a n d   c o n g e s t i o n   [4 2 ]   A S   1 7 5 5 ,   A S   3 9 6 7 ,   Bri t e 1 ,   Bri t e 2   D a t a   a l l o c a t i o n   -   -   Be n e fi t   o f  e v i c t i o n   o f  a   c o n t e n t   N e t w o rk - c e n t r i c   Co n t e n t   re d u n d a n c y   a n d   c a c h e   h i t   ra t e   [4 3 ]   5 - l e v e l   b i n a ry   t r e e ,   D a t a   a l l o c a t i o n   -   -   Co n t e n t   p o p u l a ri t y   N e t w o rk   a n d   U s e r - c e n t ri c   Co n t e n t   re d u n d a n c y   a n d   c o n t e n t   d o w n l o a d   d e l a y   [3 0 ]   S c a l e - f r e e   D a t a   a l l o c a t i o n   -   -   U s e r  p r e f e re n c e ,   b e t w e e n n e s s   c e n t ra l i t y ,   c a c h e   re p l a c e m e n t   ra t e   N e t w o rk - c e n t r i c   Ca c h e   h i t   ra t i o ,   A v e ra g e   h o p s   [ 31 ]   U n s p e c i fi e d   D a t a   a l l o c a t i o n   -   -   N e t w o rk   d e l a y   c o s t   U s e r - c e n t ri c   N e t w o rk   d e l a y   [3 3 ]   Ca s c a d e   t o p o l o g y   D a t a   a l l o c a t i o n   -   -   V i d e o   p o p u l a ri t y   a n d   d r o p   ra t i o   N e t w o rk   a n d   U s e r - c e n t ri c   A v e ra g e   t ra n s m i s s i o n   h o p s   a n d   s e r v e r  h i t   ra t e   [3 4 ]   S c a l e - f r e e   D a t a   a l l o c a t i o n   -   -   P ro b a b i l i t y   b a s e d   o n   n o d e s   l e v e l   N e t w o rk   a n d   U s e r - c e n t ri c   Ca c h e   h i t   ra t i o n ,   Co n t e n t   n u m b e r,   a n d   Co n t e n t   a c c e s s   d e l a y   [4 4 ]   U n s p e c i fi e d   D a t a   a l l o c a t i o n   -   -   Ca c h e   f r e e   s p a c e   N e t w o rk   a n d   Use r - c e n t ri c   Ca c h e   h i t ,   Ca c h e   m i s s ,   a n d   T o t a l   n u m b e r  o f   Re p l a c e m e n t s               Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.