- Supporting the IoT over Integrated Satellite-Terrestrial Networks using Information-Centric Networking
調查當IoT基於ICN上並通過集成的LEO衛星網絡進行數據傳輸時，控制和數據信息的開銷。
場景：
該場景通過大規模部署IOT的傳感器設備來收集環境數據，IoT數據包括定期或高度不規則的信息傳輸，低的速率以及小的數據量。
組件：
數據收集器（訂閱者）：發送訂閱請求
IoT傳感器：回覆訂閱請求
信息聚合器（代理）：從訂閱者接收訂閱請求並且轉發IoT傳感器信息
考慮三種場景的優化模型：
- 代理的消息聚合：代理接收來自訂閱者的訂閱請求並定期地輪詢IoT節點，同時，代理也可以對IoT節點更新的數據進行聚合併發送給訂閱者。
- 單一代理對數據進行加密：代理週期地輪詢IoT設備，當IOT設備產生更新時，代理向訂閱者發送通知，而不是向其發送數據。
- Individual proxy for each IoT node：每個節點都有單個代理
以第一個場景爲例進行分析：
模型利用Publish-Subscribe Internet(PSI)通信和傳輸機制以及多播和緩存機制，PSI支持兩種類型的內容傳輸機制：緩慢與快速會合。在緩慢會合下，進行內容發現和連接建立，而快速會合下，終端主機直接交互。
信息1-3是緩慢會合進行連接建立，4-8在代理和IoT節點之間建立雙向連接，接下來是傳輸數據，直到信息15，代理將信息聚合傳遞給訂閱者。在衛星鏈路上減少了數據流量。
仿真和測試：
測試平臺：Blackadder是ICN的源碼實現。衛星仿真採用OpenSAND仿真軟件。
測試場景：
將衛星鏈路上的消息數量作爲測試指標，仿真結果指出了優化模型有效減少了衛星鏈路的流量負載。
- Information centric network for secure data transmission in DTN
DTN中存在一些自私的節點僅僅轉發朋友列表中的包，並且丟棄或者重定向數據包，如果這些現象發生，會導致丟包，因此利用ICN與DTN結合，ICN會指出這些自私的節點並阻止通過這些節點的傳輸。
模型：
每個節點有節點ID和能量等級，每個節點的歷史和路徑歷史都由DTN更新。
ICN觀察和存儲所有在DTN收集的信息，一旦一些不好的節點被DTN指出，ICN會在路徑中指出這些節點並阻止這些節點進行進一步的傳輸數據。
當數據包到達目的節點，傳輸的路徑將會在源節點的框架中使能，處於負載均衡的考慮，一些工作將會從一個DTN轉換到另一個DTN，每一個節點歷史和數據歷史都會在DTN中更新，基於節點的能源和自私能力，惡意的節點將會被標出。ICN會在路徑中指出這些節點並阻止這些節點進行進一步的傳輸數據。
由於惡意的節點已經被選出，丟包則會避免。ICN週期的監控DTN，因此ICN能避免被惡意的節點進行路由傳播，因此保證了DTN中的安全傳輸，如下圖所示：
未來改進的工作：ICN可爲DTN解決路由表僞造，泛洪攻擊，協作攻擊，吸血鬼攻擊等。
- Towards Disruption Tolerant ICN
雖然ICN的設計明顯考慮到了未來互聯網對可伸縮性和高效需求的快速增加，然而,間斷的連接的移動環境或破壞性網絡對ICN是一個重大挑戰。因此考慮將DTN與ICN結合。
爲什麼選擇CCN和DTN呢？
DTN和CCN在設計中有一些共同點，比如網內緩存，後期綁定等。在所有ICN提案中，CCN最受歡迎，CCN提出的兩個新的功能層爲策略層和安全層，策略層爲在IP或第二層協議之上操作提供了靈活性，並且可以利用多個併發連接。同樣的，在BP中也提供了模塊化結構使其通過收斂層能在底層網絡上工作。因此，CCN和BP靈活的設計使我們能夠結合兩者。
兩者結合的協議棧稱之爲CCNDTN，如下圖所示
在此協議棧中，DTN的BP層對CCN的轉發機制進行補充，使其適用於分散的網絡。CCN的每一個FIB條目指向一個專門用於選擇轉發策略的功能模塊，那麼有了BP，策略層能夠動態地選擇FIB條目，因此一旦接收到來自DTN的前綴聲明，CCNDTN路由器會創建一個FIB條目指向bundle進程。CCNDTN轉發如下圖所示：
BP的拓展模塊bundle protocol query（BPQ）能夠爲應用提供查詢內容功能，BPQ塊由以下字段組成：
BPQ類型字段，用於指出bundle類型，包括QUERY,RESPONSE, RESPONSE DO NOT FRAGMENT,
PUBLISH.
BPQ值字段，包含所請求內容的名字
一個原始的包創建時間戳
返回的碎片數量
BPQ與CCN類似，當節點接收到BPQ，首先在緩存中查詢回覆的bundle，如果有則回覆，而BPQ不會再轉發，否則BPQ繼續轉發。
CCNDTN具體實現
採用CCNx和DTN2作爲具體實現，利用ccn get dtn()函數實現CCN將請求傳遞給BP的功能，策略層利用dtn open()函數建立dtnd進程的連接，利用dtn register()註冊該連接，當成功連接後，策略層創建帶有BPQ塊的bundle，如果路徑上的任何節點滿足interest，一個包含內容的回覆的bundle將會返回至CCNDTN用戶節點。
CCN與DTN的互操作性（兼容性）
命名轉換
名稱轉換是實現CCN和DTN之間互操作性的一個重要問題，CCN採用分層命名，DTN以Uniform Resource Identifier (URI)的格式命名DTN節點，也就是CCN命名標識內容，而DTN命名標識DTN節點，因此DTN和CCN的命名方案是正交的。
超時設定
CCN在interest包中加入InterestLifeTime來指示剩餘的時間，同樣的，DTN利用timestamp來標識時間。而超時設定會造成兩個情況，第一個當CCN發送請求給DTN時，回覆時間不會很短，那麼如果CCN中最終的用戶沒有在合理的時間內得到回覆，會重傳interest，這會造成網絡中存在很多的interest，那麼一個可能的解決方法是利用CCNx StatusResponse，用來響應異常情況或在回覆中附加信息。第二個問題是當DTN中的bundle發送請求給CCN時，DTN的timestamp可以合理地高於CCNx InterestLifeTime，更大的timestamp可以減少不必要的重發。
僞目的地 EID
CCN中並不包含任何概念上的源和目的地址，相反DTN中需要源和目的EID，因此CCN策略層需要定義任意的僞目的地EID，源EID不是很難定義，因爲一個發出BPQ請求的節點 可以輕鬆設置自己的源EID，這個源EID將在BPQ迴應中作爲目標EID使用。然而僞目的地EID會對bundle轉發的長度或者跳數產生不可避免的影響，限制跳數可能可作爲解決方案。我們認爲目的EID是ICN與DTN集合的一個問題與挑戰。
倉庫管理
CCN與DTN使用兩個獨立的倉庫，我們可以設計一個優化的倉庫，一種可能的設計是在CCN和DTN倉庫的上層設計一個額外的層，命名爲Abstract Content Provider (ACR)，內容存儲在bundle緩存中並對那些來自CCN緩存的進行引用。
另一種可能的設計如下圖所示，CCN和DTN進程都在一個公共倉庫存儲數據。
- Applicability of ICN-based Network Architectures to Satellite-assisted Emergency
Communications
ICN在應急救援網絡中的應用，與基於ip的架構相比，模擬結果顯示命名數據網絡(NDN)架構在交付延遲和整體增益方面具有優勢。
場景描述
移動節點MM-UE and Consumer UE能夠利用陸地移動基礎設施（比如LTE）或者GEO衛星與總部建立連接
專用的熱氣球（HAPs）實現的AeNBs負責向受災地區提供用戶與總部之間的連接，通過衛星或者地面移動連接（LTE），後者通過多種地面網關用來拓展相鄰地區的連接。
仿真設置
整個場景採用ns3模擬器實現，NDN協議架構採用ns3中的ndnsim2.0模塊，在仿真過程中採用不同的調度/抓取策略比如Least Frequently Used (LFU) 和Least Recently Used (LRU)。
性能分析中以IP協議棧作爲基準，分析了NDN所帶來的性能提升。對三個指標進行評測：端到端時延，流量負載以及命中率。以端到端延時爲例進行分析，結果如下圖所示：
可以看出LRU策略的性能最好，幾乎是IP性能的兩倍。而IP性能是最差的。
結果顯示，NDN達到災難管理應用程序的服務需求 並能有效地支持多通道操作，這是緊急通信的趨勢。
未來可改進的工作：對ICN的其他實現方案進行測評，以及移動設備上能源的消耗對於緩存功能的影響。
5. Boosting the Performance of Content Centric Networking using Delay Tolerant Networking
Mechanisms
網絡的間斷連接，移動性網絡對CCN的挑戰很大，提出CCN與DTN結合的方式，並在移動環境下進行測評。
ICN與DTN結合的場景：
結合後的協議可分爲三部分：
控制層，在DTN機制之上進行實現，其功能是基於包類型（interest/data）進行對應的操作。
轉發層，分爲兩部分CCN轉發和DTN轉發。
路由決策組件，路由器通過多種路由協議將數據包發送到另一個路由器，從而決定最佳傳輸路徑。路由決策引擎獨立運行於我們提出的模型之上
新提出的協議涉及到兩個控制決策，
Request/Response Processing，雖然對於interest和response數據包的轉發和路由，CAPs作爲傳統CCN節點。但對於移動節點則不同，當移動用戶的CAPs接收到內容請求或者內容回覆，如何處理是一個問題。
Content Management，考慮到移動用戶或CAPs有一個內容項，那麼是應該存儲它還是丟棄？相比於移動用戶，CAPs CellularAccess Points具有更強大的存儲能力，但仍然不能存儲所有數據。
Request Processing
在動態環境中，節點是移動的，且連接是間斷的，這就意味着對網絡拓撲的變化進行追蹤是不現實的，因此移動用戶會在Pending Requester Information Table (PRIT)中保存請求者的地址信息。因此可以向這些潛在的requester轉發類似的內容信息。移動用戶利用Satisfied Request Information Table (SRIT)來記錄請求者所有已經滿足了的interest，因此可以爲未來類似的interest提供內容。那麼當一箇中間節點在SRIT中有匹配的interest數據包時，能夠轉發interest至那些可能的內容提供者。如果CAPs接收來自DTN接口的數據包，其行爲類似於移動節點。：然而，如果這個CAPs對該interest有對應的FIB條目，那麼它也可以應用本地的CCN機制。算法如下：
- Energy and Bandwidth Efficient Content Retrieval for Content Centric Networks in DTN Environment
這篇文章針對ICN在間斷網絡中的不足，給出了改進措施，提出新的協議，包括
a)動態路由協議NDRP (Name-based Distance-vector Routing Protocol)，爲了解決間斷連接問題，NDRP爲路由信息提供了一個新的狀態，新的狀態使得路由協議可應用於DTN網絡。
b)自適應重傳協議，自適應重傳控制能夠抑制冗餘的intetest重新傳輸所造成的開銷。
c)內容對象排隊，內容對象的排隊機制能夠提高內容下載的性能。
場景設置：
我們假設由於受災導致組件的損壞，網絡是分散的。
在該場景中，救援部隊在該地設立指揮部，比如Government Office (GO)能夠與internet直接通信，而Data Mule（DM）是車輛配備 CCN路由器和發送無線信息的天線。每個庇護所都有一些網關(GW)節點。：GW節點扮演兩個角色，一個無線訪問節點和CCN路由器。
NDRP(Name-based Distance-vector Routing Protocol)
NDRP採用對路由信息的定時更新以及利用距離矢量算法計算最佳路徑，而選擇遠距離矢量協議的原因是鏈路狀態協議和反應式協議需要對整個網絡進行路由信息泛洪，遠距離向量路由協議可以通過調整週期性廣播間隔控制rouitng消息。
NDRP爲路由分配三個狀態，爲鏈路分配兩個狀態。其中路由狀態被分爲VALID：所有鏈路都是連接的；STALE：存在未連接的鏈路；INVALID: 在STALE時發生路由超時。增加STALE狀態的原因是因爲在間斷網絡中路由協議需要處理集羣到集羣的連接，因此, 路由協議在集羣中保留斷開的路由，STALE表示臨時不可用的路由。
鏈路有兩個狀態，Connected和Disconnected。Disconnected意味着節點沒有接收到鏈接超時的任何更新。鏈路超時計算如下：
更新間隔是廣播路由信息的間隔，路線持有時間指的是保持鏈接狀態連接的更新間隔的次數。下圖表示FIB在NDRP的結構。
Adaptive Message Forwarding for fragmented CCNs
自適應消息轉發方法根據NDRP的鏈路和路由狀態切換消息轉發策略，此方法，可進行可靠的內容檢索，實現了低網絡負荷和低能耗。該方法由兩種機制組成：對於interest的自適應重傳控制和內容對象排隊機制。
- Adaptive Retransmission Control for Interest
根據路由狀態對重傳控制策略進行切換，若路由狀態是VALID，也就意味着鏈路中沒有中斷，那麼RTT會是一個固定的短時間，因此可以利用端到端傳輸控制策略。若路由狀態是STALE，RTT的波動較大，因此採用Hop-by-Hop的重傳策略。該策略允許網絡從端點到STALE路由中的斷點之間進行帶寬控制。
- ContentObject Queueing
該方法是對內容對象CO的有效的轉發。在CCN中，內容對象是沿着PIT中的記錄路徑進行傳輸，對於中斷網絡，我們採用ContentObject Queueing來識別PIT條目中輸出接口的狀態。PIT條目結構如下圖所示：
Incoming Face對於內容對象則是out-interface，每一個Incoming Face都包含一個鏈路狀態Connected or Disconnected。當路由器接收到內容對象CO，在PIT中查詢，若條目存在，路由器檢查IncomingFace的狀態，若狀態是Connected，路由器常規的轉發CO，若狀態是Disconnected，路由器將內容對象存儲在ContentObject Queue中，當IncomingFace狀態由Disconnected轉換爲Connected，則將內容對象CO從ContentObject Queue中移除。
結果仿真
利用ndnSIM進行仿真，仿真結果表明對CCN的改進能夠有效提高內容檢索的性能和效率。
仿真：
利用Opportunistic Network Simulator (ONE)對新提出的協議性能進行測試，仿真結果表明移動設備和蜂窩網絡接入點上的緩存能夠有效提升內容檢索時間超過50%。
未來可改進的工作：對緩存策略的開發和改進。還打算激勵移動用戶合作和存儲其他內容。