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5G的基本知识 什么是5G( 四 )

5G


内容分发网络是在传统网络中添加新的层次，即智能虚拟网络 。CDN系统综合考虑各节点连接状态、 负载情况以及用户距离等信息，通过将相关内容分发至靠近用户的 CDN代理服务器上，实现用户就近获取所需的信息，使得网络拥塞状况得以缓解，降低响应时间，提高响应速度 。CDN 网络架构在用户侧与源 server 之间构建多个 CDN代理 server，可以降低延迟、 提高 QoS(quality of service) 。当用户对所需内容发送请求时，如果源服务器之前接收到相同内容的请求，则该请求被 DNS 重定向到离用户最近的 CDN 代理服务器上，由该代理服务器发送相应内容给用户 。因此，源服务器只需要将内容发给各个代理服务器，便于用户从就近的带宽充足的代理服务器上获取内容，降低网络时延并提高用户体验 。随着云计算、 移动互联网及动态网络内容技术的推进，内容分发技术逐步趋向于专业化、 定制化，在内容路由、 管理、 推送以及安全性方面都面临新的挑战 [31]。
D2D 通信
在5G 网络中，网络容量、频谱效率需要进一步提升，更丰富的通信模式以及更好的终端用户体验也是 5G 的演进方向 。设备到设备通信 ( device-to-device communication，D2D) 具有潜在的提升系统性能、 增强用户体验、 减轻基站压力、 提高频谱利用率的前景 。因此，D2D 是未来 5G 网络中的关键技术之一 [31]。
D2D 通信是一种基于蜂窝系统的近距离数据直接传输技术 。D2D 会话的数据直接在终端之间进行传输，不需要通过基站转发，而相关的控制信令，如会话的建立、维持、无线资源分配以及计费、鉴权、识别、移动性管理等仍由蜂窝网络负责 。蜂窝网络引入 D2D 通信，可以减轻基站负担，降低端到端的传输时延，提升频谱效率，降低终端发射功率 。当无线通信基础设施损坏，或者在无线网络的覆盖盲区，终端可借助 D2D 实现端到端通信甚至接入蜂窝网络 。在 5G 网络中，既可以在授权频段部署 D2D 通信，也可在非授权频段部署 [31]。
M2M 通信
M2M(machine to machine，M2M)作为物联网最常见的应用形式，在智能电网、 安全监测、城市信息化、 环境监测等领域实现了商业化应用 。3GPP 已经针对 M2M 网络制定了一些标准，并已立项开始研究 M2M 关键技术 。M2M 的定义主要有广义和狭义 2 种 。广义的M2M 主要是指机器对机器、 人与机器间以及移动网络和机器之间的通信，它涵盖了所有实现人、 机器、系统之间通信的技术；从狭义上说，M2M 仅仅指机器与机器之间的通信 。智能化、 交互式是 M2M 有别于其它应用的典型特征，这一特征下的机器也被赋予了更多的“智慧” [31]。
信息中心网络
随着实时音频、 高清视频等服务的日益激增，基于位置通信的传统 TCP /IP网络无法满足数据流量分发的要求 。网络呈现出以信息为中心的发展趋势 。信息中心网络 ( information-centric network，ICN)的思想最早是 1979 年由 Nelson 提出来的，后来被 Baccala 强化 。作为一种新型网络体系结构，ICN 的目标是取代现有的 IP [31]。
ICN 所指的信息包括实时媒体流、 网页服务、 多媒体通信等，而信息中心网络就是这些片段信息的总集合 。因此，ICN 的主要概念是信息的分发、 查找和传递，不再是维护目标主机的可连通性 。不同于传统的以主机地址为中心的 TCP /IP 网络体系结构，ICN 采用的是以信息为中心的网络通信模型，忽略 IP 地址的作用，甚至只是将其作为一种传输标识 。全新的网络协议栈能够实现网络层解析信息名称、 路由缓存信息数据、 多播传递信息等功能，从而较好地解决计算机网络中存在的扩展性、 实时性以及动态性等问题 。ICN信息传递流程是一种基于发布订阅方式的信息传递流程 [31]。首先，内容提供方向网络发布自己所拥有的内容，网络中的节点就明白当收到相关内容的请求时如何响应该请求 。然后，当第一个订阅方向网络发送内容请求时，节点将请求转发到内容发布方，内容发布方将相应内容发送给订阅方，带有缓存的节点会将经过的内容缓存 。其他订阅方对相同内容发送请求时，邻近带缓存的节点直接将相应内容响应给订阅方 。因此，信息中心网络的通信过程就是请求内容的匹配过程 。传统 IP 网络中，采用的是“推” 传输模式，即服务器在整个传输过程中占主导地位，忽略了用户的地位，从而导致用户端接收过多的垃圾信息 。ICN 网络正好相反，采用“拉” 模式，整个传输过程由用户的实时信息请求触发，网络则通过信息缓存的方式，实现快速响应用户 。此外，信息安全只与信息自身相关，而与存储容器无关 。针对信息的这种特性，ICN 网络采用有别于传统网络安全机制的基于信息的安全机制 。和传统的 IP 网络相比，ICN 具有高效性、高安全性且支持客户端移动等优势 [31]。


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