1.NDN简介

基于TCP/IP的网络已经越来越难以满足人类社会日益增长的需求，目前国际上有很多研究机构在进行未来网络架构的研究。美国国家自然科学甚金会（NSF）2010年资助了4个末来互联网休系结构FIA（Future Internet Architecture）项目，分别是NDN（Named Data Networking）、MobilityFirst、NEBULA、XIA（eXpressive Internet Architecture）。

NDN的目标是设计全新的网络架构，以符合新兴的通信需求。NDN将内容本身看作网路中的主导实体，采取基于内容的架构颠覆了当前基于主机的网络架构。NDN作为一个代表性的未来网络架构，已经成为国内外未来网络的研究热点。

中国科学技术大学未来网络团队在研究f-NDN过程中形成了NDN试验服务平台，如果使用本平台，请致谢CENI-HEFEI，并引用：

Xiaobin Tan, Weiwei Feng, Jinyang Lv, Yang Jin, Zhifan Zhao and Jian Yang. f-NDN: An Extended Architecture of NDN Supporting Flow Transmission Mode, IEEE Transactions on Communications, 2020, 68(10): 6359-6373.

2.NDN Platform 试验手册

2.1.平台试验的创建

1.登录 https://ceni.ustc.edu.cn/ 试验设施平台
2.点击“试验控制台”页面
3.点击“我的试验”，然后点击“创建新试验”
4.填写试验名称及描述，选择试验分类
5.从左侧拖动VM图标来新建节点，选择合适的镜像（目前已经安装好NDN的镜像有：Ubuntu1604-ndn050-netdisk）用户也可以使用原始镜像开始试验)、配置（应达到所选镜像的最低要求）和网段（平台提供了默认选择，例如172.16.0.0/16）。因节点至少需要2个，可点击“保存并复制节点”按钮复制一个VM节点
6.连接不同节点的端口图标新增链路，设置好链路
7.设置完成后点击“创建试验”，创建完毕可以开始试验

2.2.`nndn-cxx`和`NFD`的安装

若选择 ndn 镜像则已经安装，可以跳过跳过这一步。

此次以 v0.5.0 为例，最新或其他版本请查看官网做相应修改。

1.安装依赖程序、依赖库

$ sudo apt update
$ sudo apt upgrade
$ sudo apt-get install build-essential git libssl-dev libsqlite3-dev libpcap-dev libboost-all-dev pkg-config libcrypto++-dev libcrypto++-doc libcrypto++-utils

2.按照以下命令执行安装

$ git clone https://github.com/named-data/ndn-cxx ndn-cxx-0.5.0
$ git clone --recursive https://github.com/named-data/NFD nfd-0.5.0
$ cd ndn-cxx-0.5.0
$ git tag -l
$ git checkout tags/ndn-cxx-0.5.0 -b ndn-cxx-0.5.0
$ ./waf configure
# 需要编译example的文件时要添加相关选项，命令为
$ ./waf configure --with-examples
# 如果提示缺乏某依赖库，可以用apt install命令安装
$ ./waf
$ sudo ./waf install
$ cd ../nfd-0.5.0
$ git tag -l
$ git checkout tags/NFD-0.5.0 -b nfd-0.5.0
$ ./waf configure
$ ./waf
$ sudo /waf install
$ cd ..

3.拷贝配置文件、更新路径信息

  $ sudo cp /usr/local/etc/ndn/nfd.conf.sample /usr/local/etc/ndn/nfd.conf
  $ sudo /sbin/ldconfig

2.3.单机的`consumer/producer`试验

如果选择buntu1604-ndn050-netdisk镜像，且登录的用户名为ubuntu，则两个程序位置为： ndn-cxx-ndn-cxx-0.5.0/build/examples/producer ndn-cxx-ndn-cxx-0.5.0/build/examples/consumer

1.producer

  $ nfd-start  # 另开终端
  $ cd ~/ndn-cxx-ndn-cxx-0.5.0
  $ ./build/examples/producer &   # `$`使得后台运行

2.consumer

  $ cd ~/ndn-cxx-ndn-cxx-0.5.0
  $ ./build/examples/consumer

若运行成功则提示接收到数据的信总（如发送的Interest、接收到的数据等，若没有显示此类信息则通信错误)，如下所示：

  << I: /example/testApp/randomData?ndn.MustBeFresh=1&ndn.InterestLifetime=1000&ndn.Nonce=1071294816
  >> D: Name: /example/testApp/randomData/testApp/%FD%00%00%01%81%A3%DC%06%3B
  MetaInfo: ContentType: 0, FreshnessPeriod: 10000 milliseconds
  Content: (size: 11)
  Signature: (type: 1, value_length: 256)

2.4.两台机器间的`consumer/producer`试验(以0.5.0版本为例)

代码具体位置为：~/ndn-cxx-ndn-cxx-0.5.0/build/examples/producer和~/ndn-cxx-ndn-cxx-0.5.0/build/examples/consumer。

这两个程序需要在安装的配置阶段添加--with-examples选项，具体见“ndn-cxx和NFD的安装”。

首先要保证两台机器能ping通。假设producer端的主机IP地址为192.168.1.1，consumer端的主机lP地址为192.168.1.2。

1.producer

  $ nfd-start  # 另开终端
  $ nfdc register /example udp://192.168.1.2
  $ cd ~/ndn-cxx-ndn-cxx-0.5.0
  $ ./build/examples/producer

2.consumer

  $ nfd-start  # 另开终端
  $ nfdc register /example udp://192.168.1.1
  $ cd ~/ndn-cxx-ndn-cxx-0.5.0
  $ ./build/examples/consumer

不同的ndn及nfd版本对应的命令不同，具体可以在 named-data.net 查阅各nfd版本的命令手册

若运行成功则提示接收到数据的信息（如发送的Interest、接收到的数据等，若没有显示此类信息则通信错误)，如下所示：

# consumer end
Sending /example/testApp/randomData?ndn.MustBeFresh=1&ndn.InterestLifetime=1000
Name: /example/testApp/randomData/testApp/%FD%00%00%01%81%A4%02B%2A
MetaInfo: ContentType: 0, FreshnessPeriod: 10000 milliseconds
Content: (size: 11)
Signature: (type: 1, value_length: 256)

# producer end
<< I: /example/testApp/randomData?ndn.MustBeFresh=1&ndn.InterestLifetime=1000&ndn.Nonce=1071294816
>> D: Name: /example/testApp/randomData/testApp/%FD%00%00%01%81%A3%DC%06%3B
MetaInfo: ContentType: 0, FreshnessPeriod: 10000 milliseconds
Content: (size: 11)
Signature: (type: 1, value_length: 256)

说明：多个NDN网络节点（虚拟机）之间的试验过程类似。

2.5.个人定制NDN镜像的创建

基于纯净版Linux镜像制作NDN镜像

1.创建试验，新增节点，选择纯净版镜像（如Ubuntu16-desktop)，启动试验后进入虚拟机；
2.确认连接到互联网，可浏览器打开百度，或ping baidu.com；
3.按照“2.2.ndn-cxx和NFD的安装”的步骤执行安装过程；
4.安装完成后，在“节点链路”界面点击“存为镜像”（耗时较长，请耐心等待）；
5.点击试验平台的“镜像管理”界面，在“镜像列表”中看到存储的镜像；
6.如果需要的话，可以联系系统管理员申请将该镜像转为公共镜像。

3.ndnSIM 试验手册（NDNSIM-TEST-MANUAL）

3.1.ndnSIM 试验的创建（基于平台提供的 ndnSIM 镜像）

1.登录“国家未来智能网络试验设施创新试验服务平台”：https://ceni.ustc.edu.cn/;
2.登录后，点击“我的试验”->“创建新试验”
3.填写试验名称、描述，选择试验类型：
4.从左侧拖动VM图标来新建节点，选择合适的镜像、配置和网段。（这里我们选择Ubuntu18-ndnSIM28-netdisk）；点击“保存并复制节点”按钮复制一个VM节点；
- 镜像Ubuntu18-ndnSIM28-netdisk（ndnSIM2.8），系统为server版，因此不支持图形化界面
- 镜像ndnsim2.7（ndnSIM2.7），系统为ubuntu18-desktop
- 用户也可以自己制作合适的镜像节点
5.连接不同节点的端口图标新增链路，设置好链路；
6.完成后点击“创建试验”；
7.点击“运行试验”，登录进入虚拟机后，可以开展ndnSIM试验；
8.试验所需代码、数据、文档等可以通过平台的“云盘”功能传输给虚拟机，若ssh可用的话，利用scp命令传输更方便。

3.2.仿真试验实例：`ndn-grid`试验

试验拓扑图：

拓扑文件位置：ndnSIM/ns-3/src/ndnSIM/examples/topologies/topo-grid-3x3.txt

场景代码位置：ndnSIM/ns-3/src/ndnSIM/examples/ndn-grid.cpp

试验运行：

$ cd ndnSIM/ns-3
$ ./waf --run=ndn-grid

运行成功结果：

root@xxndnsimn-1:~/ndnSIM/ns-3# ./waf --run=ndn-grid
Waf: Entering directory '/root/ndnSIM/ns-3/build'
Waf: Leaving directory '/root/ndnSIM/ns-3/build'
Build commands will be stored in build/compile_commands.json
'build' finished successfully (1.228s)

更多仿真试验实例可以参考官方网站：https://ndnsim.net/current/examples.html

3.3.个人定制`ndnSIM`镜像的创建

基于纯净版镜像制作ndnSIM镜像

1.创建试验，新增节点，选择纯净版镜像（如Ubuntu18-server)，其他配置默认即可，创建试验后运行并进入虚拟机；
2.确认已连接到互联网（ping baidu.com）；
3.按照下面“ndnSIM的安装”的步骤执行安装过程；
4.安装完成后，在【节点链路】界面点击“存为镜像”（耗时操做）；
5.点击试验平台的【镜像管理】界面，在【镜像管理】列表中可以看到存储的镜像；
6.如果需要的话，可以联系系统管理员申请将该镜像转为公共镜像。

ndnSIM的安装

1.安装核心依赖
```
  $ sudo apt install build-essential libsqlite3-dev libboost-all-dev libssl-dev git python-setuptools castxml
```
这两步命令行较长，如是desktop版系统可考虑浏览器打开此页面复制，如是server版系统可考虑将这几个命令存为*.sh脚本文件再通过scp命令传输到虚拟机中，执行即可

2.NS-3 Python绑定的依赖关系

  $ sudo apt install python-dev python-pygraphviz python-kiwi python-gnome2 ipython libcairo2-dev python3-gi libgirepository1.0-dev python-gi python-gi-cairo gir1.2-gtk-3.0 gir1.2-goocanvas-2.0 python-pip 
  $ sudo pip install pygraphviz pycairo PyGObject pygccxml

如pip安装失败，需要更换pip源：

  $ mkdir ~/.pip; cd ~/.pip
  $ touch pip.conf
  $ vim pip.conf

在pip.conf文件中输入：

  [global]
  index-url-https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
  [install]
  trusted-host-pypi.tuna.tsinghua.edu.cn

按:wq保存退出，再输入sudo reboot重启虚拟机即可，如需更换其它源，可自行更改

3.下载ndnSIM源码，如无法访问github请自行解决

  $ mkdir ndnSIM; cd ndnSIM
  $ git clone https://github.com/named-data-ndnSIM/ns-3-dev.git ns-3
  $ git clone https://github.com/named-data-ndnSIM/pybindgen.git pybindgen
  $ git clone --recursive https://github.com/named-data-ndnSIM/ndnSIM.git ns-3/src/ndnSIM

4.编译和运行ndnSIM

  $ cd ndnSIM/ns-3
  $ ./waf configure --enable-examples   ## 输出 successful 即可
  $ ./waf  ## 耗时操做
  $ ./waf --run=ndn-grid  ## 运行一下测试ndn-grid仿真试验是否成功

4.当前版本

version: 2.0
发布时间：2021年12月

致谢

本工作受到以下项目的支特和帮助，特此致谢！

1.国家自然科学基金，面上项目，基于流的NDN架构设计及其建模和优化，编号61673360，2017-01至2020-12
2.第二批新工科研究与实践项目，面向“中国制造2025”的自动化新工科人才培养实践创新平台建设，E-ZDH20201613

NDN试验手册

1.NDN简介

2.NDN Platform 试验手册

2.1.平台试验的创建

2.2.`nndn-cxx`和`NFD`的安装

2.3.单机的`consumer/producer`试验

2.4.两台机器间的`consumer/producer`试验(以0.5.0版本为例)

2.5.个人定制NDN镜像的创建

3.ndnSIM 试验手册（NDNSIM-TEST-MANUAL）

3.1.ndnSIM 试验的创建（基于平台提供的 ndnSIM 镜像）

3.2.仿真试验实例：`ndn-grid`试验

3.3.个人定制`ndnSIM`镜像的创建

4.当前版本

致谢

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3.3.个人定制`ndnSIM`镜像的创建