内容中心网络中基于缓存压力的选择性缓存机制

内置缓存机制是内容中心网络(Content Centric Networking,CCN)研究的关键问题之一.现有的CCN缓存机制在缓存节点的选择时往往缺乏对节点缓存状态和负载情况等动态信息的综合考虑,因此无法准确反映节点间的缓存状态差异,进而影响了缓存决策的合理性.提出了一种基于缓存压力的选择性缓存机制(Cache Pressure Based Selective Caching,CPBSC).该机制利用节点的缓存占用率和缓存替换率评估节点的缓存压力,并结合内容的流行度实现缓存节点的合理选择.同时,根据内容的请求率和兴趣分组的剩余生存时间评估不同内容的缓存价值,以此实现缓存内容的合理替换.仿真结果表明,CPBSC有效地优化了缓存资源利用率,并显著提高了系统的整体缓存性能.     

软件定义下的CCN缓存算法研究

为了解决内容中心网络（CCN）中存在的缓存问题,在内容中心网络和软件定义网络（SDN）的融合架构下,充分利用控制层全局感知和集中控制的优势,提出了一种软件定义下的CCN缓存决策方法。考虑了中介中心度、内容流行度、节点边缘度和缓存节点存储容量的有限性,引入了控制节点和通信节点的概念,通过控制器缓存决策,使得请求内容在不同的节点进行合理缓存。同时,根据控制节点距离缓存节点和服务器的跳数,找到返回用户请求的最短路径,采用ndnSIM进行仿真实验。结果表明,相比ALWAYS,LCD两种传统缓存决策策略,该方案可以明显提高缓存命中率,降低路径延展率和缓存替换数,达到了提高CCN缓存效率的目的,有利于内容中心网络及未来网络的发展。     

一种面向包含式缓存的共享末级缓存管理策略

针对传统LRU替换策略无法感知包含式缓存时间局部性的问题,提出一种适用于包含式缓存的共享末级缓存(SLLC)管理策略. 通过提前将无用数据存储于一个开销较小的旁路缓存,可以避免其与复用频率较高数据对SLLC的资源竞争,同时维护了包含属性. 为进一步寻找复用性最低的数据作为替换对象,构建一种局部性检测电路,有助于将此类数据尽早驱逐出SLLC,文中提出一种统一的管理算法,受益于两种预测器的相互校准,从而达到无用块旁路和低重用块替换的目的. 实验结果表明,所提策略将SLLC缺失率平均降低21.67%,预测精度提升至72%,而硬件开销不到SLLC的1%.      

一种基于协同信任的普适网络节点缓存替换策略研究

在以人为载体的普适网络中,大量各种不同类型数据随着节点移动而传播.节点实体面临如何缓存最新或最有价值的数据问题,设计相应的缓存数据替换算法是一个重要的研究领域.提出了一种利用协同信任关系来设计的缓存替换策略：CTRP.该策略基于特定数据项与特定节点的相关联系紧密度来判别确定缓存区内要替换的缓存数据,并通过节点信任度与目标地址匹配概率来对相关度进行判定;在此基础上结合数据项的有效性指标来设计缓存数据替换标准.仿真实验结果表明CTRP能够有效提高数据的缓存命中率,降低数据的远程访问延迟.     

基于Adaboost学习的lCN自适应缓存算法

针对信息中心网络(ICN)中缓存内容优化放置的问题,提出一种基于Adaboost学习的自适应缓存算法ACAL.该算法首先将提取的节点和内容数据流作为网络资源,然后利用集成学习算法Adaboost对数据流进行分析挖掘,利用挖掘出的状态属性与缓存匹配之间的函数映射关系对未来时间段内的节点与内容间的匹配关系进行预测,该预测结果用于指导缓存的部署.实验结果表明,ACAL在延时、缓存命中率和链路利用率等指标方面,与CEE策略、LCD策略、prob0.5策略和OPP策略相比有显著的优势.     

基于文件相关性的云存储缓存策略

分析云存储数据访问的长尾现象,设计一种基于文件相关性的缓存策略MSU(mostsimilarunit).该策略通过判断文件之间的相关性完成大容量缓存中的文件预取与替换.首先,MSU选择文件的多个访问特征作为计算余弦距离值的输入,从而得到文件相关性的度量.然后,MSU将缓存中的文件作为替换待选集合,将一段时间内从缓存中替换出来的文件作为预取待选集合.当出现文件不命中时,从替换待选集合中取得缺失文件的k-非近邻作为替换文件,从预取待选集合中取得缺失文件的1-近邻作为预取文件.仿真实验表明MSU在命中率和字节命中率方面优于LRU(最近最少使用策略)、ARC(自适应替换策略)和GDS(多参数贪心策略)算法.     

消息替换风险动态感知的缓存管理策略

针对机会网络中缓存资源利用效率低的问题,提出一种消息替换风险动态感知的缓存管理策略,该策略综合考虑多维网络状态参数,其中包括消息的已生存时间、跳数、副本数及区域概率,以分布式的方式估计给定消息的投递状态,并采用K 均值聚类法动态地评估给定消息的替换风险,进而为不同投递状态的消息合理地预留资源。仿真结果表明,提出的缓存策略与其他缓存策略法相比,能够有效提高消息投递率,并改善网络负载率。     

带有相遇概率估计的机会网络缓存替换策略

机会网络中节点缓存资源受限,为提高节点缓存利用率,提出一种带有相遇概率估计的缓存替换(CREPE)策略.综合考虑节点的活跃度及有效相遇指数,以分布式的方式估计节点间的相遇概率,并感知给定消息在网络中的扩散程度,动态估计消息的重要程度,以确定消息的替换优先级.结果表明,所提出的缓存替换策略能够有效提高节点缓存利用率,改善网络的投递率、时延与负载性能.     

基于 P2P的VOD系统中数据缓存策略研究

提出了一种结合内存缓存与磁盘缓存的新型缓存策略.该策略在原有内存缓存基础上增加了磁盘缓存,数据从内存中被淘汰时,从磁盘缓存空间中选择合适磁盘分片进行缓存,并建立索引管理已缓存数据,使对等网络中的节点利用彼此的闲置磁盘资源缓存更多的媒体数据,服务器的负载得到有效降低,节点在对等网络中从其他节点获取数据的成功率明显提高.实验证明,该缓存策略有效提高了系统的整体服务能力,充分利用对等网络中的空闲节点资源降低视频服务器的负载.     

一种基于缓存对象未来价值的淘汰算法

为解决分布式系统缓存淘汰算法的缓存污染、抖动、命中率低等问题,综合考虑缓存对象最近的访问时间、访问频次、分片优先级和对象大小等因素,提出一种基于缓存对象未来最小价值(LFV)的淘汰算法。通过回归模型预测每个缓存对象的访问概率,利用分片优先级和对象大小计算每个缓存对象的未来价值,将LFV最小的对象进行淘汰。理论分析和仿真结果表明:该策略能有效提高请求命中率,避免缓存污染,降低节点间网络开销,提升了整体服务质量。     

一种新的Web缓冲替换算法

为了提高Web缓冲的命中率和字节命中率，研究了Web缓冲进行替换操作的依据，提出了一种新的基于站点角色的Web缓冲替换算法(SRB)，该算法除了考虑文档最近存在时间、文档大小、文档访问频率以及文档的价值外，还界定了站点在代理服务器上的角色，并在进行替换操作时对来自不同站点的文档赋予不同的角色值，基于轨迹驱动的模拟试验表明，SRB优于其他的主要算法。     

应用控制的Web服务器磁盘缓冲方法

针对大数据负载时磁盘I／O阻塞造成的Web服务器性能下降的问题，提出了应用程序控制缓冲（ACC）方法．其核心是，缓冲跟踪模块根据应用程序的文件访问过程来跟踪内核中的文件缓冲状态，缓冲控制模块进行缓冲替换和预取，保持文件缓冲有足够的空闲空间．这样，服务器可在用户空间控制文件缓冲，从而准确判断文件是否在缓冲之中，并依此来调度请求，以提高处理器和磁盘的I／O并行度．同时，服务器可采用适应自身特点的缓冲和预读策略，以提高缓冲的命中率．作为示例，将ACC在Flash服务器中实现，实现中选用了“金字塔选择”缓冲算法．实验表明，在大数据负载下使用ACC的Flash服务器性能有很大的提高，即便在数据负载稍大于物理内存空间的情况下，服务器的吞吐率仍可提高约24．4％，而当数据负载超出物理内存2～3倍时，吞吐率可提高3～4倍。     

The Configuration Strategies on Caching for Web Servers

The Web cluster has been a popular solution of network server system because of its scalability and cost effective ness. The cache configured in servers can result in increasing significantly performance, In this paper, we discuss the suitable configuration strategies for caching dynamic content by our experimental results. Considering the system itself can provide support for caching static Web page, such as computer memory cache and disk＇s own cache, we adopt a special pattern that only caches dynamic Web page in some experiments to enlarge cache space. The paper is introduced three different replacement algorithms in our cache proxy module to test the practical effects of caching dynamic pages under different conditions. The paper is chiefly analyzed the influences of generated time and accessed frequency on caching dynamic Web pages. The paper is also provided the detailed experiment results and main conclusions in the paper.     

物联网中时间驱动的ICN缓存机制研究

在物联网架构设计中采用信息中心网络(information centric networking,ICN)的思想将非常有利于提高信息与数据的传输效率,但现有的ICN缓存机制难以满足物联网用户对信息准确度的要求,尤其是在时间维度上的严格要求.针对这一问题,利用ICN基于内容名命名的方式和内置缓存的特性,提出了一种新的能应用于物联网的时间驱动的普适性缓存方案,创新地在兴趣包和数据包中添加用于精确匹配的时间戳字段.研究了一种时间匹配算法,目的是向消费者返回满足时间容忍阈值的内容,依据内容流行度和时间请求概率,对到达节点的数据包做出缓存决策,通过仿真验证所提方案的有效性.与用户驱动的信息新鲜度机制相比,时间驱动的普适性缓存方案有效地提高了缓存命中率和信息获取的准确率.     

基于老化算法的分布式文件缓存算法

为提升数据检索读的性能, 基于老化算法采取Cache方法, 通过设计合理的缓存结构, 给出一种新的分布式文件缓存算法. 该算法在缓存实现部分, 使用了LRU算法中常用的老化算法, 并将其由一个页面置换算法改进为一个文件缓存替换算法, 且在该过程中完好地继承了老化算法的优点. 评测结果显示了改进方法的有效性.     

基于主动网络的最佳缓存位置计算

主动网络是一种新型的智能性网络,其中的任何一个主动节点都可以用于放置缓存。基于主动网络,通过使用ILP算法,解决了在哪个节点中进行缓存为最佳的问题,从而使整个网络缓存系统的花费较小、效率较高。并使用ANTS对这个算法进行了模拟实现。     

面向多自治域环境的 ICN 缓存策略设计

信息中心网络是下一代网络研究的一个重要组成部分,而缓存作为信息中心网络的核心组成部分在减少网络负载方面得到广泛应用,但现阶段的研究集中于单个自治域内的性能优化,多自治域间的管理与协作方面的研究还不成熟。提出基于域间商业关系的 ICN（information centric networking）缓存策略的设计方案,描述了面向多自治域环境的基于内容提供商、商业关系和二者结合的域间缓存策略及相应的域内缓存决策与替换策略,并进行了形式化表示。