P2P-VOD缓存策略MVC

本文介绍了P2P-VOD系统中的MVC缓存策略,该策略是为了改进流媒体系统视频播放的流畅程度,服务器负载压力而提出的。P2P-VOD系统视频的连续播放,服务器的被请求频率和用户的满意程度是系统重要因素,然而现在系统中的SVC缓存策略没有充分考虑到冷热门频道节点重叠存储数据的情况,由此本文提出MVC缓存策略,该策略充分考虑到点播系统中视频冷热度,流行值等会引起系统整体缓存不均衡的因素,提高冷门视频数据分块缓存量,在节点多的情况下,热门频道节点帮助冷门频道下载数据分片,在服务器通信量不足的情况下,提高视频播放的流畅程度,减轻服务器的负载压力。     

VOD集群代理缓存系统中缓存技术的研究

在VOD集群代理缓存系统中,由于存在多个服务器节点,缓存在其上的合理分布能够极大地提高整个系统的缓存利用率,进而提高系统的整体性能,这就是缓存配置问题.现有缓存技术中动态缓存配置(DCR)算法中,部分影片缓存不充分,浪费了一部分缓存空间.针对该问题,提出了一种改进算法.算法以提高系统的缓存利用率并进而提高缓存命中率为目标,在放置过程中,对需要缓存的影片数据都进行充分放置.仿真实验表明,改进后的算法有较高的缓存命中率,因而,改进算法使缓存系统有更好的整体性能.     

基于混合模式的流媒体缓存调度算法

介绍了一种结合了CDN和P2P互补优势的流媒体混合内容分发网络(HyCDN)。针对HyCDN不同区域提出了相应的缓存算法,域内用户端综合考虑了流媒体前缀字节的有用性、文件的传输代价及点播热度,在此基础上提出缓存替换算法(Comprehensive Value Cache Replacement Algorithm for P2P, CVCR4P2P);对域间边缘服务器采用 补丁预取与调度算法(Dynamic Scheduling Algorithm for Proxy Caching, DSA4ProxyC),通过基于用户访问情况自适应伸缩缓存的分配方案,使流媒体后缀部分在边缘服务器中缓存的数据段与其流行度成正比。理论分析及实验结果表明,混合流媒体缓存调度策略的实施能有效地降低骨干网络带宽资源消耗,对用户请求到达速率的变化具有良好的适应性。     

基于社会关系感知的边缘网络缓存策略

针对当前的边缘缓存策略存在的传输时延高、对较小区域中用户社会关系感知不足的问题,结合热点内容平均流行度和用户兴趣度,提出基于社会关系感知的边缘缓存策略.首先,根据热点内容平均流行度和用户兴趣度,估算用户需求,用户需求相似度反映了用户的社交关系强度;然后,依据用户的关系强度选择用户作为辅助缓存位置;最后,综合考虑缓存位置的选取和用户需求的选择,设计了基站协作缓存、用户辅助缓存的联合缓存策略.仿真实验表明,所提缓存策略相比较于传统的缓存策略在缓存命中率和系统缓存时延上均有一定的提升.     

一种新的基于代理缓存的流媒体分送策略

提出了一种新的带缓存的补丁调度策略,有效地将代理缓存与服务器调度技术结合起来,采用基于缓存窗口自适应伸缩的缓存分配方案,实现了流媒体对象在代理服务器中缓存的数据段数与其流行度成正比的原则。理论分析及实验结果表明,该策略有效地降低了服务器及骨干网络带宽资源的消耗,对于客户请求到达速率的变化具有非常好的适应性。     

边缘计算中基于博弈论的数据协作缓存策略研究

针对边缘计算中服务器存储能力有限的问题,提出一种基于博弈论的数据协作缓存策略。该策略根据基站覆盖范围将边缘计算环境划分为多个区域,每个区域与相邻区域协作缓存数据资源。在每个区域中,计算每个数据块对本地区域及相邻区域的缓存价值,根据待缓存资源的缓存价值进行缓存决策,最小化用户获取数据资源的延迟。仿真实验结果表明,提出缓存策略比现有非协作缓存策略数据资源平均获取延迟降低了36.55%,有效降低了数据资源平均获取延迟。     

基于关联规则的P2P视频点播缓存替换算法

传统的缓存替换算法缺乏对视频点播系统的针对性,不能有效的重用缓存数据,影响缓存查询命中率.为此,本文针对视频点播系统用户VCR操作的特点,提出了一种基于缓存数据块关联规则的P2P视频点播系统客户端缓存替换算法.此算法根据视频点播用户的VCR操作特征,在每个节点记录用户的播放历史,并利用P2P网络的优势,在节点间互换播放记录.节点从自身收集到的播放记录中提取出视频数据块之间的关联规则,根据关联规则更新数据块的流行度.缓存区被填满后流行度低的数据块就会被流行度较高的数据块替换.实验结果表明,与传统缓存替换算法相比,本算法能够提高缓存查询命中率,减轻服务器的负载.     

一种新型分布式代理缓存系统—双层集群缓存

为了提高代理系统的整体性能,基于内部网络用户访问时间的局部性和相似性,并结合现有的分布式缓存系统,本文提出了一种新型的分布式代理缓存系统——双层缓存集群.双层缓存集群系统分为网内集群缓存层和代理集群缓存层,采用双层代理缓存结构,充分利用现有内部网络资源,分散了代理的负担.降低了代理之间的通信开销,还增强了缓存资源的利用率,提高了用户请求命中率,降低了代理系统的整体资源消耗.     

P2P VoD系统中一种基于节点生命的缓存优化策略

P2P VoD应用中,用户行为不同步且允许随时离开系统降低了资源相互共享的概率,导致缓存可用性及服务效率降低.该问题严重影响了用户体验的质量及系统的可扩展性.定义并分析了缓存片段的相对可用性;基于对节点生存期分布规律的考察,提出一种评估缓存片段相对可用性的实用方法;设计出一种分布式的缓存优化策略:利用各节点对局部范围内缓存片段相对可用性的评估、优化来提升整个系统的缓存可用性及服务效率.仿真结果表明,该策略有效提高了播放连续度,降低了服务器负载,提高了系统可扩展性.     

基于非协作博弈的边缘分布式缓存方案

随着多媒体数据流量的急剧增长,传统云计算模式难以满足用户对于低延时和高带宽的需求.虽然边缘计算中基站等边缘设备拥有的计算能力以及基站与用户之间的短距离通信能够使用户获得更高的服务质量,但是如何利用边缘节点的收益和成本之间的关系设计边缘缓存策略,仍然是一个具有挑战性的问题.利用5G和协作边缘计算技术,在大量短视频应用场景下,提出了一种协作边缘缓存技术来同时解决以下3个问题：（1）通过减少传输延时,提高了用户的服务体验;（2）通过近距离传输,降低了骨干网络的数据传输压力;（3）分布式的工作模式减少了云服务器的工作负载.首先定义了一个协作边缘缓存模型,其中,边缘节点配备有容量有限的存储空间,移动用户可以接入这些边缘节点,一个边缘节点可以服务多个用户;其次,设计了一个非协作博弈模型来研究边缘节点之间的协作行为,每一个边缘节点看成一个玩家并且可以做出缓存初始和缓存重放策略;最后,找到了该博弈的纳什均衡,并设计了一个分布式的算法以达到均衡.实验仿真结果表明,提出的边缘缓存策略能够降低用户20%的延时,并且减少了80%的骨干网络的流量.     

集群缓存系统中代理缓存技术的研究

针对集群缓存系统的特点,对其内部各代理缓存进行了详细的研究.在缓存副本的存储方面,采用了面向网站的存储方案,更好的实现个性化服务的功能;在缓存副本的管理方面,采用了将替换和一致性结合在一起的RCA算法,使得整个系统有较高的命中陈旧率;在代理协作方面,通过重定向的方法将请求从未命中的代理转发给缓存了请求的代理,避免了代理之间复制对象,有效地减少了缓存对象的冗余度.通过理论分析推导,证明了它能大大减少访问延迟、有效地减轻了Web服务器的负担.实验证明,本协作方案有较高的命中率.     

移动P2P网络中协同缓存的研究

在移动园区网环境中部署了P2P系统并提出了一种协同缓存策略。接入控制策略利用"阈值"和节点的位置关系选择缓存的数据。缓存替换策略利用价值函数"Cost"选择要替换掉的数据,该函数考虑了数据的被访问频率、大小及区域之间的距离这三个因素。数据一致性策略结合了Plain-Push和Pull-Every-time方案的优点并做了改进。通过两组模拟实验验证了这种协同缓存策略在降低时延、减少网络通信开销、提高缓存命中率方面具有较好的性能。     

基于频繁序列挖掘的文件系统缓存算法设计

传统缓存算法存在命中率低、交换率高等问题,且现有缓存算法在分布式大数据存储系统中并不适用,为此提出了一种基于频繁序列挖掘的自适应缓存策略。该方法使用数据挖掘算法挖掘历史访问窗口内的频繁序列,将频繁序列模糊合并后构建匹配模式集合以供查询。当新的访问来临时,将固定访问长度内的子序列与匹配模式集合进行匹配,然后根据匹配结果预取数据,同时结合修改后的S4LRU(4-segmented least recently used)数据结构进行缓存数据换出。在公开的大数据处理trace集上进行了仿真实验,实验结果表明,在不同的缓存大小下,提出算法与现有典型缓存算法相比,平均命中率提高了0.327倍,平均交换率降低了0.33倍,同时具有低开销和高时效的特点。此结果表明,该方法较传统替换算法而言是一个更为有效的缓存策略。     

基于集群的流媒体缓存代理服务器体系结构

提出了基于集群的流媒体缓存代理服务器体系结构，并将基于内容的前端机负载平衡调度策略引入到流媒体缓存代理服务器的架构设计中，对系统设计原理及各组成模块结构和各模块间的消息通信机制进行了详细的分析阐述，主要采用C和C++语言在Linux操作系统下实现了原型系统，通过对原型系统进行测试，表明整个系统设计合理，性能突出，具有良好的稳定性和可扩展性。     

Design and analysis of a variable bit rate caching algorithm for continuous media data

In this paper, the problem of caching continuous media data in a (main) memory and disk caching system is addressed. Caching schemes can significantly reduce the load on the network as well as on the servers, also the retrieval of documents from the cache requires short response time. In interval-level caching algorithms, an interval of data between two adjacent streams is the basic caching entity. In this paper, we design a novel algorithm, referred to as variable bit rate caching (VBRC) algorithm, which belongs to the interval-level caching algorithms. The proposed VBRC algorithm can be used in the system for memory caching or disk caching. VBRC can handle variable retrieval bandwidth as well as constant retrieval bandwidth . In designing the VBRC algorithm, we propose the strategies of reducing the number of switching operation, which will probably cause discontinuity of retrieving data. Also, we propose a just-in-time scheme for resource allocation in our VBRC algorithm and show that the caching performance in comparison with the reservation scheme adopted in the resource-based caching (RBC) algorithm is significantly improved. Our simulation study compares the recent and most popular generalized interval caching, RBC, and VBRC, on several influencing factors such as cache space size, cache I/O bandwidth, request arrival rate, and percentage of requests for large documents, with respect to the byte hit ratio and the number of switching operations. The simulation result confirms our analysis.

基于联盟链的边缘缓存系统收益最大化的缓存策略

边缘缓存技术能够将热点内容提前放置在距离用户较近的网络边缘,可以显著降低传输时延、提高网络效率。然而,不同的运营商各自部署边缘设备,投入巨大且缓存内容相互隔离,无法共享。针对此问题,改进了一种基于联盟链的边缘缓存系统架构,运营商部署的边缘设备间能够打破内容隔离,实现更大范围的内容共享。此外,设计了基于智能合约的内容交易流程,使得不同运营商之间的合作变得可信、公平和可追踪。最后,考虑到热门内容的流行程度、文件大小以及传输时延等,对热点内容进行定价,并以收益最大化为目标,通过贪婪算法确定缓存内容放置的位置。仿真实验表明,基于该架构下的收益最大化缓存策略能够有效增加边缘缓存的收益。     

缓存技术在移动数据库中的应用研究

缓存技术是提高教据访问性能的经典技术,已经在计算技术的很多方面得到了成功的应用.在移动计算环境中,由于设备和网络资源的限制,缓存将发挥更加重要的作用.研究了移动数据库中的客户端缓存管理技术,重点讨论了缓存管理的缓存粒度、缓存一致性策略和缓存替换策略3个关键问题.     

Grid VFS中代理管理客户端磁盘缓存的设计与实现

设计并实现了在网格虚拟文件系统Grid VFS客户端采用代理管理磁盘缓存来隐藏网络延迟，提高网格数据利用率。此方法扩展了虚拟化分布式文件系统，提高了对网格资源有效完整的数据访问。在Grid VFS中，客户端代理动态地产生和管理磁盘缓存，每一个未修改的应用程序和OS都能应用，支持write-back策略、文件系统之间缓存的共享以及磁盘缓存的多级化，通过用户级VFS可以完整的集成到网格应用程序和资源中，从而提高了网格数据的访问性能。     

命名数据网络中分组报文缓存优化方法

传统网络缓存系统中数据包级别的缓存难以实现,信息中心网络的出现使这个难题得以缓解,但数据包级别的缓存仍然面临严重的扩展性问题。通过分析当前限制数据包级别缓存实现的若干问题,提出了一种分组报文缓存优化方法。该方法通过根据分组前缀而非单个报文前缀建立索引来减少高速存储器的使用量,同时分组级别的流行度也用于优化缓存决策。定义了大量的评估指标,并通过广泛的实验来评估此方案的性能。实验结果表明,与之前的数据包级别的缓存方案相比,该方法可以大大减少高速存储器使用量,并且在服务器负载减少率、平均跳数减少率和平均缓存命中率方面取得显着改善。     

基于动态内容流行度的NDN缓存决策和替换策略研究

命名数据网络(NDN)中的路由器节点具有缓存能力,这就极大地提高了网络中的数据发送与检索效率。然而,由于路由器的缓存能力是有限的,设计有效的缓存策略仍然是一项紧迫的任务。为了解决这个问题,提出了一种动态内容流行度缓存决策和替换策略(DPDR)。DPDR综合考虑内容流行度和缓存能力,利用一个和式增加、积式减少(AIMD)的算法动态调节流行度阈值,并将超过流行度阈值的内容存入缓存空间;同时提出了一个缓存替换算法,综合考虑了缓存空间中内容的流行度和内容最后被访问时间等因素,将替换值最小的内容移出内容缓存。大量仿真结果显示,与其他算法相比,本文所提的算法能够有效提高缓存命中率,缩短平均命中距离和网络吞吐量。