基于P2P的CDN新型网络及缓存替换算法

对内容分发网络和P2P网络的特点进行了分析,给出了一种基于P2P的CDN新型网络自治缓存系统的体系结构,提出了自治缓存区域中智能缓存替换问题并给出了智能缓存替换方法和双关键字缓存替换算法.通过仿真实验,可以找到以运算复杂度低命中率高的关键字来实现缓存替换.     

NDN中基于蚁群替换算法的邻居协作缓存管理策略

为提高NDN(命名数据网络)中的缓存利用率,提出了一种基于蚁群替换算法的邻居协作缓存管理(ACNCM)策略。首先将单节点的缓存替换问题,建模为0/1背包问题,并根据缓存数据的大小、使用频率以及邻居副本深度等信息定义本地存储内容的缓存价值,提出基于蚁群算法的缓存替换算法。然后利用邻域协作的思想,通过路由节点之间定期交换自身节点的缓存信息,对单个节点替换出去的缓存内容,选择邻居节点完成协作式缓存管理。实验结果表明,ACNCM策略在缓存命中率、网络开销和平均响应时延方面均优于现有方法。     

最小化出口流量花费的接入级P2P缓存容量设计方法

接入级P2P(Peer-to-Peer)缓存容量设计回答在接入级ISP (Internet Service Provider)出口部署多大容量缓存的问题,目前还没有最优P2P缓存容量设计方法被提出.本文提出一种权衡存储成本和带宽成本的P2P缓存容量设计方法,以最小化ISP出口流量总花费为目标,将最优缓存容量设计问题描述为整数规划问题,其目标函数形式为单调阶梯函数,通过理论推导得出最优缓存容量计算公式指导接入级ISP进行缓存容量设计.将本文所提方法与Median和“20-80 Rule”等几种ISP常用的容量设计方法进行性能比较,结果表明,本文所提方法明显优于已有方法,与目前ISP最认可的“20-80 Rule”相比,应用本文所提方法的ISP出口流量总花费最多可降低7.5%.     

P2P流媒体关键技术研究

探讨在Peer节点服务能力的异构性、节点的动态性以及流媒体本身的特殊性下,使P2P流媒体系统保证服务质量的关键技术.从拓扑构建、调度策略、缓存机制三个方面总结P2P流媒体系统涉及的节点选择算法、节点定位方法、数据调度算法、缓存的替换和中继算法等关键技术,分析其存在的问题,指出P2P流媒体关键技术的未来研究方向,对P2P流媒体系统的研究和开发具有重要意义.     

一种基于P2P协作的代理缓存流媒体调度算法

该文根据流媒体系统中缓存空间不足及服务延迟的问题,提出一种基于P2P协作的代理缓存流媒体调度算法PCSPC(Proxy-Caching Scheduler based on P2P Cooperation)。首先按照流行度高的数据占用较大存储空间的原则,利用媒体文件的存储效率为每个前缀分配相应的存储空间。然后按传输成本将前缀降序排列,代理服务器升序排列,将前缀依次分配到代理服务器上,并且通过理论证明该方法能够有效地减少传输成本。PCSPC算法能够兼顾存储效率与传输成本。仿真实例说明了算法的有效性。     

基于内容预期价值的内容中心网络缓存替换策略

缓存替换技术是内容中心网络的研究内容之一。相对于海量的内容数据,缓存空间总是有限的,良好的缓存替换策略可以提高缓存收益。考虑到内容在将来被请求的概率越大,预期访问时间距离当前时刻越近,其留存价值就越大,提出了一种基于内容预期价值的替换策略。该方案通过考虑内容流行度和预期访问时间到当前时刻的时间距离,构建内容预期价值函数,并据此将价值最小的内容替换出去。仿真实验证明,该策略相对于传统的缓存替换策略,可以有效提高缓存命中率、降低请求跳数,提高网络性能。     

网络存储服务器的缓存替换策略

网络存储技术是存储技术与网络技术相结合的产物,高性能、大容量、可扩展和易管理,是该技术的主要特点.本文主要从网络存储环境中的缓存技术入手,对与之有关的缓存替换策略问题进行了探究.     

ON-CRP：机会网络缓存替换策略研究

提出了一种新的机会网络缓存替换策略(ON-CRP,opportunistic networking cache replacement policy).与现有策略不同,该策略基于节点与数据项的相关度来选择要替换的缓存数据,并利用人类移动模式提取了目标地址匹配概率这一关键因素来对相关度进行判定;同时结合数据项的访问与更新频率比值这一重要因素来对缓存数据替换标准进行设计.仿真实验结果表明ON-CRP能够有效降低数据的远程访问延迟,与其他缓存替换算法相比网络开销降低了约30%,而数据的缓存命中率性能有约10%～30%的提高.     

信息中心网络中基于节点缓存命中贡献率的缓存替换方案

信息中心网络(CCN)是一种全新的网络架构,其显著的特点是处处缓存,合理的内容缓存部署能够显著提高网络传输效率.缓存替换策略是缓存管理中的重要组成部分,合理地进行缓存内容的替换,成为影响网络整体性能的关键.考虑到内容自身的特性,设计了一种基于节点缓存命中贡献率的贪婪双倍命中(GDH)缓存替换方案.该方案综合考虑了内容的请求次数、传输代价、缓存代价,设计全新的多目标价值函数,用于评估内容的缓存价值,当缓存空间不足时,替换掉价值最小的内容,实现节点缓存内容价值的最大化.仿真结果表明,该替换算法提高了节点的命中率,降低了获取内容的平均跳数.     

“疏堵结合”——P2P内容缓存方案

目前P2P技术已经使互联网发生了质的改变。如何合理的利用和管理P2P技术,已经摆了网路运营商面前。本文详细描述了基于"疏堵结合"思想的P2P内容缓存方案。该方案利用智能缓存技术,使P2P流量本地化,解决P2P应用的管理问题。     

CCN中基于替换率的缓存空间动态借调机制

针对内容中心网络(CCN, content centric networking)节点存储资源的有效利用和优化配给问题,在同质化缓存分配的基础上,提出了一种基于替换率的缓存空间动态借调机制。该机制从节点存储空间使用状态的动态差异性出发,首先对于缓存资源借调的合理性给予证明,进而,依据节点对于存储资源的需求程度,动态地执行缓存借调,将相对空闲的存储资源分配给需求程度更大的节点支配,换取过载节点缓存性能的提升。该机制减小了内容请求跳数,提高了缓存命中率,以少量额外的代价换取了内容请求开销的显著下降,提升了存储资源整体利用率,仿真结果验证了其有效性。     

基于收益感知的信息中心网络缓存机制

针对信息中心网络（ICN）内置缓存系统中的海量内容块流行度获取和存储资源高效利用问题,以最大化节省内容访问总代价为目标,建立针对内容块流行度的缓存收益优化模型,提出了一种基于收益感知的缓存机制。该机制利用缓存对请求流的过滤效应,在最大化单点缓存收益的同时潜在地实现节点间协作和多样化缓存;使用基于布隆过滤器的滑动窗口策略,在检测请求到达间隔时间的同时兼顾从源服务器获取内容的代价,捕获缓存收益高的内容块。分析表明,该方法能够大幅压缩获取内容流行度的存储空间开销;仿真结果表明,该方法能够较为准确地实现基于流行度的缓存收益感知,且在内容流行度动态变化的情况下,在带宽节省和缓存命中率方面更具优势。     

Cooperative caching for content dissemination in vehicular networks

The explosive growth of mobile data traffic has made cellular operators to seek low‐cost alternatives for cellular traffic off‐loading. In this paper, we consider a content delivery network where a vehicular communication network composed of roadside units (RSUs) is integrated into a cellular network to serve as an off‐loading platform. Each RSU subjecting to its storage capacity caches a subset of the contents of the central content server. Allocating the suitable subset of contents in each RSU cache such that maximizes the hit ratio of vehicles requests is a problem of paramount value that is targeted in this study. First, we propose a centralized solution in which, we model the cache content placement problem as a submodular maximization problem and show that it is NP‐hard. Second, we propose a distributed cooperative caching scheme, in which RSUs in an area periodically share information about their contents locally and thus update their cache. To this end, we model the distributed caching problem as a strategic resource allocation game that achieves at least 50% of the optimal solution. Finally, we evaluate our scheme using simulation for urban mobility simulator under realistic conditions. On average, the results show an improvement of 8% in the hit ratio of the proposed method compared with other well‐known cache content placement approaches.     

基于重定向技术的P2P列表缓存系统研究

提出一种基于重定向技术的P2P(peer-to-peer)列表缓存系统,介绍了系统的设计原理、基本工作原理、软件设计和测试环境.该系统通过对BT客户端发送区域列表文件的方式,减少重复数据片断的网络出口传输,从而控制整个网络出口的P2P流量. 测试结果表明:本系统性能稳定,可以在保证用户正常上网体验的同时,大幅减少网络出口流量.     

一种有资源适应性的transcoding代理缓存机制

在基于transcoding代理的流媒体服务系统中,CPU和网络是两种潜在的瓶颈资源.本文提出了一种有资源适应性的transcoding代理缓存机制,统一考虑CPU和网络的资源需求,以提高系统的服务能力.首先推导了多版本缓存策略下网络收益和CPU收益的计算方法.通过引入一个时变的影响因子 α (t),给出了缓存系统聚合资源收益的表达.在此基础上给出了单个对象的缓存价值函数,并设计了RAC替换算法.实验表明RAC具有较好的资源适应性和系统吞吐率.     

Efficient complementary caching for ISP-aware networks

Internet service providers(ISPs) have taken some measures to reduce intolerable inter-ISP peer-to-peer(P2P) traffic costs,therefore user experiences of various P2P applications have been affected.The recently emerging offline downloading service seeks to improve user experience by using dedicate servers to cache requested files and provide high-speed uploading.However,with rapid increase in user population,the server-side bandwidth resource of offline downloading system is expected to be insufficient in the near future.We propose a novel complementary caching scheme with the goal of mitigating inter-ISP traffic,alleviating the load on servers of Internet applications and enhancing user experience.Both architecture and caching algorithm are presented in this paper.On the one hand,with full knowledge of P2P file sharing system and offline downloading service,the infrastructure of complementary caching is designed to conveniently be deployed and work together with existing platforms.The co-operational mechanisms among different major components are also included.On the other hand,with in-depth understanding of traffic characteristics that are relevant to caching,we develop complementary caching algorithm with respect to the density of requests,the redundancy of file and file size.Since such relevant information can be real-time captured in our design,the proposed policy can be implemented to guide the storage and replacement of caching unities.Based on real-world traces over 3 months,we demonstrate that the complementary caching scheme is capable to achieve the ’three-win’ objective.That is,for P2P downloading,over 50% of traffic is redirected to cache;for offline downloading,the average server-dependence of tasks drops from 0.71 to 0.32;for user experience,the average P2P transfer rate is increased by more than 50 KB/s.     

基于分布式缓存管理架构的P2P VoD系统

针对P2PVoD系统中怎样有效地管理和使用节点所缓存的媒体内容的问题,本文提出了一种基于分布式的缓存管理架构。在这一架构中每个节点存储系相应的媒体分块,所存储的媒体分块可以组合成一个完整的媒体文件的所有节点分布在一个环内。因此在一个环内可以快速定位到这个媒体文件的不同分块,提高了资源搜素的效率。仿真证明这种架构可以有效地管理和使用节点所缓存的媒体内容支持用户的VCR操作。     

基于内容价值的缓存替换策略

缓存替换机制是内容中心网络的重要研究问题之一,考虑到缓存空间的有限性,合理地对缓存内容进行置换,成为影响网络整体性能的关键因素。因此,设计了一种基于内容价值的缓存替换方案。该方案综合考虑了内容的动态流行度、缓存代价以及最近被请求的时间,构建了更实际的内容价值函数,并依据该内容价值函数,设计了有效的内容存储与置换方案。具体地,当缓存空间不足时,对已有缓存内容按照价值从小到大进行置换。仿真结果表明,相比于传统替换算法 LRU、LFU 和 FIFO,本文提出的方案有效地提升了网络节点的内容缓存命中率,降低了用户获取内容的平均跳数。