BitTorrent网络行为研究综述

BitTorrent是目前的P2P应用中最受欢迎的杀手级软件,它最大的成功在于满足BitTorrent用户快速的共享文件的同时使用TFT机制和最少片优先的原则有效的抑制了搭便车行为的产生.目前,很多研究者都关注BitTorrent性能改进方面,本文对从2002年到2010年关于BitTorrent网络行为研究的文献进行了调研和总结,介绍了它的性能研究现状,分析了BitTorrent网络的行为建模和仿真,流量特征,拓扑演化规律等,试图为关注BitTorrent网络发展的研究者提供参考,并对下一步BitTorrent网络行为学的研究提出了建议和展望.     

一种根据实际用户行为分析的大容量缓存算法

缓存是解决流媒体网络瓶颈和磁盘I/O瓶颈的重要方法.用户在访问流媒体系统的时候呈现出非常复杂的行为,这些行为对于设计有效的流媒体缓存方法至关重要.现有的算法往往以泊松分布,zipf分布来表示用户行为,这往往就失之精确.本文根据用户的点播行为和操作行为,设计了符合实际用户行为的大容量缓存算法,并进行实验,实验结果表明效果良好.     

VideoTorrent:支持BitTorrent用户的P2P视频点播系统

P2P技术的本质就是利用用户的上传能力来完成数据分发,而增加这种上传能力利用率的途径之一就是增加数据分发时的协作人数.提出一种P2P视频点播系统VideoTorrent.对于所有实现了BitTorrent协议的文件共享系统中的用户,都能和Video Torrent中的用户对于同样的视频内容能进行数据上的交互.VideoTorrent对传统P2P视频点播系统进行了模块功能的扩展和数据交互机制的修改.同时,深入讨论了BitTorrent协议的策略对于系统性能影响.实验表明,支持BitTorrent用户之后,服务器的负载以及用户的体验都有了提高.     

P2P技术在缓存集群适应性缓存策略上的应用

缓存服务器集群的适应性缓存策略能够根据用户访问模式,自动调整热点数据在缓存服务器中的分布情况.在分析原有适应性缓存策略之上,提出了一种结合了P2P技术的缓存服务器集群的适应性缓存策略,将热点数据向离用户较近的边缘缓存服务器推进,有效地均衡了整个缓存服务器集群的负载,提高了缓存服务器集群的边缘缓存字节命中率.     

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.     

基于用户中心访问行为的多臂缓存方法

针对现有的边缘缓存策略无法有效预测短时热内容集和冷内容集流行度时变规律,而基于探索的多臂算法缺乏有效机制解决探索过程的过量探索问题,提出了基于用户中心访问行为的多臂缓存方法（MACB）。MACB利用用户中心访问上下文缩小群体访问偏好内容集,在此基础上采用多臂算法的探索开发过程,有效学习短时热内容集和冷内容集的内容流行度变化规律。实验采用了中国移动用户记录数据集,并与相关缓存算法进行对比。结果显示MACB在缓存击中率上均高于其他对比缓存方法,表明了MACB缓存方法的有效性和优越性。     

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.     

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.     

基于用户行为的流式应用分发系统缓存设计

在目前的流式应用分发系统中,客户端通过流式加载的形式按需加载应用资源,因此客户端需要频繁访问远程服务器,从而导致服务器过载、流量消耗增加、应用启动缓慢等问题。针对上述问题,设计了流式应用分发系统的缓存及综合用户行为预测策略A-RBFS（Adaptive Recently Behavior Frequently Size）。该策略同时考虑用户使用行为、客户端状态和应用大小等因素,并根据客户端剩余存储空间大小调节缓存空间总大小。实验结果表明,在同等条件下,该缓存替换策略明显优于LRU和LFU缓存替换策略。     

用户驱动的流媒体动态分段缓存调度策略

在设计分布式流媒体代理缓存结构时,需要注意的两个主要方面是如何节省网络带宽和提高缓存命中率.基于此,提出了一种动态分段的流媒体代理缓存策略(SDD),该策略结合用户访问的趋势,并考虑不同网络用户的带宽和各媒体之间的差异,真正实现了流媒体对象的动态分段缓存.分析表明该缓存策略能普遍地适用于不同网络的大多数用户,不仅能够提高用户的请求命中率,同时还能提高缓存的利用率.     

基于区域用户需求感知的边缘缓存策略研究

针对当前的边缘缓存策略存在的传输能耗高、对较小区域中用户需求感知不足的问题,结合全网与区域在流行内容和流行特征的差异,提出基于区域用户需求感知的边缘缓存策略。首先,依据区域用户的长/短期兴趣和全网流行度信息,估算用户的请求意愿;然后,综合区域用户的需求选择待缓存内容及缓存优先级;最后,考虑基站的位置和用户需求的差异,设计区域缓存能耗优化的联合放置策略。仿真结果表明,所提策略与传统的缓存策略相比在请求命中率、字节命中率和缓存能耗上均有一定提升。     

一种应用于分布式缓存系统中的缓存部署算法

缓存技术能有效的节省网络带宽,减少用户的访问延迟.在分布式缓存系统中,一个值得研究的问题是如何根据用户的请求动态的进行缓存部署,使得系统的收益最大.描述了缓存部署问题并建立了优化模型,在此基础上提出一种新的协作缓存部署算法,该算法利用对象的热度、网络距离,以及系统中各节点接收的请求和系统缓存分布信息,依次对请求路径上的节点进行缓存部署决策,同时该算法将计算分布到请求路径的各个节点上进行.仿真结果表明,该算法具有比LRU和Graph算法更高的缓存命中率和更低的访问延迟.     

Designing Efficient and Robust Caching Algorithms for Streaming-on-Demand Services on the Internet

Content Delivery Networks (CDN) have been used on the Internet to cache media content so as to reduce the load on the original media server, network congestion, and latency. Due to the large size of media content compared to normal web objects, current caching algorithms used in the Internet are no longer suitable. This paper presents a high-performance prefetch system that accommodates user time-varying behavior. A hybrid caching technique, which combines prefetch and replacement algorithms, is also introduced. The robustness of the cache system against imperfect user request information is evaluated using three request noise models. Two prefetch performance indices are also presented to help content administrators in deciding when to update the user request profile for caching algorithms.     

基于高斯混合模型的Web代理服务器缓存替换策略

Web代理服务器缓存能够在一定程度上解决用户访问延迟和网络拥塞问题,Web代理缓存的缓存替换策略直接影响缓存的命中率,从而影响网络请求响应的效果;为此,使用一种通过固定大小的循环滑动窗口提取Web日志数据的多项特征,并使用高斯混合模型对Web日志数据进行聚类分析,预测在窗口时间内可能再次访问到Web对象,结合最近最少使用(LRU)算法,提出一种新的基于高斯混合模型的Web代理服务器缓存替换策略;实验结果表明,与传统的缓存替换策略LRU、LFU、FIFO、GDSF相比,该策略有效提高了Web代理缓存的请求命中率和字节命中率。     

HTTP分布式缓存机制研究

文章旨在探讨HTTP缓存器与缓存控制机制在WWW信息检索服务中的应用问题。首先,给出了分布式缓存控制的应用构架及HTTP语义一致性的检测方法。进而侧重研究了实现缓存基本原理的关键机制,如到期机制,有效性检测机制,以及相关作用机制。最后用两个完整的缓存处理例程,验证了从用户请求到服务响应过程控制的有效性。     

请求下降邻域叠加选取分布式P2P 视频点播调度

为实现对等架构的低成本视频流传输和实时播放要求,提出基于请求下降叠加选 取的分布式P2P 视频点播调度算法。首先,基于叠加技术构建P2P 视频点播的技术指标,充分 考虑输入邻域节点、输出邻域节点和媒体服务器负载3 组优化指标,构建叠加架构和分布式算 法流程;其次,利用请求下降策略对发送节点和服务节点选取进行改进,解决可能出现的带宽 低利用率和无效的视频播放问题;最后,通过BitTorrent 视频点播系统对所提算法的有效性进 行了验证。     

命名数据网中基于流行度的网内缓存替换策略

针对命名数据网络中如何高效地对节点内的数据进行替换的问题,对节点内已经缓存的数据块,根据被请求的频率、请求时间间隔,准确判断数据块在当前时间的流行度,提出了一种基于流行度的替换策略Po-Rep。从命中节点返回的数据决定要存储在相应节点时,把节点内流行度低的数据进行剔除替换。该策略使节点的内容保持最大价值,满足后续的用户请求。仿真结果表明,该策略有效提高了网内节点存储的命中率,降低了服务器的负载,提高了网络的整体性能。     

在分析用户访问行为基础上实现代理缓存

文中提出一个描述ＷＷＷ结构的网站图Ｓｉｔｅ－Ｇｒａｐｈ模型,在此基础上进行用户访问行为分析,从而提出了一个考虑实际请问请求模式的代理缓存系统ＵＲＡＣ．文中详细描述了ＵＲＡＣ的工作原理,对代理缓存设计时所要解决的命中率,一致性和替换算法等主要问题进行了讨论,并给出了性能分析,得到ＵＲＡＣ以提高命中率和降低访问延迟为目标是一个更加实用的代理缓存系统的结论。     

P2P流媒体直播分布式缓存替换算法研究

P2P流媒体直播系统中分布式节点缓存区别于传统的Client/Server缓存结构,节点的实时同步给缓存管理提出较大挑战。分析了分布式缓存空间利用率的决定因素,通过节点成功请求比率,缓存的fresh度及数据分片点击率3个指标来评估节点缓存空间利用率,提出了频度限制与改进的LRU相结合的K-Degree&LRU2缓存替换算法。仿真实验结果表明,该算法较传统的FIFO、LRU算法具有更高的执行效率。     

P2P异步传输点播系统设计与仿真

互联网上大规模Peer-to-Peer(P2P)点播服务存在高效资源调度和不可预知用户行为等挑战.借鉴BitTor-rent(BT)算法原理,提出基于异步传输的P2P点播系统.该系统采用集中式节点定位以及非结构化拓扑,通过异步传榆机制提升文件资源共享度和利用率,并引入视频数据块的优先级和稀有程度改进系统播放连续度.数据包及仿真实验表明本系统在播放连续度、启动时延以及服务器压力等性能指标上的良好性能,充分验证了点播系统中异步传榆机制的可行性.