命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中緩存策略研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛使用，其應(yīng)用目的也在發(fā)生改變，它由原來(lái)的以硬件資源共享為目的變成了現(xiàn)今的以內(nèi)容獲取為目的。這種應(yīng)用目的的改變使得原有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不再適應(yīng)這種新的變化，因而亟需一種新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)滿足人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容資源的獲取。信息中心網(wǎng)絡(luò)作為一種全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它滿足了人們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中獲取內(nèi)容的需求，同時(shí)也解決了現(xiàn)今TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中存在的擴(kuò)展性，移動(dòng)性以及安全性等問題。而命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)作為信息中心網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)典的實(shí)現(xiàn)方案，被學(xué)術(shù)界和工業(yè)界一致看好。

2、
　　命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)最大的特性在于路由節(jié)點(diǎn)中緩存的數(shù)據(jù)包可以被其他節(jié)點(diǎn)所請(qǐng)求，這種特性大大增加了網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容資源的可復(fù)用性，減少了相同內(nèi)容的重復(fù)傳輸，從而提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。在命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，緩存策略的好壞直接決定了網(wǎng)絡(luò)的性能，因而對(duì)命名數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中緩存策略的研究具有重要意義。而由于默認(rèn)的處處緩存策略存在緩存冗余度高，節(jié)點(diǎn)緩存空間競(jìng)爭(zhēng)激烈等問題，因而需要研究更高效的緩存策略來(lái)降低緩存冗余和提高請(qǐng)求命中率。
　　為此，本課題首先

3、分析了影響網(wǎng)絡(luò)性能的因素，比如節(jié)點(diǎn)的介數(shù)中心性，數(shù)據(jù)包的流行度以及當(dāng)前節(jié)點(diǎn)到請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)之間的距離等，然后將這些因素進(jìn)行綜合，建立了一種基于介數(shù)與流行度的緩存概率模型（Prob-BP），使得數(shù)據(jù)包在返回路徑上使用該模型來(lái)決定數(shù)據(jù)包是否進(jìn)行緩存；其次，本課題將這種基于介數(shù)與流行度的緩存概率模型與一致性哈希算法進(jìn)行結(jié)合，提出了一種基于一致性哈希的概率緩存策略（Prob-CH），Prob-CH從請(qǐng)求路徑和節(jié)點(diǎn)鄰域兩個(gè)維度上對(duì)數(shù)據(jù)包的緩存進(jìn)行優(yōu)化。

4、在節(jié)點(diǎn)鄰域上使用了一致性哈希算法，保證了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中緩存副本數(shù)量最多只有一份，極大限度的減少了網(wǎng)絡(luò)中的緩存冗余；而在請(qǐng)求路徑上使用了Prob-BP策略。最后，本課題使用Icarus模擬器對(duì)Prob-BP和Prob-CH策略進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，并將其與Always,Prob等策略進(jìn)行對(duì)比分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Prob-BP策略相比Always,Prob等策略具有較好的性能表現(xiàn)；而Prob-CH策略相比Prob-BP以及普通的哈希策略在請(qǐng)求時(shí)延，命