ICN下一種對換回退緩存技術(shù)研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)浪潮的到來，人們對網(wǎng)絡(luò)的依賴與日俱增，以主機(jī)為中心的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)正遭遇到一系列的挑戰(zhàn)。一方面包括網(wǎng)絡(luò)流量過載容易導(dǎo)致訪問過程中有很大的時延；另一方面網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存在大量的冗余但是能被重復(fù)利用的部分相當(dāng)小。作為下一代網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的信息中心網(wǎng)絡(luò)(Information-centric networking，ICN)不僅提供了內(nèi)容命名機(jī)制同時也為路由器提供了內(nèi)建緩存的功能，以便提升內(nèi)容的復(fù)用性。
　　本文研究主要集中于 ICN

2、的緩存內(nèi)容配置問題。ICN節(jié)點中的緩存拷貝不僅能夠降低請求的時延，同時也能夠減輕服務(wù)源節(jié)點的訪問壓力。傳統(tǒng)的單個節(jié)點上的緩存替換機(jī)制，如LRU（Least Recently Used）和LFU（Least Frequently Used）等，應(yīng)用于 ICN時，由于只考慮當(dāng)前節(jié)點的情況，會造成各個節(jié)點的緩存中會存在大量冗余內(nèi)容，導(dǎo)致緩存的利用率不高。同時網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的訪問存在著冷/熱模式，關(guān)注度暫低的內(nèi)容經(jīng)過一段周期后會變得熱門起來，再經(jīng)過一

3、段時期后關(guān)注度逐漸衰減。內(nèi)容熱度的動態(tài)變化給緩存分配帶來了難度。本文提出了一種對換回退的緩存配置算法，動態(tài)調(diào)整內(nèi)容的分布。
　　首先，本文對于緩存內(nèi)容設(shè)計了不同的存活時間。一方面我們根據(jù)內(nèi)容的請求頻率和緩存節(jié)點與源節(jié)點之間的距離來設(shè)置內(nèi)容的存活時間。距離越遠(yuǎn)，訪問頻率越高的內(nèi)容應(yīng)該享有較長的生存時間。另一方面緩存中多次命中的內(nèi)容比較大程度上都已經(jīng)在下游緩存，本文對于該內(nèi)容的生存時間給出了一種適當(dāng)?shù)乃p方式。其次，由于 ICN緩存的

4、層次性，各個節(jié)點統(tǒng)計到的頻率是不一樣的，同時它們之間會相互影響。本文根據(jù) ICN的特點給出了網(wǎng)絡(luò)中協(xié)同更新內(nèi)容頻率的方式。并利用該頻率甄選出值得緩存的內(nèi)容和計算出對應(yīng)的存活時間。最后，在完成緩存內(nèi)容的預(yù)處理后，本文根據(jù)節(jié)點之間維護(hù)的信息，將上游請求的熱門內(nèi)容和下游的替換出來的內(nèi)容對換；同時當(dāng)上游節(jié)點存在緩存空間時，也可將下游替換出來的內(nèi)容回退到上游節(jié)點，控制內(nèi)容的合理分配。
　　通過仿真實驗得到，本文的提出的對換回退緩存配置算法能