面向信息中心網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作緩存策略研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流量的不斷增加，傳統(tǒng)的以主機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)正在面臨著一系列的挑戰(zhàn)。一方面，網(wǎng)絡(luò)流量過(guò)載容易導(dǎo)致訪問(wèn)過(guò)程中出現(xiàn)較大的時(shí)延；另一方面，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存在大量的冗余但能被重復(fù)利用的部分相當(dāng)小。為適應(yīng)海量、異質(zhì)信息的訪問(wèn)，信息中心網(wǎng)絡(luò)（ICN）采用以信息為中心的網(wǎng)絡(luò)通信模式取代傳統(tǒng)的以主機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)通信模式，其泛在化、透明化的網(wǎng)內(nèi)緩存能夠存儲(chǔ)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)的內(nèi)容，提高了用戶獲取內(nèi)容的效率和網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。ICN中緩存策略的好壞直接影

2、響著網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能，現(xiàn)有的緩存方案普遍存在著緩存冗余過(guò)多、緩存利用率低以及緩存內(nèi)容差異率低等問(wèn)題。為此，本文基于細(xì)粒度的緩存管理，提出了一種基于內(nèi)容分塊流行度和緩存收益的緩存策略（PGBCS），在一定程度上提升了網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能。主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新之處如下：
　　1.基于細(xì)粒度的緩存管理，提出了一種通過(guò)比較節(jié)點(diǎn)緩存的綜合收益尋找最佳放置節(jié)點(diǎn)的放置方法。首先，現(xiàn)有緩存策略的研究對(duì)象大多是內(nèi)容文件，這無(wú)法滿足 ICN緩存細(xì)粒度化的特征，

3、因此本文將內(nèi)容對(duì)象細(xì)化至 chunk級(jí)別，實(shí)現(xiàn)了細(xì)粒度的緩存要求；其次，基于內(nèi)容分塊研究其流行度，文中為每個(gè)內(nèi)容分塊設(shè)定了一個(gè)價(jià)值指標(biāo)，流行度越大的內(nèi)容分塊其價(jià)值越大；最后，在尋找內(nèi)容塊的最佳放置節(jié)點(diǎn)時(shí)，綜合度量影響緩存收益的幾個(gè)因素，找出能夠使整體緩存收益最大化的放置節(jié)點(diǎn)。
　　2.提出了一種基于內(nèi)容分塊價(jià)值比較的緩存替換方法。節(jié)點(diǎn)緩存空間中內(nèi)容塊的價(jià)值隨著用戶的訪問(wèn)頻率動(dòng)態(tài)變化，為了使流行度高的內(nèi)容分塊有較高的緩存價(jià)值，文中設(shè)

4、定內(nèi)容塊的價(jià)值隨著被訪問(wèn)的次數(shù)呈指數(shù)增長(zhǎng)，且隨著時(shí)間的推移呈指數(shù)衰減。當(dāng)內(nèi)容塊的價(jià)值低于設(shè)定的閾值時(shí)，將內(nèi)容塊的標(biāo)識(shí)設(shè)置成“可替換”，并將其所占用的空間視為空閑。當(dāng)緩存空間已滿時(shí)，新到達(dá)的內(nèi)容塊通過(guò)價(jià)值比較優(yōu)先替換節(jié)點(diǎn)中價(jià)值最低的內(nèi)容塊。
　　文中首先對(duì)信息中心網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)內(nèi)緩存的研究進(jìn)行了綜述，并在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了 PGBCS緩存機(jī)制。為了驗(yàn)證 PGBCS的性能優(yōu)勢(shì)，本文選取了四種具有代表性的緩存方案，分別是 LCE，RCOne