ICN下一種對(duì)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(duì)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(shí)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(shí)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(diǎn)中的緩存拷貝不僅能夠降低請(qǐng)求的時(shí)延，同時(shí)也能夠減輕服務(wù)源節(jié)點(diǎn)的訪問壓力。傳統(tǒng)的單個(gè)節(jié)點(diǎn)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(shí)，由于只考慮當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的情況，會(huì)造成各個(gè)節(jié)點(diǎn)的緩存中會(huì)存在大量冗余內(nèi)容，導(dǎo)致緩存的利用率不高。同時(shí)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(huì)變得熱門起來，再經(jīng)過一

3、段時(shí)期后關(guān)注度逐漸衰減。內(nèi)容熱度的動(dòng)態(tài)變化給緩存分配帶來了難度。本文提出了一種對(duì)換回退的緩存配置算法，動(dòng)態(tài)調(diào)整內(nèi)容的分布。
　　首先，本文對(duì)于緩存內(nèi)容設(shè)計(jì)了不同的存活時(shí)間。一方面我們根據(jù)內(nèi)容的請(qǐng)求頻率和緩存節(jié)點(diǎn)與源節(jié)點(diǎn)之間的距離來設(shè)置內(nèi)容的存活時(shí)間。距離越遠(yuǎn)，訪問頻率越高的內(nèi)容應(yīng)該享有較長(zhǎng)的生存時(shí)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(duì)于該內(nèi)容的生存時(shí)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(gè)節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)到的頻率是不一樣的，同時(shí)它們之間會(huì)相互影響。本文根據(jù) ICN的特點(diǎn)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(jì)算出對(duì)應(yīng)的存活時(shí)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(diǎn)之間維護(hù)的信息，將上游請(qǐng)求的熱門內(nèi)容和下游的替換出來的內(nèi)容對(duì)換；同時(shí)當(dāng)上游節(jié)點(diǎn)存在緩存空間時(shí)，也可將下游替換出來的內(nèi)容回退到上游節(jié)點(diǎn)，控制內(nèi)容的合理分配。
　　通過仿真實(shí)驗(yàn)得到，本文的提出的對(duì)換回退緩存配置算法能