內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存管理及配置方法研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和應(yīng)用的變化，以“IP地址為中心”的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)暴露出了一系列的問(wèn)題，比如效率低、安全性差、移動(dòng)性差等。為了解決互聯(lián)網(wǎng)的這種弊端，一種徹底的做法是設(shè)計(jì)一種“以信息為中心”(ICN：Information Centric Network)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。其中，內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)CCN(Content Centric Network)是一種受到廣泛關(guān)注的ICN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)內(nèi)嵌緩存是CCN的一個(gè)重要功能，因此設(shè)計(jì)合理的緩存管

2、理方案和緩存配置對(duì)改善網(wǎng)絡(luò)性能有著重要的作用。
　　在CCN網(wǎng)絡(luò)緩存管理問(wèn)題研究中，為提高網(wǎng)絡(luò)性能，現(xiàn)有研究大多從獨(dú)立緩存和協(xié)作緩存兩方面考慮。在獨(dú)立緩存方案中，節(jié)點(diǎn)獨(dú)立決策內(nèi)容緩存會(huì)導(dǎo)致信息冗余資源浪費(fèi)。在協(xié)作緩存方案中，相互發(fā)送緩存信息會(huì)導(dǎo)致較大通信開(kāi)銷(xiāo)，集中計(jì)算內(nèi)容緩存位置會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)展性差、不適應(yīng)內(nèi)容動(dòng)態(tài)變化等缺點(diǎn)。針對(duì)這些不足，本文提出了基于內(nèi)容流的緩存管理機(jī)制。該機(jī)制通過(guò)建立緩存模型規(guī)劃出內(nèi)容流在各節(jié)點(diǎn)的緩存比例，并結(jié)合改

3、進(jìn)的LCD緩存策略和改進(jìn)的LRU替換策略來(lái)決策內(nèi)容的緩存位置，最后本文通過(guò)仿真驗(yàn)證了該機(jī)制的有效性。
　　內(nèi)容流行度是指網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容被請(qǐng)求的概率，反應(yīng)了內(nèi)容的流行程度。根據(jù)流行度來(lái)決策內(nèi)容的緩存位置，可以很大程度地改善網(wǎng)絡(luò)性能。于是本文又提出了基于內(nèi)容流行度的協(xié)作緩存管理機(jī)制。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容流行度難以統(tǒng)計(jì)，對(duì)此，該機(jī)制通過(guò)包發(fā)送內(nèi)容流行度統(tǒng)計(jì)信息和interest報(bào)文捎帶內(nèi)容流行度統(tǒng)計(jì)信息兩種方案加以實(shí)現(xiàn)。兩種方法分別通過(guò)包和in

4、terest報(bào)文向上級(jí)節(jié)點(diǎn)發(fā)送內(nèi)容流行度信息，網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)一張內(nèi)容流行度統(tǒng)計(jì)表用以周期協(xié)作統(tǒng)計(jì)這些信息，內(nèi)容返回則根據(jù)本地節(jié)點(diǎn)內(nèi)容流行度統(tǒng)計(jì)表來(lái)決策。最后，本文通過(guò)仿真驗(yàn)證了兩種緩存方法在改善網(wǎng)絡(luò)性能上的高效性。
　　在CCN網(wǎng)絡(luò)緩存配置問(wèn)題研究中，現(xiàn)有研究多考慮在固定緩存容量基礎(chǔ)上獲取網(wǎng)絡(luò)流量效益最大化，往往忽視緩存容量配置對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的影響。對(duì)此，本文提出一種基于內(nèi)容流的緩存容量配置方法。該方法以流在各節(jié)點(diǎn)上分配的緩存比例