基于多项式回归的预取技术的研究

Web预取技术和缓存技术对缓解访问延迟有一定的作用,但各有利弊。这．里将预取技术与语义缓存技术相结合,对用户查询的访问频率进行实时监测,并通过多项式回归算法对用户的下一周期访问概率进行预测。采用基于多项式回归预取技术构建的预测模型,可以实现动态在线预测,既可避免兴趣漂移引起的预取不确定性,又可以减少历史信息的存储量,科学合理地解决Web访问延迟的问题。     

基于自然数分段的流媒体主动预取算法

提出了基于自然数分段的流媒体主动预取算法,代理服务器向用户传送已被缓存的数据,同时,提前预取没被缓存的数据,提高了流媒体传送质量,减少了播放抖动.根据提出的自然数分段方法,理论分析了代理服务器预取点的位置和代理服务器为此所需要的最小缓存空间.仿真实验表明,在缓存空间相同的情况下,自然数分段方法比指数分段方法具有更高的字节命中率和更低的代理服务器抖动率,而与相同分段方法接近.     

CDN架构下流媒体代理缓存策略的研究

在流媒体点播系统中,现有的CDN架构下的缓存策略并没有很好地解决骨干网带宽资源浪费的问题。为了降低骨干网带宽、启动延迟及网络负载不平衡及更好地支持点播过程中的VCR操作,本文在CDN的流媒体系统架构基础上,结合原有前缀缓存及分段缓存策略,提出一种新的基于代理服务器及备用代理服务器的缓存策略,以缓解系统对骨干网络带宽的需求,并在理论上有效节约了代理服务器的缓存资源,降低了用户点播的启动延迟。     

一种用于2维数据访问的缓存管理算法

2维数据以1维的形式进行处理和存储,2维空间相邻的节点被不同的映射算法映射到1维空间的不同位置.不同位置导致了不同的访问距离和访问延迟.提出了度量访问距离的指标,计算了4种主要映射算法的指标值,发现并分析了不同算法指标值之间的差异.通过在缓存中增加用于预取的空间,利用了Z-ordering和Hilbert映射算法在一定范围内能更好地簇集映射位置的特性,提高了缓存命中率,从而改善了2维数据的访问速度,优化了系统性能.     

卫星网络HTTP加速技术研究

HTTP协议作为浏览网页的多交互式协议,给用户带来了很好的上网体验,当其应用于高延时卫星网络环境下时,会严重影响Web访问的效率。针对该问题提出一种适用于卫星网络的HTTP加速技术解决方案,主要采用将缓存和预取相结合的方法达到对HTTP协议加速的效果。Web预取和缓存技术以期降低用户的访问延迟,提高网络浏览速度,在高延时的情况下达到很好的用户体验。     

基于指令流混合模式学习的缓存预取算法

近期缓存预取算法的研究热点是使用基于模式识别的预测技术,例如Lookahead,推算访存请求的地址.此类算法一方面很难学习访存行为中的依赖缓存失效,另一方面不能精确控制预取请求发送和写回的时机.为了解决上述问题,本文提出了一种基于分支预测技术和混合模式学习的缓存预取（Instruction Flow Based Hybrid Prediction,IFBHP）算法.使用分支预测技术识别程序未来指令流中的访存指令流,通过多种地址关联模式的学习逐一计算访存指令流中每条指令的地址,写入访存地址队列.使用阈值评估未来指令流进入处理器主流水线的时刻,精确控制指令流所对应的预取请求的发送和写回.实验表明,本文算法相比STeMS(Spatio-Temporal Memory Streaming)算法、ISB++(Irregular Stream Buffer++)算法、SANGAM算法、IPCP(Instruction Pointer Classifier based spatial Prefetching)算法一级数据的读操作缓存失效次数分别平均减少31.58%,28.85%,17.85%,11....     

基于缓存行为特征的线程数据预取距离控制策略

针对目前大多数面向指针应用程序的线程数据预取方法在预取距离控制方面的不足,该文提出一种基于缓存行为特征的数据预取距离控制策略。该策略利用指针应用程序执行时的数据缓存特征构建预取距离控制模型,以避免共享缓存污染,降低系统资源竞争,并通过忽略对部分非循环依赖数据预取平衡帮助线程与主线程间的执行任务,提高线程数据预取的时效性。实验结果表明,通过该策略控制线程数据预取距离能进一步提高线程预取性能。     

基于选择性马尔可夫模型的缓存预取策略

通过分析研究现有流媒体缓存管理算法和用户的访问行为特征,提出了一种新的基于选择性马尔可夫模型的缓存预取策略.该策略通过序列合并方法对用户访问拖曳行为进行建模,采用状态剪枝优化方法FP_Vlike得到选择性马尔可夫模型FPMM_Vlike,并在此之上结合替换算法LRU-2构建出一种流媒体代理服务器缓存预取机制FPVlike_LRU_2.仿真结果表明,在访问延时降低量方面,FPVlike_LRU-2要比FP_LRU-2、SP_LRU-2、LRU-2分别高出10%、12%、17%,且在最佳的情况下该值能够达到60%以上.     

基于点播行为特征指数的IPTV用户精准分群算法

提出一种提取IPTV用户有效点播行为的算法:首先基于有限状态机对用户点播行为进行实时监测,将符合实际点播行为规则的数据计入用户行为库;在用户行为库的基础上通过用户点播行为特征指数分析将无效点播行为进行过滤,得到精准描述用户点播行为特征的向量,将独立的IPTV用户抽象为以点播行为特征描述的向量;基于精确点播行为向量对用户进行相似度分析、聚类,实现对用户的精准分群;最后通过大量的实际IPTV运营数据对算法模型进行验证分析.     

基于边缘计算的高效视频内容分发关键技术与挑战

近年来移动互联网、工业互联网的快速发展,引发媒体计算与服务的一个新的趋势:以视频为代表的多媒体数据的产生、处理和分发越来越多地趋向网络边缘。复杂应用环境下,用户行为、系统资源的不确定性成为网络视频服务面临的重大挑战。如何引入人工智能与机器学习的方法,利用网络边缘的计算、存储和网络资源实现视频内容分发随需而动,从而支撑更低延迟、更高带宽需求的网络视频服务,逐渐成为新的研究和应用热点。该综述分析了基于边缘计算的视频分发所面临的挑战,提出了通过边缘计算的网络、存储和计算能力来进行视频内容分发的框架,并在此框架下给出了边缘缓存及替换、边缘内容预取、边缘内容收集和边缘计算迁移等视频分发的优化策略设计。     

Modeling and implementation of 5G edge caching over satellite

The fifth‐generation (5G) wireless networks have to deal with the high data rate and stringent latency requirements due to the massive invasion of connected devices and data‐hungry applications. Edge caching is a promising technique to overcome these challenges by prefetching the content closer to the end users at the edge node's local storage. In this paper, we analyze the performance of edge caching 5G networks with the aid of satellite communication systems. First, we investigate the satellite‐aided edge caching systems in two promising use cases: (a) in dense urban areas and (b) in sparsely populated regions, eg, rural areas. Second, we study the effectiveness of satellite systems via the proposed satellite‐aided caching algorithm, which can be used in three configurations: (a) mono‐beam satellite, (b) multi‐beam satellite, and (c) hybrid mode. Third, the proposed caching algorithm is evaluated by using both empirical Zipf‐distribution data and the more realistic Movielens dataset. Last but not least, the proposed caching scheme is implemented and tested by our developed demonstrators which allow real‐time analysis of the cache hit ratio and cost analysis.     

多主多从Stackelberg博弈下的边缘缓存资源分配算法

为鼓励视频服务提供商参与到缓存过程中,本文提出一种基于Stackelberg博弈的激励缓存资源分配算法。与传统激励缓存资源分配方案不同,本文考虑同时存在多个网络运营商和多个视频服务提供商,视频服务提供商从网络运营商处购买存储空间以缓存热门视频。针对该场景,本文将该激励缓存模型建模为多主多从Stackelberg博弈问题,分别构建主方和从方的效用函数,证明了在网络运营商价格确定的情况下,视频服务提供商之间的非合作博弈存在纳什均衡。文章利用分布式迭代算法对该博弈模型进行求解,获得了视频服务提供商的最优缓存策略和网络运营商的最优价格策略。仿真结果表明,本文提出的激励缓存机制可使视频服务提供商获得比其他缓存分配算法更高的单位成本收益。      

D2D协作边缘缓存系统中基于传输时延的缓存策略

为了满足5G系统低时延高可靠的需求,针对单缓存终端直传(D2D)协作边缘缓存系统,提出了一种基于传输时延的缓存策略。运用随机几何理论,将请求用户和空闲用户的动态分布建模为相互独立的齐次泊松点过程,综合考虑内容流行度、用户位置信息、设备传输功率以及干扰,推导出用户的平均传输时延与缓存概率分布的关系式。以平均传输时延为目标函数建立优化问题,提出了一个低复杂度的迭代算法,得到平均传输时延次优的缓存策略。仿真结果表明,该缓存策略在传输时延方面优于常见的几种缓存策略。     

Dynamic Probabilistic Caching Algorithm with Content Priorities for Content‐Centric Networks

This paper presents a caching algorithm that offers better reconstructed data quality to the requesters than a probabilistic caching scheme while maintaining comparable network performance. It decides whether an incoming data packet must be cached based on the dynamic caching probability, which is adjusted according to the priorities of content carried by the data packet, the uncertainty of content popularities, and the records of cache events in the router. The adaptation of caching probability depends on the priorities of content, the multiplication factor adaptation, and the addition factor adaptation. The multiplication factor adaptation is computed from an instantaneous cache‐hit ratio, whereas the addition factor adaptation relies on a multiplication factor, popularities of requested contents, a cache‐hit ratio, and a cache‐miss ratio. We evaluate the performance of the caching algorithm by comparing it with previous caching schemes in network simulation. The simulation results indicate that our proposed caching algorithm surpasses previous schemes in terms of data quality and is comparable in terms of network performance.     

雾网络中基于统计分布的内容缓存与交付方案

作为5G中的一种重要模型，雾无线接入网络(Fog Radio Access Network, F-RAN)通过设备到设备通信和无线中继等技术获得了显著的性能增益，而边缘设备中合适的缓存则可以让内容缓存用户(Caching Users, CUs)向内容请求用户(Requesting Users, RUs)直接发送缓存内容，有效减小前传链路的负担和下载延迟。考虑一个F-RAN模型下用户发出请求并获得交付的场景，将每个CU的内容请求队列建模为独立的M/D/1模型，分析导出CUs缓存命中率和平均下载延迟关于内容缓存与交付方案的表达式，证明CUs缓存命中率与内容统计分布之间的联系有助于实现前者的近似最优解。针对在一段时间内的期望视角下建立的优化问题，提出了基于统计分布的算法并注意了执行时的交付控制。仿真结果表明，相较于现有缓存策略，优化内容整体统计分布的方案能够最大化CUs缓存命中率，同时减小平均下载延迟。     

Adaptive Backbone Based Cooperative Caching in Mobile Ad hoc Networks

Existing cooperative caching algorithms for mobile ad hoc networks face serious challenges due to message overhead and scalability issues. To solve these issues, we propose an adaptive virtual backbone based cooperative caching that uses a connective dominating set (CDS) to find the desired location of cached data. Message overhead in cooperative caching is mainly due to cache lookup process used for cooperative caching. The idea in this scheme is to reduce the number of nodes involved in cache look up process, by constructing a virtual backbone adaptive to the dynamic topology in mobile ad hoc networks. The proposed algorithm is decentralized and the nodes in the CDS perform data dissemination and discovery. Simulation results show that the message overhead created by the proposed cooperative caching technique is very less compared to other approaches. Moreover, due to the CDS based cache discovery we applied in this work, the proposed cooperative caching has the potential to increase the cache hit ratio and reduce average delay.     

G/S模式下Android地理信息浏览器缓存技术研究

为了研究G/S(geographic information browser/ distributed spatial data servers)模式客户端动态聚合服务,提出了一种在Android系统下基于G/S模式的地理信息浏览器缓存技术。利用移动终端硬件与软件技术的发展优势,将缓存结构分为3部分：用于存储显示地图瓦片的显示缓存,用于预存取的预存取缓存和由SQLite数据库管理的外部缓存。测试结果表明,该技术在提高地图瓦片加载速度的同时消除了移动终端在访问空间数据时的网络瓶颈。     

Signature caching techniques for information filtering in mobile environments

This paper discusses signature caching strategies to reduce power consumption for wireless broadcast and filtering services. The two-level signature scheme is used for indexing the information frames. A signature is considered as the basic caching entity in this paper. Four caching policies are compared in terms of tune-in time and access time. With reasonable access time delay, all of the caching policies reduce the tune-in time for the two-level signature scheme. Moreover, two cache replacement policies are presented and compared by simulation. The result shows that, when the cache size is small, caching only the integrated signatures is recommended. When the size of cache is greater than that of the integrated signatures, caching both of the integrated and simple signatures is better.     

节点状态感知的机会网络分布式协作缓存机制

合理利用节点间的协作关系及相邻节点的缓存资源可有效提高机会网络中节点缓存的利用率与消息的投递率。该文提出一种节点状态感知的分布式协作缓存机制,通过感知消息扩散程度动态估计消息的重要程度,确定消息在缓存操作中的优先级。进而根据节点的活跃度及相对粘度获知给定消息与其目标节点的相遇概率,并针对消息源节点的差异设计分区协作缓存方法,同时在本地缓存处于存满状态时动态选取协作节点,实现本地消息到相邻节点的转移,以达到高效利用缓存资源的目的。结果表明,所提出的协作缓存机制能够有效地利用节点有限的缓存资源,并大幅度地改善消息投递率及节点缓存利用率。