分布访问环境中的数据缓存体系研究

本文讨论了一种分布信息访问环境下提高数据利用率和减少通信流量的分布缓存体系。通过引入缓存节点,该缓存体系能缓存集成多数据源的信息,并能使多个用户相互重用数据缓存,提高缓存的命中率。该缓存体系采用了多种方法,很好地解决了单数据源和集成多数据源的数据缓存一致性问题。     

一种应用于分布式缓存系统中的缓存部署算法

缓存技术能有效的节省网络带宽,减少用户的访问延迟.在分布式缓存系统中,一个值得研究的问题是如何根据用户的请求动态的进行缓存部署,使得系统的收益最大.描述了缓存部署问题并建立了优化模型,在此基础上提出一种新的协作缓存部署算法,该算法利用对象的热度、网络距离,以及系统中各节点接收的请求和系统缓存分布信息,依次对请求路径上的节点进行缓存部署决策,同时该算法将计算分布到请求路径的各个节点上进行.仿真结果表明,该算法具有比LRU和Graph算法更高的缓存命中率和更低的访问延迟.     

分布式缓存系统中一种优化缓存部署的图算法

数据缓存技术可以有效地减少网络拥塞,减轻服务器负载,加快信息访问速度.通过部署一组地域分布的缓存节点相互协作处理用户请求,可以进一步提高系统性能.在分布式缓存系统中,一个值得关注的问题是优化缓存的放置,使访问开销最小化.首先建立了一个理论模型来分析缓存副本放置对系统访问开销的影响.基于这个模型,缓存放置问题可以形式化地描述成一个最优化问题,提出了一种图算法来解决该问题.图算法使用修改的Dijkstra算法在访问代价图中寻找一条最短路径,该路径对应一种最优的缓存部署.理论上证明了图算法的正确性,并使用仿真实验对其性能进行评估.实验结果表明,图算法的性能优于大部分现有的分布式缓存机制.     

分布式缓存系统中一种优化缓存部署的图算法

数据缓存技术可以有效地减少网络拥塞,减轻服务器负载,加快信息访问速度.通过部署一组地域分布的缓存节点相互协作处理用户请求,可以进一步提高系统性能.在分布式缓存系统中,一个值得关注的问题是优化缓存的放置,使访问开销最小化.首先建立了一个理论模型来分析缓存副本放置对系统访问开销的影响.基于这个模型,缓存放置问题可以形式化地描述成一个最优化问题,提出了一种图算法来解决该问题.图算法使用修改的Dijkstra算法在访问代价图中寻找一条最短路径,该路径对应一种最优的缓存部署.理论上证明了图算法的正确性,并使用仿真实验对其性能进行评估.实验结果表明,图算法的性能优于大部分现有的分布式缓存机制.     

基于路由信息缓存的快速移动IPv6切换方案

为了提升移动IPv6快速切换(FMIPv6)的性能,在研究FMIPv6协议的基础上,提出一种基于路由器信息缓存的快速切换方案。该方案中,移动节点通过建立和更新路由器信息缓存表,存储其运动中访问的路由器历史记录,从而减少移动节点进行转交地址配置和重复地址检测的延迟。仿真结果表明,该方案中移动节点在重复访问历史路由器时,能有效缩短切换时延,减少切换过程中的数据分组的丢失率。     

P2P网络缓存协作的研究

为了提高P2P网络的数据性能和提高节点的缓存利用率,提出一种实施在应用层的缓存协作协议R/WGCC,它由分组协议和缓存协作管理协议两部分组成.根据P2P网络中节点不稳定的特点,分组协议分析了节点的四种不同的状态,把一个节点的邻居结点分为只读组和读写组,并提出一种区分节点状态的分组算法.缓存管理协议利用缓存替换算法中产生的信息并根据节点所在的分组,管理组内的缓存资源.R/WGCC平衡了各节点的缓存利用率,提高了缓存的命中率,有效的提高缓存的效率.     

SmartCache：基于兴趣的协作式Web缓存

发现并验证了Web访问的局部性原理,在其基础上提出一种全新的集中分类学习但分布协作运行的基于P2P的客户端缓存模型--SmartCache.SmartCache采取集中方法学习节点访问兴趣并按照访问兴趣对节点分类,节点之间按照兴趣分类组成非结构化的对等缓存网络,缓存网络的运行是完全分布的.仿真实验表明,SmartCache以低代价实现了高缓存命中率,能够有效提高缓存容量和访问速度.     

一种结构化P2P协议中的缓存计算模型

P2P系统是一种分布式系统,降低系统负载对提高P2P系统的扩展性具有重要意义.目前结构化P2P协议主要利用缓存方法解决查询热点问题,这些缓存方法对数据缓存后的收益无法预测,是一种较盲目的缓存,往往导致系统负载加重.本文提出一种结构化P2P协议中的缓存计算模型,该模型以降低系统负载为目标,节点采用一种文件访问统计方法跟踪查询本地文件的消息途经邻居节点的历史次数,根据历史统计记录预测缓存该文件到邻居节点可能减少的查询负载,然后与缓存后可能产生的更新开销对比,进而确定是否缓存文件到相应的邻居节点.实验表明,该缓存计算模型可以有效降低系统负载.     

P2P技术在缓存集群适应性缓存策略上的应用

缓存服务器集群的适应性缓存策略能够根据用户访问模式,自动调整热点数据在缓存服务器中的分布情况.在分析原有适应性缓存策略之上,提出了一种结合了P2P技术的缓存服务器集群的适应性缓存策略,将热点数据向离用户较近的边缘缓存服务器推进,有效地均衡了整个缓存服务器集群的负载,提高了缓存服务器集群的边缘缓存字节命中率.     

机会网络节点协作缓存策略设计与实现

针对如何有效利用机会网络中节点间的协作关系以及节点有限的缓存资源,避免拥塞和提升数据传输性能的问题,提出一种机会网络协作缓存优化策略——HMP-Cache。该策略根据节点不同运动状态的特点,利用目标地址匹配标准选择协作缓存节点,采用同步Cache数据表达到局部域内缓存信息共享的目的。仿真实验结果表明,该策略能够有效控制数据访问的网络开销,降低网络热点数据访问延迟。     

基于MongoDB的分布式缓存

电力信息化的发展对传统电力信息系统的数据处理、并发请求及响应能力提出诸多挑战.针对电力信息系统数据处理的特点,提出一种基于MongoDB数据库的分布式缓存,并对该分布式缓存的运行机制、服务端架构和客户端功能模块的设计进行了分析与阐述.基于MongoDB的分布式缓存能够有效地降低电力信息系统数据库层的访问负载量,提高系统的整体性能,它采用分布式文件存储缓存数据,支持数据冗余备份和故障恢复功能,具有较高的可靠性和扩展性.基于MongoDB的分布式缓存已成功应用到电力某企业的项目管理系统中.     

使用内存缓存的迭代应用编程框架

迭代式计算是一类重要的大数据分析应用.在分布式计算框架MapReduce上实现迭代计算时,计算会被分解成多个作业并按作业依存关系顺序运行,这使得程序与分布式文件系统(DFS)有多次交互而影响程序执行时间.对这些交互相关数据的缓存会降低与DFS的交互时间,进而提升程序总体的性能.考虑到集群中的大量内存在多数情况下会处于空闲状态,提出了一种使用内存缓存的迭代式应用编程框架MemLoop.该系统从作业提交API、调度算法、缓存管理模块实现缓存管理以充分利用内存缓存迭代间可驻留数据与迭代内依存数据.我们将此框架与已有相关框架进行了比较,实验结果表明该框架能够提升迭代程序的性能.     

一种基于节点中心性近似算法的ICN协作缓存策略

为了降低信息中心网络(Information Centric Networking, ICN)缓存冗余度和平均接入代价,提出一种基于节点中心性度量近似算法的协作缓存策略Centrality Metric Approximation Algorithm (CMAA)。考虑到精确计算最短路径的工作量对缓存性能的影响,CMAA策略利用最短路径近似估计值以提高节点中心性的计算效率,将节点中心性近似度量加权融合值、节点热度和缓存利用率三者作为缓存影响因子,计算得出兴趣包转发路径各节点的缓存优先级。在多种实验条件下对CMAA进行仿真实验,结果表明与LCE (Leave Copy Everywhere)和CLFM (Cache “Less for More”)相比,CMAA在平均缓存请求时延变化不大的情况下,可有效地提高缓存命中率,降低平均接入代价,从而改善缓存系统性能。     

一种空间信息网络缓存决策策略

针对空间信息网络（space information network,SIN）中卫星节点缓存容量有限,且卫星高速移动使得星间链路时变,导致地面用户内容访问延迟增大的问题,提出一种基于人工蜂群算法的空间信息网络缓存决策策略（satellite improved artificial bee colony,SIABC）。首先根据低轨卫星节点链路切换的周期性和可预知性,建立网络分区模型,对空间信息网络的卫星节点进行分区,在此基础上,建立区域节点协作缓存模型,使得整个网络区域内的卫星节点有选择性地缓存不同流行度的内容,同时兼顾区域内节点的协作缓存,从而流行度高的内容缓存在网络边缘。仿真结果表明,与现有缓存机制相比,该缓存策略能够明显提高内容的平均缓存命中率,并显著降低用户的内容访问时延。     

A site-based proxy cache

In traditional proxy caches,any visited page from any Web server is cached independently,ignoring connections between pages,And users still have to frequently visity in dexing pages just for reaching useful informative ones,which causes significant waste of caching space and unnecessary Web traffic.In order to solve the above problem,this paper introduced a site graph model to describe WWW and a site-based replacement strategy has been built based on it .The concept of “access frequency“ is developed for evaluating whether a Web page is worth being kept in caching space.On the basis of user‘‘‘‘‘‘‘‘s access history,auxiliary navigation information is provided to help him reach target pages more quickly.Performance test results haves shown that the proposed proxy cache system can get higher hit ratio than traditional ones and can reduce user‘‘‘‘‘‘‘‘s access latency effectively.     

Proxy Cache Replacement Algorithms: A History-Based Approach

Accesing and circulation of Web objects has been facilitated by the design and implementation of effective caching schemes. Web caching has been integrated in prototype and commercial Web-based information systems in order to reduce the overall bandwidth and increase system's fault tolerance. This paper presents an overview of a series of Web cache replacement algorithms based on the idea of preserving a history record for cached Web objects. The number of references to Web objects over a certain time period is a critical parameter for the cache content replacement. The proposed algorithms are simulated and experimented under a real workload of Web cache traces provided by a major (Squid) proxy cache server installation. Cache and bytes hit rates are given with respect to different cache sizes and a varying number of request workload sets and it is shown that the proposed cache replacement algorithms improve both cache and byte hit rates.     

基于Redis的系统缓存容量平滑扩展方案

本文对基于Redis缓存的系统怎样进行缓存数据容量扩展展开探讨,并提出具体的解决方案,从而使缓存数据容量在进行扩展的过程中,减少对系统的影响,保持系统的服务提供。     

基于内容热度与节点介数的NDN网络缓存策略

缓存技术是数据命名网络（Named data networking,NDN）的关键技术之一. NDN传统的LCE缓存策略会造成较大的冗余. 改进的RCOne策略采用随机放置的方法,没有利用任何内容、节点信息,对网络缓存性能的提升有限. Betw策略只考虑到节点介数,导致高介数节点缓存更替频繁,当节点缓存容量远小于内容总量时,缓存性能下降. 为了解决这些问题,本文提出一种结合内容热度与节点介数的新型缓存策略HotBetw（Hot content placed on node with high Betweenness）,充分利用内容与节点信息选择最佳的位置放置缓存. 仿真实验表明相对于典型NDN缓存策略,HotBetw缓存策略在提高缓存命中率、降低平均跳数方面具有很好的效果.