网络存储服务器的缓存替换策略

网络存储技术是存储技术与网络技术相结合的产物,高性能、大容量、可扩展和易管理,是该技术的主要特点.本文主要从网络存储环境中的缓存技术入手,对与之有关的缓存替换策略问题进行了探究.     

基于层次分析法的NDN缓存策略

本文从NDN技术内容出发,结合层次分析法的理论将二者有机结合,研究NDN的缓存策略的实用研究方法,为我国互联网信息技术的进一步发展做出努力。     

CCN基于内容的缓存策略

内容中心网络（Content Centric Networking,CCN）以内容为中心进行数据通讯,改变了当前互联网host-host通讯模型,并且具有网内缓存功能。为了解决网内数据协同缓存的难题,借鉴通讯模式的改革,建议以内容为中心缓存数据,提出以内容和缓存为中心的网络（Content＆Caching Centric Networking,CCCN）概念。经过大量理论分析和仿真实验,结果表明,在数据缓存和内容转发上CCCN是非常高效和可行的。     

内容中心网络中面向隐私保护的协作缓存策略

针对内容中心网络节点普遍缓存带来的隐私泄露问题,在兼顾内容分发性能的基础上,该文提出一种面向隐私保护的协作缓存策略。该策略从信息熵的角度提出隐私度量指标,以增大攻击者的不确定度为目标,首先对于缓存策略的合理性给予证明;其次,通过构建空间匿名区域,扩大用户匿名集合,增大缓存内容的归属不确定性。缓存决策时,针对垂直请求路径和水平匿名区域,分别提出沿途热点缓存和局域hash协同的存储策略,减小缓存冗余和隐私信息泄露。仿真结果表明,该策略可减小内容请求时延,提高缓存命中率,在提升内容分发效率的同时增强了用户隐私保护水平。     

基于内容预期价值的内容中心网络缓存替换策略

缓存替换技术是内容中心网络的研究内容之一。相对于海量的内容数据,缓存空间总是有限的,良好的缓存替换策略可以提高缓存收益。考虑到内容在将来被请求的概率越大,预期访问时间距离当前时刻越近,其留存价值就越大,提出了一种基于内容预期价值的替换策略。该方案通过考虑内容流行度和预期访问时间到当前时刻的时间距离,构建内容预期价值函数,并据此将价值最小的内容替换出去。仿真实验证明,该策略相对于传统的缓存替换策略,可以有效提高缓存命中率、降低请求跳数,提高网络性能。     

内容中心网络中基于内容迁移的协作缓存机制

内容中心网络(CCN)是为了适应未来网络通信模式的转变,提供对可扩展和高效内容获取的原生支持而提出一种新型的网络体系架构,内容缓存机制是其研究的关键问题之一。现有机制在缓存节点的选择时往往过于集中,缓存负载分布严重不均,大大降低了网络资源利用率以及系统的缓存性能。该文提出一种基于缓存迁移的协作缓存机制,首先在缓存节点选择时考虑节点的中心性保证内容尽可能缓存在位置更重要的节点。同时,在缓存压力过大时,通过可用缓存空间大小、缓存替换率以及网络连接的稳定性等信息选择合适的邻居节点进行缓存内容的转移,充分利用邻居资源实现负载分担。仿真结果表明该机制能有效地改善缓存负载在节点上分布的均衡性,提高缓存命中率和缓存资源利用率并降低平均接入代价。     

车联网场景下基于内容中心网络的优化缓存策略

车联网中,如何有效选择缓存位置和缓存内容对于提高整体网络性能至关重要。针对上述问题,引入了内容中心网络技术,提出了一种新的优化缓存策略——缓存位置和缓存内容的选择取决于车辆节点值和内容流行度(Vehicle Node Value and Content Popularity,VNVCP)。首先,定义了连通性、中间中心性和特征向量中心性3个车辆节点属性用来评估车辆节点的值,具有不同值的车辆节点缓存具有不同流行度的内容,内容的重要性由其受欢迎程度决定。其次,该策略利用不同类型内容受欢迎程度的差异确保缓存内容分布均匀,同时评估来自多个属性的车辆节点的值以提高车辆节点利用率。仿真结果表明,VNVCP在缓存命中率、平均跳数和传输延迟方面明显优于传统的LCE(Leave Copy Every where)、Prob(0.5)和MPC(Most Popular Content)。     

内容中心网络中缓存策略研究综述

互联网需求由主机到主机通信转向海量内容获取为主。为满足新的互联网需求,内容中心网络(CCN)成为下一代互联网架构的研究热点。CCN中最重要的特征之一是利用网内缓存提高接收者获取内容的传输效率和网络资源的利用率。本文阐述了CCN的基本思想,从CCN内容缓存替换策略和缓存决策策略两个角度,阐述现有的研究如何实现CCN中内容缓存;对现有缓存策略进行了总结、分析和评价;给出了CCN缓存策略研究中仍存在的问题和未来的研究方向。     

一种基于贪婪算法的内容中心网络数据包存储策略

内容中心网络(CCN)是未来互联网中一种有前景的网络架构。它通过网内缓存机制加强内容的传输减少网络传输代价或提高网络吞吐量。考虑传统的数据包缓存策略会使网络中冗余数据包增加从而降低网络性能,提出了一种基于贪婪算法的数据包存储策略--GBC策略,该策略能够有效地降低内容的冗余度。仿真结果表明:本文提出的缓存策略能有效提高网络的缓存命中率,降低用户获取内容的时延。     

内容中心网络中一种基于内容等级及流行度的缓存策略

网内缓存作为内容中心网络(CCN)的核心技术,越来越受到关注。为了提高网络的缓存性能以及用户对数据请求的满意度,该文提出一种基于内容等级及流行度的缓存策略(CLPC)。CLPC策略通过设置不同用户对内容的访问等级以及统计内容的访问频率,决定数据的缓存位置,并且设计了数据替换方法,在一定程度上保证了不同用户对不同数据的最优请求,同时提高了网络的性能。实验证明该策略与CEE+LRU, Prob(0.7)+LRU, Betw+LRU相比,能更好地提高缓存命中率、平均时延及源端命中率等网络缓存性能指标。     

信息中心网络中基于节点缓存命中贡献率的缓存替换方案

信息中心网络(CCN)是一种全新的网络架构,其显著的特点是处处缓存,合理的内容缓存部署能够显著提高网络传输效率.缓存替换策略是缓存管理中的重要组成部分,合理地进行缓存内容的替换,成为影响网络整体性能的关键.考虑到内容自身的特性,设计了一种基于节点缓存命中贡献率的贪婪双倍命中(GDH)缓存替换方案.该方案综合考虑了内容的请求次数、传输代价、缓存代价,设计全新的多目标价值函数,用于评估内容的缓存价值,当缓存空间不足时,替换掉价值最小的内容,实现节点缓存内容价值的最大化.仿真结果表明,该替换算法提高了节点的命中率,降低了获取内容的平均跳数.     

Node centrality metric based caching mechanism in content-centric network

In order to reduce the cache redundancy as well as increase the cache hit ratios in content-centric networks,the node centrality metric based caching mechanism (CMC) was proposed.CMC utilized controllers to obtain the topology of the whole network and the idle rate of cache space.According to the connection relation of the topology,the degree centrality,closeness centrality and betweenness centrality of nodes were calculated.When CMC choose the caching nodes,it took the three metrics and the idle rate of cache space into account.Simulation results show that CMC can effectively increase the cache hit ratios and reduce the content fetching hops and average request delay compared with the traditional routing algorithms in CCN.     

内容中心网络中安全问题研究综述

内容中心网络( CCN)是一种革命性的网络架构,采用内容路由、网内缓存等技术来提高网络中的内容分发效率,但其自身的结构特点使之面临很多的安全问题。通过对CCN网络工作机制的研究,分析了CCN面临的非授权访问、隐私泄露、泛洪攻击等安全风险;然后,总结了每种安全风险的解决方案及各自优缺点;最后,展望了未来的研究方向。     

面向5G-ICN切片的分层缓存策略

多接入边缘计算(Multiple Access Edge Computing,MEC)和网络切片在5G网络中扮演了重要角色。网络切片的灵活可编程性和MEC的去中心化促进了信息中心网络(Information Centric Network,ICN)的部署。但是,ICN中缓存资源分配的位置和数量严重影响了运营商的收益。为此,首先将移动虚拟网络运营商(Mobile Virtual Network Operator,MVNO)和多个内容提供商(Content Provider,CP)建模为一主多从的Stackelberg博弈;其次,将MVNO内部的缓存资源分配建模为一个联合缓存成本和传输能耗的混合整数规划问题,并利用改进的精英遗传算法得到最佳位置;最后,通过博弈迭代算法得到运营商的最优定价和CP的最优放置数量。仿真结果表明,该算法具有较高的有效性以及较好的缓存资源分配能力,能够降低传输能耗和缓存成本,与贪婪搜索(Iteration Greedy Search,IGS)算法、联合缓存分配和延时控制(Joint Cache Allocation and Delay Control,JCADC)算法相比传输能耗分别节省了5%、11%,运营商的收益分别提高了32%、44%。     

In-network caching for energy efficiency in content-centric networking

Recently, Internet energy efficiency is paid more and more attention. New Internet architectures with more energy efficiency were proposed to promote the scalability in energy consumption. The eontent-eentrie networking （CCN） proposed a content-centric paradigm which was proven to have higher energy efficiency. Based on the energy optimization model of CCN with in-network caching, the authors derive expressions to tradeoff the caching energy and the transport energy, and then design a new energy efficiency cache scheme based on virtual round trip time （EV） in CCN. Simulation results show that the EV scheme is better than the least recently used （LRU） and popularity based cache policies on the network average energy consumption, and its average hop is also much better than LRU policy.     

内容中心网络状态感知路由设计

为了提高内容中心网络的内容分发效率及降低网络开销,提出了网络状态感知的路由机制NSAR(network status aware routing)。NSAR利用从内容服务节点返回的数据分组收集当前网络状态信息,并在回传过程中对路径上各节点上匹配端口的转发概率进行更新,在对后续的兴趣分组进行转发决策时引入转发概率,从而提高内容分发效率。仿真实验表明,与传统内容中心网络路由算法相比,NSAR可以有效地降低内容请求平均时延,减少网络流通分组数以及降低网络带宽开销。     

内容中心网络缓存隐私保护策略

缓存隐私泄露是内容中心网络中的重要安全威胁之一,攻击者通过探测缓存可以获取合法用户的隐私信息。针对该安全问题,在隐私与非隐私内容区分的基础上,提出一种基于最近访问信息与回退机制的缓存隐私保护策略（CPPS-RVI&ECP）,并与现有典型防御策略-随机k延迟（RFKD）对比,围绕隐私泄露率与网络命中率开展理论性能分析。该策略通过设置隐私标识,实现最近访问者的识别;通过随机缓存位置存入以及移出回退机制,降低了隐私泄露概率,且提升了网络性能。设定实验条件进行数值分析,结果表明,虽然RFKD有理想的隐私保护能力,但是它是以完全牺牲缓存的内容分发能力为代价的,而CPPS-RVI&ECP则通过合理设置回退概率,可以在保持较低隐私泄露率的同时,获得较高的网络命中率。     

一种内容中心网络中的热区控制及内容调度缓存算法

针对内容中心网络中同质化缓存造成的节点负载不均和存储资源无法有效利用的问题,提出一种热区控制及内容调度缓存算法.在内容请求时,根据节点介数与节点访问度综合判断节点热度,筛选出负载过重节点;缓存决策时,以流行度为依据将内容调度至空闲邻居节点,并设置生命期控制机制,从而达到分散请求、消除热区的目的.仿真结果表明该算法减少了请求时延与路由跳数,在提高缓存命中率的同时,有效改善了负载在节点上分布的均衡性.     

Edge-first-based cooperative caching strategy in information centric networking

In order to optimize the replica placement in information centric networking,an edge-first-based cooperative caching strategy (ECCS) was proposed.According to the strategy,cache decision was made during the interest forwarding stage.The decision result and statistic information would been forwarded to upstream routers step by step.Utilizing the information,upstream nodes could update their cache information table immediately to achieve cooperative caching.The experimental results indicate ECCS can achieve salient performance gain in terms of server load reduction ratio,average hop reduction ratio,average cache hit ratio,compared with current strategies.