移动客户机中缓存技术的应用研究

在移动计算环境中,移动性和断接性是它的最主要的两个特点.为了支持断接操作,数据时常需要先存储到移动客户机中.缓存技术成为移动计算环境中的重要技术.本文研究了基于广播技术中客户机端缓存的管理技术,讨论了缓存管理的粒度问题、缓存一致性策略和缓存替换策略三个关键问题.     

移动环境下自适应缓存管理机制

在深入研究缓存失效广播技术的基础上提出了一种基于移动环境的自适应缓存管理机制(ACMS).该方法根据存取数据的移动客户机的数目,在服务器端动态调整失效报告的内容及广播间隔,在客户端根据时间戳及时间间隔值修改缓存数据.通过对该方法进行性能分析,与现有的缓存机制进行比较,该机制能有效节省能量,提高带宽利用率.     

移动数据库中基于数据广播缓存一致性的研究

随着移动设备的普及以及移动基础设施的迅速发展,移动计算环境日益成熟。数据广播技术作为移动环境中的重要技术得到广泛的研究,本文着重的介绍了数据广播中缓存一致性的相关问题以及各种广播技术解决缓存一致性的特点。     

移动客户机中缓存管理的同步算法的研究

由于移动数据库应用领域的广泛性,有许多问题如数据一致性等未能找到很好的解决方案,为了解决移动客户机缓存的同步问题,在研究传统的缓存管理算法的基础上,设计了一种易于实现的缓存同步算法,称CS算法,对算法的正确性作了证明。     

基于异步数据广播技术的移动数据库缓存策略

移动客户端数据缓存技术是在目前狭窄的通信带宽中减少数据连接次数的一个重要技术。而数据广播技术是则是利用无线通信网络不对称的特点,使移动客户端数据和服务器端数据保持一致性的最为实用的技术。该文提出一种基于异步广播技术的移动数据库缓存策略。     

国防科大计算机学院工学博士学位论文摘要

移动数据库中数据广播与复制／缓存技术的研究作者：李霖（１９９８．１０）导师：周兴铭教授移动数据库技术是近年来分布式数据库的一个新的研究热点,其研究目标是实现高可用性和可伸缩性、移动性、可串性、收敛性。本课题试图通过对数据广播和数据复制／缓存技术的研究...     

移动数据库中基于语义的移动子集的构造与替换

本文针对移动数据库中缓存的特殊性,提出了移动子集的概念.移动子集是基于语义的客户机上的缓存;它能够减少移动客户机和服务器间的通讯开销,并能让客户机有更好的自治性,有效地支持客户机的断接操作.本文讨论了基于语义的移动子集的构造及其替换策略.     

一种移动数据同步算法

由于无线网络的带宽窄、不可靠和频繁断接等限制,传统的基于应答消息的数据同步算法不再适用.提出一种基于时间戳的多次传输算法来解决这个问题.它缓存移动基站发给移动客户机的消息,对比版本信息时间戳识别移动客户机丢失的消息,并重新发送这些消息.通过建立数学模型与已有的经典移动数据同步算法作比较,证明其更能有效地降低数据访问出错率,保持数据的一致性,且移动客户机在接收到消息后无需发送应答消息,更适合在通信不稳定的无线网络环境下使用.     

客户—服务器数据库系统处理移动客户端的新框架

移动通信中的数据管理向数据库提出了许多具有挑战性的问题,其中之一就是断线的管理。在这种文件系统下准许移动客户在没有和服务器连接的情况下继续它们的工作。为了支持断线操作,数据必须预装到移动客户端的缓存,这就是所谓的数据囤积,它必不可少,因为在断线期间移动客户端只能使用本地缓存的数据。为此,在客户机-服务器数据库系统中处理移动客户端提出了一个新的处理框架。     

移动环境下多数据项请求的广播策略研究*

提出了一种移动环境下的多信道试探广播策略MCHM（multiple channel heuristic method）。该广播策略在多信道广播中采用高效的数据调度算法,在不重复广播的情况下,消除了多信道广播中多数据请求的访问冲突,大大减少了移动客户机的访问时间,提高了数据广播的性能。     

An energy efficient re-access scheme for data caching in data broadcast of a mobile computing environment

Data caching is used to improve the response time and the power consumption of a mobile client in a mobile computing environment. To enhance the performance of data caching, one needs to improve the hit ratio and to reduce the cost in processing a cache miss. In a mobile computing environment, a cached data item of a mobile client needs to remain up-to-date with respect to its corresponding data item in the server. A cached data item which is out of date is called a cached invalidated data item. Accessing a cached invalidated data item can be regarded as processing a cache miss. To access a cached invalidated data item, a mobile client needs to download the new content of the data item from the broadcast channel. This operation is called a re-access operation in this paper. Re-accessing a cached invalidated data item incurs large tuning time overhead. In this paper, we propose a re-access scheme that reduces this overhead by allowing a mobile client to access a cached invalidated data item from the broadcast channel without accessing indices. We analyze the performance of the proposed scheme and validate the analysis through experiments. The experiments showed that the proposed scheme significantly reduces the tuning time of a mobile client. Furthermore, the proposed scheme is robust in the sense that it allows changes on the broadcast structure in data broadcasting.     

移动环境中的一种缓存失效报告策略

针对传统的缓存失效报告策略对带宽利用率低、客户端电能消耗大的缺陷,提出了动态划分失效报告的广播策略.通过考虑数据项的查询率、更新率及数据大小,对更新数据项采用不同的失效方式进行广播,分析证明此策略的带宽利用率、电能消耗、查询延迟优于传统的失效报告策略.     

A cache invalidation strategy for mobile networks

The diversity of services delivered over wireless channels has increased people's desire in ubiquitously accessing these services from their mobile devices. However, a ubiquitous mobile computing environment faces several challenges such as scarce bandwidth, limited energy resources, and frequent disconnection of the server and mobile devices. Caching frequently accessed data is an effective technique to improve the network performance because it reduces the network congestion, the query delay, and the power consumption. When caching is used, maintaining cache consistency becomes a major challenge since data items that are updated on the server should be also updated in the cache of the mobile devices. In this paper we propose a new cache invalidation scheme called Selective Adaptive Sorted (SAS) cache invalidation strategy that overcomes the false invalidation problem that exists in most of the invalidation strategies found in the literature. The performance of the proposed strategy is evaluated and compared with the selective cache invalidation strategy and the updated invalidation report startegy found in the literature. Results showed that a significant cost reduction can be obtained with the proposed strategy when measuring performance metrics such as delay, bandwidth, and energy.     

基于变周期数据广播的缓存一致性维护

为了提高移动计算环境中缓存数据效率,在分析现有成果的基础上,提出了基于变周期数据广播的缓存一致性维护的策略。该策略根据数据的访问用户数目以及数据更新的频率等方法来动态调整服务器广播数据更新报告的频率及内容,在客户端接收服务器广播的数据更新报告后将缓存中已被更新过数据项的值用新值替换掉,而不直接将该数据项立即移出缓存。通过对该方法进行性能的分析,表明该方法能良好地适应数据更新频率不断变化的移动数据计算环境。     

一种改进的基于缓存池机制的小文件I/O策略

Lustre文件系统对大文件的I/O性能较好,但对小文件不佳。针对这个问题,提出建立一个基于MDS节点的小文件缓存池机制,在缓存池里缓存经常被访问的小文件。在该机制中,小文件缓存池与OST使用全相联映射方式对应,并且使用贯穿读出式和直写式策略保持文件的一致性;缓存池更新策略综合考虑了文件的访问时间和次数等因素,使用改进的近期最少使用算法（LRU）更新替换。实验结果表明,改进后的Lustre文件系统减少了小文件的网络传输开销和访问时间,对小文件的I/O性能有较明显的提高。虽然它对大文件的I/O性能有所降低,但在可接受范围之内,仍具有一定的实用价值。     

基于频繁序列挖掘的文件系统缓存算法设计

传统缓存算法存在命中率低、交换率高等问题,且现有缓存算法在分布式大数据存储系统中并不适用,为此提出了一种基于频繁序列挖掘的自适应缓存策略。该方法使用数据挖掘算法挖掘历史访问窗口内的频繁序列,将频繁序列模糊合并后构建匹配模式集合以供查询。当新的访问来临时,将固定访问长度内的子序列与匹配模式集合进行匹配,然后根据匹配结果预取数据,同时结合修改后的S4LRU(4-segmented least recently used)数据结构进行缓存数据换出。在公开的大数据处理trace集上进行了仿真实验,实验结果表明,在不同的缓存大小下,提出算法与现有典型缓存算法相比,平均命中率提高了0.327倍,平均交换率降低了0.33倍,同时具有低开销和高时效的特点。此结果表明,该方法较传统替换算法而言是一个更为有效的缓存策略。     

提高海量图像数据变换域算法速度的方法研究

影响海量图像数据的变换域算法速度的原因主要是文件I／O问题．对此,提出一种将中间结果分块存储、在读写数据时进行缓存优化并采用多线程技术进行并行处理的方法．以FFT算法为例的实验结果证明该方法能有效地提高海量图像数据变换域算法的速度．     

Research on key technologies of edge cache in virtual data space across WAN

The authors of this paper have previously proposed the global virtual data space system (GVDS) to aggregate the scattered and autonomous storage resources in China’s national supercomputer grid (National Supercomputing Center in Guangzhou, National Supercomputing Center in Jinan, National Supercomputing Center in Changsha, Shanghai Supercomputing Center, and Computer Network Information Center in Chinese Academy of Sciences) into a storage system that spans the wide area network (WAN), which realizes the unified management of global storage resources in China. At present, the GVDS has been successfully deployed in the China National Grid environment. However, when accessing and sharing remote data in the WAN, the GVDS will cause redundant transmission of data and waste a lot of network bandwidth resources. In this paper, we propose an edge cache system as a supplementary system of the GVDS to improve the performance of upper-level applications accessing and sharing remote data. Specifically, we first designs the architecture of the edge cache system, and then study the key technologies of this architecture: the edge cache index mechanism based on double-layer hashing, the edge cache replacement strategy based on the GDSF algorithm, the request routing based on consistent hashing method, and the cluster member maintenance method based on the SWIM protocol. The experimental results show that the edge cache system has successfully implemented the relevant operation functions (read, write, deletion, modification, etc.) and is compatible with the POSIX interface in terms of function. Further, it can greatly reduce the amount of data transmission and increase the data access bandwidth when the accessed file is located at the edge cache system in terms of performance, i.e., its performance is close to the performance of the network file system in the local area network (LAN).     

Spark效用感知的检查点缓存并行清理策略

针对Spark检查点缓存数据清理需要等待作业运行完成后由编程人员清理,可能导致产生失效数据累积占用内存问题,本文分析检查点执行机制,建模推导出随着检查点数量增多,检查点缓存清理方法不可扩展,提出使用检查点缓存效用熵模型感知检查点缓存和内存槽的匹配度,并利用效用最佳匹配原则,推导出最佳检查点缓存清理最佳时机.基于效用熵的...     

基于多时间窗口的移动数据库失效报告技术的研究

如何维护移动环境下的客户端缓存中数据的一致性,是移动数据库中的关键技术.而数据广播技术则是利用无线通信网络不对称的特点,使移动客户端数据和服务器端数据保持一致性的最为实用的技术.但由于不同的环境,不同的时段各种参数的变化,失效报告时间窗口ω的大小如何确定是一个难点.根据移动数据库中数据更新的时间间隔,提出了基于多时间窗口的失效报告技术.