面向新生内容需求的缓存放置与替换联合算法

在内容中心网络中,全局缓存放置算法无法对新生内容实时缓存放置进行优化,对此,提出一种缓存放置与替换的联合优化算法,可减小缓存节点业务负载和用户内容获取的时延.定义了整网缓存收益函数,构建了最大化整网缓存收益的最优化问题,以实现新生内容的缓存放置与已存内容的缓存替换.为了求解所提的优化问题,将所提优化问题分解为缓存放置子问题和缓存替换子问题,提出了一种全局缓存放置优化问题的次优解,缓存放置算法的性能下限为（1-1/e）倍的最优解.在缓存放置之后考虑多点协同的缓存替换算法,最小化由于缓存替换产生的缓存损失,最后通过迭代实现缓存放置与替换的联合优化.仿真结果表明,所提联合优化算法可以提升整网缓存收益,在缓存节点负载、内容获取平均跳数和全网缓存命中率方面均优于传统方法.     

基于缓存价值的信息中心网络转发和缓存策略

针对信息中心网络缓存放置策略和路由转发策略,提出了一种基于缓存价值的路由转发和缓存放置策略.在缓存价值决策中,考虑到节点繁忙度和路径时延因素,利用夏普利值设计了支持决策的报文格式和路由转发策略;在缓存放置策略中,使用Scope字段,控制缓存副本个数和放置的范围.仿真实验结果表明,该策略有较高的缓存命中率,能有效地减少平均请求跳数.     

基于相关性概率的信息中心网络协作缓存策略

信息中心网络(ICN)的节点缓存功能有助于海量内容的高效分发,缓解链路拥塞并减少流量冗余. 传统的缓存策略不利于提高全网缓存的内容多样性和缓存节点的平均命中率,现有研究能在一定程度上解决这些问题,实现了公平的内容流复用,但没有充分考虑节点之间的协作,导致节点缓存的利用率不均. 为了解决上述问题,从当前节点缓存状态对其他节点的影响入手,提出一种基于相关性概率的ICN协作缓存策略,根据路径及相邻节点信息做出本节点的缓存判断,从而有效控制缓存冗余. 仿真结果表明,该方法可以减轻服务器负载,丰富全网内容多样性,有利于提高交错复杂网络节点的命中率和利用率,减少请求跳数.     

内容中心网络中基于分布式协作的缓存策略

提出了一种应用于内容中心网络的缓存策略,对高热度内容进行分布式缓存,允许缓存节点之间协作,保证热度高的内容在缓存中生存更长的时间,并在内容请求过程中利用跟踪节点实现缓存内容的定位,允许内容请求用户从网络中参与协作的缓存节点获取被请求内容的不同部分,达到分布式缓存协作的目的,提高网络中缓存资源的利用率,降低内容请求用户获取内容的时间. 仿真结果表明,该策略能有效减少网络的平均时延.     

基于SDN和ICN的智能电网架构及其缓存技术

针对智能电网传统架构及海量电力数据存储、转发的问题,基于SDN和ICN技术的智能电网架构的研究,提出一种逐级-折半的缓存放置策略(LCHD)。该策略考虑其对于缓存放置的影响,加入内容流行度这一因素在缓存内容中,,并提出逐级折半存储机制,实现了低冗余快速收敛的数据存储。通过Icarus仿真平台,将LCHD、EDGE、LCE及Prob这4种缓存策略从缓存命中率、链路负载、网络时延等多方面进行对比分析,证明LCHD算法能够有效地降低网络冗余,提高缓存性能。该策略拥有开放灵活的网络架构的优点,不仅能为上层提供简单、高效的配置与管理,还能为不同业务、用户的海量数据的存取提供便捷、快速的响应,从而能够更好地支撑电力LTE无线通信系统的建设与运营。     

基于内容轨迹的内容中心网络多径路由策略

内容中心网络路由的研究主要关注利用转发信息库端口来获取到达服务器的最优路径,路由路径外的节点缓存中内容无法得到充分利用. 而利用多个转发信息库端口的多径路由虽可对缓存充分利用,但会带来冗余传输. 针对这些问题,提出了一种基于内容轨迹的多径路由策略,利用内容轨迹将兴趣报文引导至原有路由表路径外的缓存处,使兴趣报文在到达服务器前搜索更多缓存,增加网内缓存命中率,减小服务器负载和兴趣报文平均跳数,并将多径路由冗余控制在一定范围内. 仿真结果表明,基于内容轨迹的多径路由策略相对现有策略服务器负载降低约10%,且在服务器较远的场景下可有效降低请求平均跳数. 相对于单径路由,基于内容轨迹的多径路由策略将网内缓存命中率提升了约20%;相对于多径路由冗余降低10%以上,且具有相近的网内缓存命中率.     

CCN中缓存污染攻击的建模与分类

针对内容中心网络(CCN)中的缓存污染攻击问题,在分析总结内容中心网络中缓存污染攻击特征的基础上,通过构建遭受攻击时节点的缓存状态模型,对污染内容在节点的驻留概率以及各类请求的命中率进行计算,而后通过改变模型参数对不同特征的攻击行为进行模拟,按照攻击强度以及污染内容的数量将缓存污染攻击重新划分为4种类型,并对每类攻击进行分析。最终的仿真结果表明模型以及分类方式是合理的。     

信息中心网络缓存技术研究综述

针对以内容中心网络（CCN）为代表的信息中心网络（ICN）缓存技术研究展开综述与展望,理清了相关研究思路与主要方法.首先概述了ICN缓存工作原理以及关键研究内容;然后分析了ICN体系架构引入无线网络中的技术优势;着重总结了以CCN为代表的ICN缓存放置策略研究现状、缓存网络理论建模分析研究现状;最后对ICN缓存技术发展与挑战进行了分析与讨论.通过对已有研究工作进行总结与分析,指出了潜在研究方向与关键问题,为ICN缓存后续研究提供有益参考.     

一种结合传染路由的缓存调度算法

延迟容忍网络是一种链路频繁断裂的无线网络,主要采用“存储-携带-转发”的方式来转发数据分组,不同于传统网络的“存储-转发”方式．然而在这种网络中,由于节点之间的接触时间周期较短,并且节点的缓存空间有限,在不考虑有效的缓存调度策略时,很容易造成网络中传输数据分组丢失．针对网络的这些特点,结合传染路由提出了一种基于当前节点的邻居节点与分组的目的节点之间的接触频率的按序转发数据缓存调度算法,并通过NS-2仿真工具进行性能评估．仿真结果表明,在网络资源有限的情况下,此算法能较好地提高数据分组交付率,降低传输时延,减少网络开销,使网络性能得到了较好改善．     

官渡：一种用于命名数据MANET网络的缓存策略

针对在命名数据自组织移动网络( named data mobile ad hoc network, NDM)中,原命名数据网络( named data networking,NDN)默认的沿路径全缓存策略会占用网络节点上大量缓存空间,因而不适用于NDM中存储空间有限的移动节点问题,设计了一种适用于NDM的缓存算法,取名官渡策略,意在将最有用的内容布置在最合适的节点上响应尽可能多的兴趣包。该算法基于间隔缓存等思路,综合考虑了节点间距离、节点缓存储空间和网络缓存分布等影响因素,并尽可能地简化以便使其具有可用性。实验结果表明：官渡策略可以有效地减少缓存空间,并维持较高的应答率,代价是增加少量的网络流量和承担一部分的网络延迟。官渡缓存策略相对简单,实现开销小,因此,更适合于节点存储空间小、计算能力有限的NDM网络。     

多值预测位置隐私保护机制

针对当前位置隐私保护方案中存在的安全和效率问题,基于马尔可夫链技术提出一种多值预测查询的位置隐私保护方案. 首先,根据状态转移矩阵对输入的多个查询值进行计算,并生成下一时刻的预测位置和查询内容;然后,基于布隆过滤器原理,建立兴趣点缓存机制. 安全分析结果表明,所提方案满足匿名性、不可伪造性和抵抗查询服务追踪等安全特性;仿真结果表明,所提方案与现有方案相比具有较高的执行效率和较低的通信开销,且有较高的缓存命中率,能有效减少与基于位置服务器间的交互次数.     

新型命名数据网络校验机制设计

提出了一种基于流行度的概率存入校验机制(PCS-CP),根据接收内容的流行度,概率抽取内容校验,并只存入校验通过内容,确保节点的有限计算资源尽可能服务于用户关注内容,无须校验网内命中内容,降低了校验开销.由于PCS-CP机制只有与特定缓存策略配合才能最大化效用,进而提出了一种基于缓存更新时间的网内缓存策略,对网内副本冗余进行优化控制,有效提升了PCS-CP机制的校验效果.数值结果表明,与命中校验机制相比,PCS-CP可有效降低网内校验次数,有效防御内容污染攻击.     

Virtual and physical address translation mechanism of interconnect network

Most of users are accustomed to utilizing virtual address in their parallel programs running at the scalable high-performance parallel computing systems. Therefore a virtual and physical address translation mechanism is necessary and crucial to bridge the hardware interface and software application. In this paper, a new virtual and physical translation mechanism is proposed, which includes an address validity checker, an address translation cache (ATC), a complete refresh scheme and many reliability designs. The ATC employs a large capacity embedded dynamic random access memory (eDRAM) to meet the high hit ratio requirement. It also can switch the cache and buffer mode to avoid the high latency of accessing the main memory outside. Many tests have been conducted on the real chip, which implements the address translation mechanism. The results show that the ATC has a high hit ratio while running the well-known benchmarks, and additionally demonstrates that the new high-performance mechanism is well designed.     

基于焦点分段的流媒体代理缓存策略

在已有前缀缓存和分段缓存算法研究的基础上,提出了基于焦点分段的流媒体代理缓存策略。该策略考虑到不同流媒体对象在流行性方面的差异和同一对象不同段落上访问频率的差异,以段落的流行度作为空间调度的依据,融合了部分前缀缓存的方法,避免了自适应滞后分段缓存算法在延时启动率方面的不足。实验结果表明:基于焦点分段的缓存策略在字节命中率、延时启动率等方面都取得了较好的效果,缓存空间的利用率和节省网络带宽的能力都有所提高。     

面向内容网络中基于相关内容聚集的缓存方案

提出了一种基于相关内容聚集的缓存方案,通过具有相同特征的相关内容的相互吸引,使相关内容在节点上聚集,从而方便对缓存内容进行内容特征抽象,以减少向外通告的路由信息量,提高面向内容网络的路由可扩展能力;同时通过相关内容生存时间相互增强的策略,增强了缓存内容的稳定性,提高了其路由可信度. 在此基础上设计了通用的相关内容聚集算法,仿真结果符合预期效果.     

变组相连缓存结构的设计和故障注入验证分析

缓存是CPU与内存之间解决速度匹配问题的中介,文章研究了一种变组相连的缓存结构和缓存容错机制,通过基于软件的故障注入试验,结果表明该结构硬件成本小于全相连,但缓存命中率与全相连相似;故障探测率高于全相连,接近组相连,是综合性能较优的缓存结构.