代理缓存替换一致性算法的研究

代理缓存技术能很好的解决Internet发展中出现的访问延迟过长、服务器过载等一系列的问题.针对代理缓存的一致性策略和替换策略还没有很好地结合起来的技术现状,设计并实现了一种新的优化代理缓存的替换一致性算法-RCA算法.这种算法包括一致性策略和替换策略两部分,一致性策略采用自适应TTL机制,替换策略是结合了LFU和LRU,并引入老化机制的LFRU算法.通过Trace-Driven模拟实验,结果表明RCA算法在文档命中率和文档字节命中率比上均优于传统的几个替换算法.     

自适应一致性替换算法的设计与实现

针对代理缓存的一致性策略和替换策略还没有很好地结合起来的技术现状,基于最优化模型,提出、设计和实现了一种新的优化代理缓存的自适应一致性--替换算法(即 ACR算法).这种算法包括一致性策略和替换策略两部分,一致性策略采用自适应TTL机制,替换策略是基于成本/价值模型的算法.通过Trace-Driven模拟实验,结果表明ACR算法在陈旧命中比上均优于传统的几个替换算法.     

基于Web访问特性的自适应一致性替换策略的设计与实现

为了进一步提升内容分发网络中代理缓存的整体性能,将一致性策略有机的融入到替换策略中,本文提出一种高效的自适应代理缓存一致性替换算法ACRA。本算法中的一致性策略采用了自适应TTL机制,替换策略是在分析了Web轨迹的基础上,找出用户访问Web内容的访问特性：访问再次发生的概率和访问内容大小的分布情况,并以此建立相应代价公式,作为替换标准中计算缓存内容价值的要素。通过Trace-Driven摸拟实验,表明了ACRA在命中陈旧比上优于传统的几个替换算法。     

通用缓存替换策略下的缓存强一致性研究

建立准确的缓存分析模型有助于更好地预测缓存行为,对于网络性能分析与规划具有重要作用。现有面向缓存强一致性研究的分析模型普遍基于最近最少使用（LRU）缓存替换策略,然而在实际环境中需要根据不同的应用场景和缓存节点能力采取LRU、q-LRU、先进先出等不同的缓存替换策略。为扩展缓存强一致性分析模型的适用范围,基于缓存建模的基本假设构建缓存强一致性通用分析模型,并给出被动查询、主动移除、主动更新3种缓存强一致性策略下缓存命中率和服务器负载的计算方法。利用模型计算结果绘制缓存参数变化曲线图找出使缓存性能达到最优的值,通过分析模型计算结果选出给定缓存参数时对应的最优缓存替换策略。实验结果表明,该模型在3种缓存强一致性策略下均具有较高的计算精确度,其中计算结果与仿真结果的最大误差和最小误差分别为6.92%和0.06%,适用于通过特征时间近似的缓存替换策略。     

代理缓存关键技术的研究

基于因特网的代理缓存技术是解决Web访问速度慢、服务器负载重和网络阻塞等问题的一种主要和有效的技术。为了能设计出有效、可扩展、健壮、自适应和稳定的代理缓存方案,本文主要对代理缓存的一致性策略、替换策略、体系结构、缓存内容选择和预取等关键技术问题进行研究,并给出了相关技术的解决方案。     

移动P2P网络中协同缓存的研究

在移动园区网环境中部署了P2P系统并提出了一种协同缓存策略。接入控制策略利用"阈值"和节点的位置关系选择缓存的数据。缓存替换策略利用价值函数"Cost"选择要替换掉的数据,该函数考虑了数据的被访问频率、大小及区域之间的距离这三个因素。数据一致性策略结合了Plain-Push和Pull-Every-time方案的优点并做了改进。通过两组模拟实验验证了这种协同缓存策略在降低时延、减少网络通信开销、提高缓存命中率方面具有较好的性能。     

语义缓存的最小权值项LWI替换策略

在客户-服务器数据库系统中，语义缓存是基于客户查询语义相关建立的一种客户缓存．语义缓存的内容由以往查询的结果以及相应的描述构成．针对语义缓存的特征，提出语义缓存下最小权值项LWI(1east weight itern)替换策略．该策略由缓存项投影属性的访问频率和缓存项与查询的条件匹配情况，结合数据访问的时间局部性考虑决定缓存项的权值，替换最小权值项．通过性能分析实验，在语义缓存中，基于LWI替换策略的系统性能要优于基于传统LRU和LFU替换策略的系统性能.     

数据挖掘在Web缓存中的应用研究

Web缓存是规划Internet的重要技术之一,替换策略对Web缓存系统的性能起着举足轻重的作用。网络环境与CPU和虚拟内存比起来允许使用更复杂的替换策略,并且网络环境的复杂性也需要精致的替换策略。大部分替换策略都是基于特定工作负载模型的,灵活性差。将数据挖掘应用于Web缓存中,提出一种事件驱动的自适应替换策略。使得Web缓存系统在网络工作负载模型变化时,不必更改替换算法库就能较好地提供服务。     

无线网络环境下的缓存策略研究

日益普及的无线网络和移动设备为普适的Internet接入提供了良好的硬件基础,缓存技术是普适Internet场景中人们进行信息共享和分发的关键技术之一.综述了两类无线网络环境,即基于基础设施无线网络环境和移动自组网中的缓存策略,具体包括缓存放置策略、缓存替换策略、缓存一致性维护算法.进而分析、讨论了上述策略的优缺点,并指出了缓存策略的发展趋势.     

基于谱聚类的Web多级缓存替换策略

服务器缓存性能的核心是缓存替换策略,缓存替换策略直接影响缓存的命中率, Web缓存可以解决网络拥塞和用户访问延迟问题,提高服务器的性能.传统缓存替换算法的命中率往往不高,为此文中提出了一种基于谱聚类的多级缓存替换策略.该策略利用循环滑动窗口机制提取日志文件的多项时序特征和访问属性,通过谱聚类对过滤后的数据集进行聚类分析从而得到访问预测结果.多级缓存替换策略综合考虑了缓存对象的局部频率、全局频率以及资源大小能更好地对低价值资源进行剔除,同时对高价值资源进行保留.通过与传统替换算法LRU、LFU、RC、FIFO进行实验对比,实验结果表明本文将谱聚类和多级缓存替换策略进行结合有效地提高了缓存请求命中率和字节命中率.     

集群缓存系统中代理缓存技术的研究

针对集群缓存系统的特点,对其内部各代理缓存进行了详细的研究.在缓存副本的存储方面,采用了面向网站的存储方案,更好的实现个性化服务的功能;在缓存副本的管理方面,采用了将替换和一致性结合在一起的RCA算法,使得整个系统有较高的命中陈旧率;在代理协作方面,通过重定向的方法将请求从未命中的代理转发给缓存了请求的代理,避免了代理之间复制对象,有效地减少了缓存对象的冗余度.通过理论分析推导,证明了它能大大减少访问延迟、有效地减轻了Web服务器的负担.实验证明,本协作方案有较高的命中率.     

An Effective Cache Replacement Algorithm in Transcoding-Enabled Proxies

In this paper, we address the problem of cache replacement for transcoding proxy caching. Transcoding proxy is a proxy that has the functionality of transcoding a multimedia object into an appropriate format or resolution for each client. We first propose an effective cache replacement algorithm for transcoding proxy. In general, when a new object is to be cached, cache replacement algorithms evict some of the cached objects with the least profit to accommodate the new object. Our algorithm takes into account of the inter-relationships among different versions of the same multimedia object, and selects the versions to replace according to their aggregate profit which usually differs from simple summation of their individual profits as assumed in the existing algorithms. It also considers cache consistency, which is not considered in the existing algorithms. We then present a complexity analysis to show the efficiency of our algorithm. Finally, we give extensive simulation results to compare the performance of our algorithm with some existing algorithms. The results show that our algorithm outperforms others in terms of various performance metrics.     

Exploiting Regularities in Web Traffic Patterns for Cache Replacement

Abstract. Caching web pages at proxies and in web servers' memories can greatly enhance performance. Proxy caching is known to reduce network load and both proxy and server caching can significantly decrease latency. Web caching problems have different properties than traditional operating systems caching, and cache replacement can benefit by recognizing and exploiting these differences. We address two aspects of the predictability of traffic patterns: the overall load experienced by large proxy and web servers, and the distinct access patterns of individual pages. We formalize the notion of ``cache load' under various replacement policies, including LRU and LFU, and demonstrate that the trace of a large proxy server exhibits regular load. Predictable load allows for improved design, analysis, and experimental evaluation of replacement policies. We provide a simple and (near) optimal replacement policy when each page request has an associated distribution function on the next request time of the page. Without the predictable load assumption, no such online policy is possible and it is known that even obtaining an offline optimum is hard. For experiments, predictable load enables comparing and evaluating cache replacement policies using partial traces , containing requests made to only a subset of the pages. Our results are based on considering a simpler caching model which we call the interval caching model . We relate traditional and interval caching policies under predictable load, and derive (near)-optimal replacement policies from their optimal interval caching counterparts.     

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.     

基于对象角色的高精度缓存替换算法*

现有的Web缓存器的实现主要是基于传统的内存缓存算法,由于Web业务请求的异质性,传统的替换算法不能在Web环境中有效工作。研究了Web缓存替换操作的依据,分析了以往替换算法的不足,考虑到Web文档的大小、访问代价、访问频率、访问兴趣度以及最近一次被访问的时间对缓存替换的影响,提出了Web缓存对象角色的概念,建立了一种新的基于对象角色的高精度Web缓存替换算法(ORB算法);并以NASA和DEC的代理服务器数据为例,将该算法与LRU、LFU、SIZE、Hybrid算法进行了仿真实验对比,结果证明,ORB算     

缓存技术在移动数据库中的应用研究

缓存技术是提高教据访问性能的经典技术,已经在计算技术的很多方面得到了成功的应用.在移动计算环境中,由于设备和网络资源的限制,缓存将发挥更加重要的作用.研究了移动数据库中的客户端缓存管理技术,重点讨论了缓存管理的缓存粒度、缓存一致性策略和缓存替换策略3个关键问题.     

基于AOP的智能Web缓存框架

通过引入面向方面编程技术,提出一种新的智能Web缓存框架。描述该框架的组成结构与工作原理,对缓存设计时需要解决的透明性、一致性、替换算法和预取策略等主要问题进行讨论并给出性能测试和分析。实验结果表明,该缓存框架可较大程度提高Web应用系统的性能。