D2D网络中的缓存副本数布设算法

在Device-to-Device (D2D)缓存网络中,缓存文件的副本数量是制约系统缓存效率的重要因素,过多的副本会导致缓存资源不能得到充分利用,副本数过低又将使流行文件难以被有效获取。针对D2D缓存网络副本布设问题,以系统缓存命中率最大化为目标,利用凸规划理论,提出了一种缓存文件副本数布设算法(CRP)。仿真结果显示,与现有副本数量布设算法相比,该算法可以有效提升D2D缓存网络总体缓存命中率。     

多缓存容量场景下的D2D内容缓存布设优化方案

在终端直传（D2D）缓存网络中,用户有限且各异的缓存能力是制约缓存效率的一个关键参数,然而现有文献大多考虑不同用户具有相同的缓存能力,针对这一不足有必要进行用户具有不同缓存容量下的D2D内容缓存布设方案优化。首先,鉴于用户终端的移动性和随机分布特性,利用随机几何理论将网络中不同缓存容量的用户节点建模为相互独立的齐次泊松点过程;其次,考虑本地卸载和邻近D2D链路卸载两种内容卸载方式,推导得到网络缓存命中率;最后,将最大化缓存命中率作为优化目标函数,提出了基于坐标梯度的联合缓存布设（JCP）算法,从而得到多用户多缓存容量场景下的内容缓存布设方案。仿真结果表明,与现有的缓存布设方案相比,由JCP得到的缓存布设方案可以有效提高缓存命中率。     

流媒体缓存的自适应统计窗缓存算法

网络带宽和磁盘I/O带宽是视频点播系统的两大瓶颈.为了缓解磁盘I/O带宽问题,本文引入统计窗概念.提出自适应统计窗缓存算法,采用周期性缓存决策方法管理缓存的流媒体数据,同时采用区分优先级缓存策略和冗余释放策略提高算法性能.采用实际点播数据进行的仿真研究表明:自适应统计窗缓存算法的性能优于定长分段、指数分段和自适应分段算法,特别是在VCR操作时,本算法的性能更佳.     

缓存替换算法研究综述

缓存技术作为提高系统性能的重要手段一直是研究的热点。随着网络存储等新技术的出现，存储的层次越来越复杂，原有的简单缓存管理技术已经不合适日趋复杂的应用。频率和时间综合考虑的缓存替换方法、多级缓存的替换技术成为研究的热点。本文综述了缓存替换算法的研究现状，首先介绍传统简单的缓存替换算法及其存在的局限性，而后对单级缓存算法和多级缓存算法当前最新的研究进行了介绍。最后对研究的趋势进行了简单的展望。     

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.     

具有高缓存写入效率的流媒体分段缓存方法

流媒体代理服务器缓存是能有效降低网络传输负载的技术．长时间持续和大传输码率的两个流媒体访同特点使得流媒体代理服务器面临的负载问题十分严峻．流媒体缓存方法是流媒体代理服务器的核心组成,其引发的缓存写入操作数量对代理服务器负载有着重要的影响．文中从流媒体缓存的执行特点人手,给出了一种高网络传输减少效果和低缓存写入负载的流媒体分段缓存方法．缓存写入与访问热度相结合是该缓存方法的主要特点．在实验测试中证明了该缓存方法相比目前减少网络传输最好的Adaptive ＆ Lazy缓存方法能减少2／3的缓存写入负载,并能获得同样的网络传输减少效果．     

一种基于两级缓存的协同缓存机制

信息中心网络（information-centric networking,简称ICN）将网络通信模式从当前的以地址为中心转变为以信息为中心.泛在化缓存是ICN重要特性之一,它通过赋予网络任意节点缓存的能力来缓和服务器的压力,降低用户访问延迟.然而,由于缺少内容热度的分布感知,现有ICN缓存策略仍存在缓存利用率较低、缓存位置缺乏合理规划等问题.为了解决这些问题,提出一种基于两级缓存的协同缓存机制（a cache coordination scheme based on two-level cache,简称CSTC）.将每个节点的缓存空间分为热度感知和协作分配两部分,为不同热度的内容提供不同的缓存策略.同时,结合提出的热度筛选机制和路由策略,降低了缓存冗余,实现了缓存位置优化.最后,基于真实网络拓扑的仿真实验表明,CSTC在次热门内容缓存数量上提升了2倍,缓存命中率提升了将近50%,且平均往返跳数在多数情况下优于现有On-path缓存方式.     

基于缓存价值的命名数据网络缓存优化策略

为了解决当前命名数据网络（Named Data Network）中的传统缓存决定策略如LCE (Leave Copy Everywhere)、LCD (Leave Copy Down)、Prob (Copy with Probability)中存在的由于路由器缓存利用不合理导致的路由器缓存命中率过低,及满足用户请求所需跳数过多导致的时延过大等问题,提出一种基于缓存价值的缓存策略。该策略结合兴趣包路由跳数与所请求数据包大小,以及兴趣包所经过路由节点缓存情况,计算数据包缓存价值,由此将数据包缓存在合适的节点,以提高缓存命中率。在此基础上考虑下游节点的过滤效应,提出相对于传统缓存替换策略LRU、LFU的基于动态缓存价值的缓存替换策略,以进一步提高缓存命中率。经过大量仿真对比实验,验证了本文提出算法的有效性及可用性。     

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.     

基于媒体流行度和前缀缓存的缓存替换算法

针对流媒体用户访问偏好的情况,提出了一种基于前缀缓存与媒体流行度的缓存替换算法。该算法根据不同媒体外部、内部流行度给出预估的综合流行度,进而选择可用缓存中具有低流行度的片断进行替换,使得缓存中的所有片断的再利用价值之和最大。模拟实验结果表明,该算法能减少缓存的替换次数,提高缓存命中率,性能较好。     

LittleDuck流媒体缓存模拟器

模拟评测环境是流媒体缓存研究的重要组成部分，能准确地评价研究结果和缩短研究周期。该文主要介绍一种结构化的流媒体缓存模拟器(LittleDuck)，其具备修改方便和模拟快速的特点，对相关领域研究的开展具有明显推进作用。     

基于节点热度与缓存替换率的ICN协作缓存

信息中心网络默认的LCE缓存策略在数据包返回路径上的每个节点缓存内容,会产生大量冗余副本,无法充分利用缓存资源。针对该问题,提出基于节点热度与缓存替换率的缓存策略。在数据包返回路径上选择特殊节点缓存内容,考虑网络流量在不同区域和不同时间段内的差异性,周期性地计算节点热度和缓存替换率,并将其作为内容是否被缓存在节点上的度量指标。实验结果表明,相对于LCE和CLFM策略,该策略能有效降低平均请求跳数和源端命中率,获得较高的缓存收益。     

基于低能耗与高缓存命中并存的缓存替换算法

近年来无线传感器被广泛地利用在各个领域,与之相关的优化节能研究也层出不穷.作为信息共享、分发关键技术的缓存技术节能研究成为了研究热点之一.从缓存替换算法的角度对缓存技术节能进行研究,先对已有的缓存替换算法进行比较分析,在继承二分法思想以及无线传感器网络中缓存替换策略的研究思想的基础上,整合基于低能耗和高缓存命中的两种替换算法,构建出兼顾低能耗和高缓存命中双目标的缓存替换算法.最后通过仿真验证该算法在平均延迟时间、能量消耗以及缓存命中三个方面均有不同程度的提升.     

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.     

基于缓存框架的Web缓存研究

该文重点研究了缓存框架OSCache的缓存组件与Hibernate的数据缓存管理。提出OSCache、Ehcache和Hibernate整合在一起的Web缓存方案。     

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.     

语义缓存技术的研究

语义缓存技术一直以来是数据库研究的热点之一。语义缓存是指将用户向服务器端提交的查询语句和查询实际得到的结果数据同一存储在指定的缓存中,因而其不仅包含有数据,还有对数据的相关描述信息,从而可以提高查询效率。在语义缓存之前,还存在页面缓存、元组缓存、块缓存等缓存技术。文中首先介绍语义缓存的模型,然后阐述和分析语义缓存查询匹配算法和缓存替换策略,最后对语义缓存技术进行总结,从而为语义缓存技术的进一步研究提供一定的理论基础。     

VoD系统的数据缓存策略研究

视频点播(VoD-Video on Demand)系统作为互联网重要的多媒体应用,相比于传统应用对服务端在带宽、响应速度等方面有更高要求.VoD服务器广泛使用缓存策略解决此问题,不同缓存策略具有不同的侧重与适应方面.VoD系统所需缓存策略需综合多种缓存策略以满足自身需求.本文总结VoD系统对缓存策略的需求,分析了缓存策略组成与分类,对各类缓存策略的特点进行综述并分析其对VoD系统的适用性.     

基于Memcached的缓存资源集中管理方法

Memcached是一个免费开源、高性能的、分布式的内存对象缓存系统,用于在动态Web应用中提升访问速度,在很多高访问量的大型网站中得到广泛应用。然而却一直没有一个对Memcached进行统一集中管理部署的工具,在实际开发中往往会将Memcached模块紧密地和应用程序混在一起,给缓存的独立维护造成困难。文中从Memcached应用特征和Web应用体系结构特征两方面分析了现有Memcached系统的缺点,进而提出了一种缓存资源集中管理和多应用共享方案,并构建了一个MemcachedManager应用系统。相对于传统Web开发方式,文中提出的方案可以很大程度上规范和简化应用程序对Memcached的使用,方便缓存资源的统一分配管理。