用户访问特征驱动的中间件语义缓存替换策略

Web应用中大量用户请求频繁与数据库交互会严重影响系统性能,中间件层缓存有助于减少请求与数据库的交互开销、提高服务器的响应速度。研究了在Web应用服务器中引入语义缓存机制,在查询缓存时利用语义信息进行匹配,然后动态追踪和分析用户访问时间性、访问内容量、业务关联等用户访问特征,在此基础上设计一种基于用户访问特征的语义缓存替换算法。原型实验表明其能够提高缓存命中率,并使服务器的响应时间和吞吐量也得到改善。     

内容中心网络碎片化内容访问的统计机制研究

内容中心网络(content centric networking,CCN)通过在路由器中引入缓存,能够显著地提高用户访问内容的速度并减少网络中的流量.但CCN的缓存机制导致了内容以碎片化形式在网络中,只有一部分内容访问请求能够直接到达内容提供商,导致内容提供商无法真实准确地获得内容的访问统计数据,从而增加其制定恰当的内容收费策略的难度.针对这一问题,提出了一种可以保证内容提供商准确获得内容的访问信息的统计机制.在该机制中,中间网络设备中通过新增内容计数器来统计用户请求的内容信息,在满足阈值条件、缓存内容替换或过期时将内容统计信息反馈给内容提供商,提供商据此可以制定合适的内容收费策略和付费缓存策略.实验结果表明,通过本机制网络设备能够准确地统计用户的内容访问统计信息并及时反馈给内容提供商,内容提供商从而可以准确感知其内容的访问统计数据.     

基于Adaboost学习的lCN自适应缓存算法

针对信息中心网络(ICN)中缓存内容优化放置的问题,提出一种基于Adaboost学习的自适应缓存算法ACAL.该算法首先将提取的节点和内容数据流作为网络资源,然后利用集成学习算法Adaboost对数据流进行分析挖掘,利用挖掘出的状态属性与缓存匹配之间的函数映射关系对未来时间段内的节点与内容间的匹配关系进行预测,该预测结果用于指导缓存的部署.实验结果表明,ACAL在延时、缓存命中率和链路利用率等指标方面,与CEE策略、LCD策略、prob0.5策略和OPP策略相比有显著的优势.     

基于缓存开销的信息中心网络缓存协作策略

网络化缓存策略影响ICN网络的传输性能,考虑到缓存执行时的开销不仅包含访问缓存节点时的路径代价,还应包含替换旧信息的替换代价,因此提出一种基于路径访问代价和节点替换代价的缓存协作策略(path and node cost based cooperative caching strategy, 简称PNC3S).该策略对两种代价进行整体考虑,将代价总量作为是否进行信息与节点匹配缓存的依据,对提出的策略模型进行优化分析,将最优解作为缓存部署方案.实验结果表明,与CEE,LCD策略相比,PNC3S可以改善网络的信息缓存率、服务器的负载率、网络链路平均利用率,以及访问跳数减少率.     

内容中心网络中一种基于内容扩散的主动缓存机制

借鉴分子扩散的思想,提出一种基于内容扩散的主动缓存机制(Content Diffusion Based Proactive Caching,CDBPC).该机制引入缓存内容浓度的概念来描述不同内容在不同区域内的需求程度,然后根据节点间的缓存内容浓度关系来驱动内容副本在网络中的主动推进和迁移,并结合内容的流行度等因素实现了缓存内容的概率性放置,从而达到内容缓存的快速部署和推进,提高为用户提供就近响应概率的目的.仿真结果表明,该机制能有效地降低系统的平均接入代价并提高缓存命中率.     

基于Route-Over路由机制的6LoWPAN重组缓存管理机制

为了提高多个节点同时向一个转发节点发送不同数据包的重组效率,提出了一种基于Route-over路由机制的基于IPv6的低功耗无线个域网(IPv6over Low-Power Wireless Personal Area Networks,6LoWPAN)重组缓存管理机制.通过适当地扩大重组缓存容量,使其能够在同一时刻建立对多个数据包的重组过程.当重组缓存容量较大时,根据缓存中已经接收到的所有数据包分片的详细信息及剩余缓存容量的大小决定是否缓存刚接收到的数据包分片;当重组缓存容量低于一定门限时,根据缓存中已经接收到的所有数据包分片的详细信息,为每个数据包计算一个重组度,丢弃重组度最低的数据包分片,从而释放缓存.同时,针对每个数据包,都开启一个重组定时器,当定时器溢出时,直接丢弃该数据包的所有缓存分片.仿真结果表明,所提出的重组缓存管理策略能够有效地提高分片的重组率.     

内容中心网络中基于缓存压力的选择性缓存机制

内置缓存机制是内容中心网络(Content Centric Networking,CCN)研究的关键问题之一.现有的CCN缓存机制在缓存节点的选择时往往缺乏对节点缓存状态和负载情况等动态信息的综合考虑,因此无法准确反映节点间的缓存状态差异,进而影响了缓存决策的合理性.提出了一种基于缓存压力的选择性缓存机制(Cache Pressure Based Selective Caching,CPBSC).该机制利用节点的缓存占用率和缓存替换率评估节点的缓存压力,并结合内容的流行度实现缓存节点的合理选择.同时,根据内容的请求率和兴趣分组的剩余生存时间评估不同内容的缓存价值,以此实现缓存内容的合理替换.仿真结果表明,CPBSC有效地优化了缓存资源利用率,并显著提高了系统的整体缓存性能.     

基于t-SNE算法的ICN缓存容量分配机制

针对现有ICN中节点负载不均衡、重要节点缓存利用率低、缓存开销大等问题,面向互联网主干网节点,提出了基于t-SNE算法的ICN缓存容量分配机制.首先,收集网络拓扑信息和流量特征信息并建立高维数据集;然后,通过构造K-近邻表征相似性的方式改进t-SNE算法,对数据集进行降维并对网络节点进行聚类划分;最后,基于聚类结果,将有限的缓存容量合理地分配给不同节点以平衡节点负载.仿真结果表明,本设计的缓存容量分配机制和基准机制相比,在保证路由成功率维持在约95%的前提下,缓存命中率提升了3%～4%,平均缓存开销减少了13. 5%～23. 4%.     

基于神经网络算法的 ICN 网络传输控制研究

随着全球数字媒体的深刻变革,互联网用户关注的重点逐渐向如何快速获取信息转移,而不关注信息的存储位置。现在的 TCP／IP 网络协议架构却无法适应当今内容应用需求的迅速发展。为了适应这一互联网的转变,以信息为中心的新型网络架构信息中心网络（information-certric networking,ICN）受到了广泛关注。网络时延的动态变化反映了网络路径的负载特征,对时延的精确预测是实施网络拥塞控制、路由选择的重要依据。在 ICN 中,由于网络缓存机制导致时延的不确定性,为网络传输控制带来了挑战。通过对 ICN 网络的经典架构命名数据网络（named data networking,NDN）网络时延模型进行建模,采用了神经网络算法进行时延预测,设计了基于预测时延的转发策略机制,创新地在 NDN 网络组件转发信息表（forwarding information based,FIB）上新增接口信息 Stat,以实现转发路径的动态选择。仿真结果表明,该设计机制能够有效地提升网络传输控制性能。     

缓存技术在Web中的应用研究

缓存技术能有效地缩短网络用户取回文档的时间,加快Web服务器的反应速度。文章通过分析Web的行为和不同缓存技术的应用,就Web中缓存的不同替换策略进行了比较和总结,提出了提高缓存效率的最佳方案;然后对缓存内容的更新策略进行了研究,提出了时间、事件和手动三种更新方式,并分析了不同方式的最佳使用环境。这些替换和更新策略是缓存真正发挥作用,进而提高Web效率的关键所在。     

面向多自治域环境的 ICN 缓存策略设计

信息中心网络是下一代网络研究的一个重要组成部分,而缓存作为信息中心网络的核心组成部分在减少网络负载方面得到广泛应用,但现阶段的研究集中于单个自治域内的性能优化,多自治域间的管理与协作方面的研究还不成熟。提出基于域间商业关系的 ICN（information centric networking）缓存策略的设计方案,描述了面向多自治域环境的基于内容提供商、商业关系和二者结合的域间缓存策略及相应的域内缓存决策与替换策略,并进行了形式化表示。     

软件定义下的CCN缓存算法研究

为了解决内容中心网络（CCN）中存在的缓存问题,在内容中心网络和软件定义网络（SDN）的融合架构下,充分利用控制层全局感知和集中控制的优势,提出了一种软件定义下的CCN缓存决策方法。考虑了中介中心度、内容流行度、节点边缘度和缓存节点存储容量的有限性,引入了控制节点和通信节点的概念,通过控制器缓存决策,使得请求内容在不同的节点进行合理缓存。同时,根据控制节点距离缓存节点和服务器的跳数,找到返回用户请求的最短路径,采用ndnSIM进行仿真实验。结果表明,相比ALWAYS,LCD两种传统缓存决策策略,该方案可以明显提高缓存命中率,降低路径延展率和缓存替换数,达到了提高CCN缓存效率的目的,有利于内容中心网络及未来网络的发展。     

基于对等移动客户端的缓存一致性分析

在移动计算环境中,保证缓存有效性的一个重要的因素就是维护缓存一致性。通过分析传统的缓存一致性策略,提出一种基于对等移动客户端的缓存策略,它是在基于窗口的时间戳策略的基础上,引入对等客户端的概念,使得每个移动客户端可以作为临时的虚拟服务器,来发送缓存信息。模拟实验表明,这种方法很好地提高了移动缓存命中率,在一定程度上维护了移动缓存一致性。     

新的变码率视频服务器缓存管理策略

提出的 ROC(resist- overload capability)缓存管理策略 ,包括缓存准入策略和替换算法 ,解决了变码率视频服务器间隔缓存的缓存管理问题。 ROC缓存准入策略基于统计缓存准入策略 ,能提供概率的缓存服务质量保证和较高的缓存利用率。实验结果表明 :在典型系统配置下 ,ROC可以提高约 2 5 %的系统吞吐量 ;相对确定性缓存准入策略和STP- L缓存替换算法 ,可以多服务约 17%的视频流 ,平均缓存利用率也要高出约 38%。仿真实验结果证明了 :ROC充分发挥了间隔缓存算法优势 ,是一种非常有效的变码率视频服务器缓存管理策略     

Improved caching policies and hybrid strategy for query result cache

To improve efficiency of search engines,the query result cache has drawn much attention recently.According to the query processing and user' s query logs locality,a new hybrid result cache strategy which associates with caching heat and worth is proposed to compute cache score in accordance with cost-aware strategies.Exactly,query repeated distance and query length factor are utilized to improve the static result policy,and the dynamic policy is adjusted by the caching worth.The hybrid result cache is implemented in term of the document content and document ids(doclds) sequence.Based on a score format and the new hybrid structure,an initial algorithm and a new routing algorithm are designed for result cache.Experiments' results show that the improved caching policies decrease the average response time effectively,and increase the system throughput significantly.By choosing comfortable combination of page cache and doclds cache,the new hybrid caching strategy almost reduces more than 20%of the average query time compared with the basic pageonly cache and docld-only cache.     

自适应性动态间隔缓存的实现

提出了用于视频服务器的缓存管理策略：自适应性动态间隔缓存。通过间隔缓存与流的状态转换有效地结合起来，满足了视频服务的顺序访问的行性。通过仿真实验证明该机制有效地保证了视频流的持续性与实时性，大大提高了视频服务的并发度。