【摘要】：隨著信息時代的高速發(fā)展,傳統(tǒng)的以主機為中心的端到端IP通信方式已經(jīng)無法滿足用戶的需求�；ヂ�(lián)網(wǎng)用戶更在乎的是數(shù)據(jù)本身,而不是與特定的服務(wù)器建立連接、獲取數(shù)據(jù)。為了消除端到端通信的弊端,實現(xiàn)數(shù)據(jù)更好更快分發(fā),提出了內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(Content Centric Network,CCN)。它將端到端通信轉(zhuǎn)變?yōu)橐越邮斩酥鲗?dǎo)的內(nèi)容檢索方式,為每個數(shù)據(jù)塊命名,實現(xiàn)內(nèi)容與物理位置分離。除此之外,CCN還具有內(nèi)網(wǎng)緩存機制,能夠有效的減少服務(wù)器負(fù)載、避免網(wǎng)絡(luò)擁塞,并且能減少用戶獲取數(shù)據(jù)的時延、改善用戶體驗。CCN中的緩存機制主要分為緩存決定策略和緩存取代策略,本文針對這兩方面進行了重點研究。在緩存決定方面,本文設(shè)計了一種基于流行度的協(xié)作式緩存決定策略。路由器間彼此協(xié)作,優(yōu)先緩存流行度高的數(shù)據(jù),并將流行度高的數(shù)據(jù)逐漸推送至下游,減少用戶獲取數(shù)據(jù)的時延。由于路由器間彼此協(xié)作,使得整條傳輸路徑上有且僅有某個組塊的一個副本,能有效的減少緩存冗余。除此之外,傳輸路徑上的路由器會創(chuàng)建歷史緩存軌跡,實現(xiàn)請求的高效轉(zhuǎn)發(fā)。仿真結(jié)果表示,該算法能有效的提高緩存命中率,減少往返時延。在緩存取代方面,本文采用了基于指數(shù)加權(quán)移動平均EWMA函數(shù)的流行度計算公式,能夠更好的適應(yīng)動態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。另外,該算法還改變了流行度檢測點位置,能夠更加準(zhǔn)確的監(jiān)測組塊請求次數(shù)。當(dāng)緩存空間不足時,通過比較各個組塊的流行度值,優(yōu)先刪除流行度低的組塊,為新到來的數(shù)據(jù)釋放緩存空間。仿真結(jié)果表示,它能有效的提高緩存命中率,減少服務(wù)器負(fù)載,改善系統(tǒng)性能。
【圖文】：

其中圖3.6 中 =0.3，圖 3.7 中 =0.9。平均緩存命中率是指，由某個節(jié)點中緩存響應(yīng)的請求總數(shù)占經(jīng)過該節(jié)點所有請求總數(shù)的比率。如圖所示，，隨著緩存空間的不斷增大，各個策略的平均緩存命中率都在增加。這是由于路由器的緩存空間增加，使其能緩存更多的數(shù)據(jù)，因此能滿足更多的請求。其中 CLS 策略和本章算法在緩存命中率方面的變化程度，沒有 LCE 策略和 LCD策略變化的明顯。主要是由于當(dāng)緩存空間從 20%變化到 50%時，CLS 策略和本章算法新緩存的將是流行度比較低的數(shù)據(jù)，而且這兩種算法旨在提高網(wǎng)絡(luò)緩存的多樣性，網(wǎng)絡(luò)中各個數(shù)據(jù)的副本沒有另外兩種方案來的多，因此會影響性能的提升。將這兩幅仿真結(jié)果圖和在一起觀察，可以發(fā)現(xiàn)，在相同的緩存空間下，緩存命中率隨著 值的變大而變大。當(dāng) 值從 0.3 增加到 0.9，則表明請求到達變得更加集中，相同緩存大小的路由器能滿足更多的請求�？梢�，本算法在緩存命中率這方面優(yōu)于其他算法。主要是由于本算法總是緩存流行度高的數(shù)據(jù)，并且能通過組塊的緩存歷史記錄來進行數(shù)據(jù)搜索。圖 3.6 緩存空間對?

可

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