信息中心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)緩存方法研究.pdf

1、傳統(tǒng)以主機(jī)網(wǎng)絡(luò)地址為中心的互聯(lián)網(wǎng)通信模式在網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性、安全性、可控可管性和移動性等方面存在嚴(yán)重問題，無法適應(yīng)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展對信息網(wǎng)絡(luò)的需求。因此，旨在滿足用戶對服務(wù)內(nèi)容需求、提高網(wǎng)絡(luò)傳輸效率的信息中心網(wǎng)絡(luò)在近年來得到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。信息中心網(wǎng)絡(luò)通過為信息命名，使得信息在網(wǎng)絡(luò)中任意位置（節(jié)點(diǎn)）存儲而不改變名字，從而便于用戶獲取內(nèi)容，提升用戶體驗和網(wǎng)絡(luò)效率。本文針對信息中心網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)緩存方法進(jìn)行研究，旨在提高信息中心網(wǎng)絡(luò)緩存效率。論文主

2、要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1)為了確定信息中心網(wǎng)絡(luò)中的內(nèi)容命名粒度，分析了信息中心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容命名粒度對域內(nèi)緩存性能的影響。本文首先給出了內(nèi)容命名粒度的概念，分析了內(nèi)容命名粒度與分塊緩存的優(yōu)點(diǎn)，及對網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性的影響。在此基礎(chǔ)上，通過仿真分析了內(nèi)容命名粒度在不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、用戶請求模型和緩存空間大小等關(guān)鍵參數(shù)條件下，不同緩存策略對緩存命中率、用戶請求時延和用戶請求跳數(shù)的影響。結(jié)果表明，內(nèi)容命名粒度在由大變小的過程中，緩存效率逐漸提高，但

3、隨著粒度變小效率的增加幅度也逐漸減小，同時會帶來較大的網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性問題?；谖闹兴捎玫木W(wǎng)絡(luò)參數(shù)，內(nèi)容命名粒度在區(qū)間[10MB-100MB]內(nèi)可以獲得較好的緩存效率，同時保證對網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性影響不大。
　　2)為了更好的適應(yīng)視頻等大容量流媒體服務(wù)的分發(fā)和傳輸，本文提出了一種基于內(nèi)容分塊流行度的流媒體服務(wù)緩存方法。通過分析用戶對大容量流媒體視頻的請求模式，即同一內(nèi)容的不同分塊具有不同流行度的特性，進(jìn)而得出用戶對流媒體服務(wù)的請求模型。根

4、據(jù)這一模型并結(jié)合同一內(nèi)容不同分塊可以在不同節(jié)點(diǎn)緩存的特性，提出了一種根據(jù)內(nèi)容分塊流行度分級并將緩存節(jié)點(diǎn)根據(jù)位置進(jìn)行分級的緩存策略，通過在用戶請求包和數(shù)據(jù)包中攜帶緩存標(biāo)簽的方式實現(xiàn)隱式協(xié)作緩存。仿真結(jié)果表明，本方法相比于其他域內(nèi)緩存方法，可以更好的利用內(nèi)容分塊流行度的特性，具有更高的網(wǎng)絡(luò)緩存命中率，更低的內(nèi)容請求時延以及內(nèi)容請求跳數(shù)，從而可以提升用戶對網(wǎng)絡(luò)流媒體服務(wù)的體驗。
　　3)現(xiàn)有信息中心網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)緩存協(xié)作方案大多沒有考慮到網(wǎng)絡(luò)

5、中緩存節(jié)點(diǎn)緩存失效或者不可達(dá)的情況。因此這些方案的緩存性能在緩存節(jié)點(diǎn)失效時將會受到較大影響。本文根據(jù)該問題提出了一種基于內(nèi)容分塊流行度并具有良好魯棒性的域內(nèi)緩存協(xié)作方法RINA。在RINA中，緩存節(jié)點(diǎn)被分為兩類，備份緩存節(jié)點(diǎn)和普通緩存節(jié)點(diǎn)。為了提供良好的魯棒性，RINA在備份緩存節(jié)點(diǎn)和普通緩存節(jié)點(diǎn)同時緩存了網(wǎng)絡(luò)中最流行的內(nèi)容分塊，所以當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中任何節(jié)點(diǎn)失效時，都不會對網(wǎng)絡(luò)的緩存性能（如緩存命中率）造成較大的影響。本章通過大量仿真，將RIN