内容中心网络缓存管理及配置方法研究

发布时间：2017-12-01 23:28

  本文关键词：内容中心网络缓存管理及配置方法研究

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【摘要】：随着互联网规模的不断扩大和应用的变化,以“IP地址为中心”的互联网架构暴露出了一系列的问题,比如效率低、安全性差、移动性差等。为了解决互联网的这种弊端,一种彻底的做法是设计一种“以信息为中心”(ICN:Information Centric Network)的网络架构。其中,内容中心网络CCN(Content Centric Network)是一种受到广泛关注的ICN网络架构。网络节点内嵌缓存是CCN的一个重要功能,因此设计合理的缓存管理方案和缓存配置对改善网络性能有着重要的作用。在CCN网络缓存管理问题研究中,为提高网络性能,现有研究大多从独立缓存和协作缓存两方面考虑。在独立缓存方案中,节点独立决策内容缓存会导致信息冗余资源浪费。在协作缓存方案中,相互发送缓存信息会导致较大通信开销,集中计算内容缓存位置会导致扩展性差、不适应内容动态变化等缺点。针对这些不足,本文提出了基于内容流的缓存管理机制。该机制通过建立缓存模型规划出内容流在各节点的缓存比例,并结合改进的LCD缓存策略和改进的LRU替换策略来决策内容的缓存位置,最后本文通过仿真验证了该机制的有效性。内容流行度是指网络中内容被请求的概率,反应了内容的流行程度。根据流行度来决策内容的缓存位置,可以很大程度地改善网络性能。于是本文又提出了基于内容流行度的协作缓存管理机制。在实际网络中内容流行度难以统计,对此,该机制通过包发送内容流行度统计信息和interest报文捎带内容流行度统计信息两种方案加以实现。两种方法分别通过包和interest报文向上级节点发送内容流行度信息,网络中每个节点维护一张内容流行度统计表用以周期协作统计这些信息,内容返回则根据本地节点内容流行度统计表来决策。最后,本文通过仿真验证了两种缓存方法在改善网络性能上的高效性。在CCN网络缓存配置问题研究中,现有研究多考虑在固定缓存容量基础上获取网络流量效益最大化,往往忽视缓存容量配置对网络性能的影响。对此,本文提出一种基于内容流的缓存容量配置方法。该方法以流在各节点上分配的缓存比例为基础,设计网络缓存容量划分权重,并根据该权重信息重新规划节点缓存容量大小,最后通过对比不同缓存容量配置方案验证了该方案的有效应和可行性。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.07
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本文编号：1242869