随着Internet迅猛发展,接入Internet的用户数量剧增以及服务网络固有的延迟,造成Web服务器负载和用户访问延迟严重等一系列问题,用户的服务质量得不到很好的保证。缓存技术能很好的解决上述问题,并得到了广泛应用。但传统网络缓存系统在部署,扩展等方面需要人工配置,另外通信协作时产生的开销很大。主动网络的出现,使主动节点可自动下载缓存服务代码构建缓存服务节点,易于扩展和部署。所以,研究主动网络环境下的自扩展网络缓存机制具有重大意义。本文着重从以下几个方面进行深入研究和探讨。首先,介绍了主动网络技术的原理和现状。重点剖析了主动网络体系结构和核心构件主动节点的结构,接着对集成和离散两种实现方案做了简单的介绍。另外对主动网络在缓存方面的应用做了总结。最后对主动网络的优点做了归纳。其次,对目前网络缓存技术的理论进行了研究。分析了目前流行网络缓存系统的体系结构。在通信机制方面,研究了互联网缓存协议ICP和缓存摘要Cache Digest协议,对两种协议的优缺点做了总结。分析了目前替换算法的优缺点。最后对目前缓存系统的问题进行了归纳。接着,针对主动网络在缓存方面的优势和目前缓存系统的问题,提出了基于主动网络的自扩展缓存系统机制。从设计思想和系统网络拓扑结构方面做了阐述。即:主动网络中的主动节点通过自动下载并部署缓存代码,使之成为缓存服务节点,然后通过自扩展缓存系统把该主动缓存节点添加到缓存系统中,通过精简缓存摘要RCD互相通信来构成一个分布式缓存系统。系统框架主要包括监控器、通信协作器、文档替换器和负载均衡器。监控器通过监控网络中的主动节点来加入或退出缓存系统来完成系统的自扩展功能。通信协作器主要完成缓存节点的通信协作。文档替换器采用缓存一致性算法RCA来完成过期或失效文档的替换。负载均衡器来完成各节点之间的负载均衡。然后给出了一次客户使用此缓存系统的响应过程。另外理论上从系统命中率,访问时延方面对系统进行了评价。最后,介绍了常用缓存系统的评价指标。利用Network Simulator仿真器,使用trace-driven模拟方法,对本文的研究成果,进行了模拟实验。模拟结果显示本文设计的主动网络缓存系统相较于目前层式结构缓存系统在缓存命中率,响应时延方面都有较大的优势。