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Internet技术和Web服务的迅猛发展,导致网络拥塞和服务器负载过大成为用户面临的两大问题。在网络中设置缓存,以空间换取时间己成为降低用户感知延时的主流方法之一。En-route网络缓存技术利用缓存服务器,也称作代理缓存,将内容从中心服务器推向网络的边缘,使得内容距离用户只有一步之遥,大大减少了主干网络的缓存流量,减轻了网络负担,有着广泛的应用前景。
En-route网络缓存技术主要包括缓存的位置选定,代理缓存替换算法,代理缓存一致性策略和代码转换网络缓存等几个核心问题。国内外学者针对这几个方面都做了大量的工作,并提出了一系列的算法。本文旨在前人研究的基础上,提出更为高效,更能反映网络环境的算法。替换策略以某一项或几项性能指标为标准,将价值较低的副本替换出缓存的算法。传统替换算法有先进先出策略,最近最少使用策略,最少使用频率策略等,被广泛应用于缓存策略中。除此之外,能够标志文件的关键特征的属性也被用于替换的标准,如缓存的大小,基于阀值缓存策略里的阀值大小,以及量化以后的流行度值等。一致性策略和替换策略对减少代理缓存的成本影响很大。在替换策略中加入一致性策略能提高代理缓存系统的整体性能;好的一致性策略和好的替换策略相结合能减少网络成本。然而,很少有人将一致性算法融入到替换算法中。
为了进一步提升代理缓存系统的整体性能,将一致性策略有机的融入到替换策略中,本文提出一种高效的自适应代理缓存一致性替换算法ACRA(Adaptive Consistency andReplacement Algorithm)。本算法中的一致性策略采用了自适应TTL机制,替换策略是在分析了Web轨迹的基础上,找出用户访问Web内容的访问特性:访问再次发生的概率和访问内容大小的分布情况,并以此建立相应代价公式,作为替换标准中计算缓存内容价值的要素。
通过仿真模拟实验,表明了ACRA在命中陈旧比上优于传统的几个替换算法。