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Internet上以Web服务为主,具有信息量多、结构复杂、负载重等特点。一些统计数据表明,Web服务器有可能成为Internet应用的瓶颈。通过采用某些技术,减少网络流量,降低对网络带宽的要求,可以很好地改善web服务的质量。Web缓存和Web预取是实现网络加速的两种重要技术。本文针对网络Web服务的特点和需求,采用协同缓存技术来设计面向应用层的网络加速器,以减少网络流量,减小访问延时,改善Web服务的质量。
本文的主要内容是:首先概述了Web缓存技术、HTTP协议以及ICP协议,并作了详细剖析;然后,详述了Web加速器的体系结构、基于缓存生存期的文件分布算法以及查询过滤器的设计;最后,描述了加速器程序的实现及运行效果。
本文的主要创新点有:
1.通过分析传统的层次式缓存体系的存在问题,提出了改进设计的基于ICP的树型缓存代理服务器体系结构。
2.为了优化本文提出的改进设计的基于ICP的树型缓存代理服务器体系结构,提出了多项改进技术措施,包括:扩大查询的范围、层次连接的改进、动态双亲、Bloom Filters等。
3.通过分析传统的LRU算法,提出了改进的形式化的LRU-MAx算法;并提出了便于程序实现的αD计算公式。
4.通过分析文献[13]提出的基于缓存生存期的文件分布算法(简称EA算法),指出它的优点和存在的缺陷,提出了适合本文加速器体系的改进的树型结构EA算法;该算法便于程序实现,并提高了运行效率。
5.提出了在系统中使用查询过滤器来过滤不必要的ICP查询,并给出了有关的控制参数以及改进的ICP查询发送过程,并指出如何最大化地利用应答来构建状态表,描述了构建状态表过程的两种情形。
6.在以上研究的基础上,已经开发实现了能够稳定运行的网络加速器程序,程序具有良好的跨平台性,只使用J2sdkSEv1.4提供的基本类库,允许灵活地配置程序,支持多线程,允许用户选择前台或者后台方式运行程序,加速器体系的可扩展性强,基本实现了设计目标。
本文通过实现上述的新算法、新技术,提高缓存的命中率,减小用户的访问延时,并减少与外部网络的流量。通过加入本文实现的加速器程序,使“安检机”系统增加了新功能;并且,通过减少与外部网络的流量,可以使“恶意代码检测”更容易实现,提高整个“安检机”系统的运行效率;还有,本文的树型缓存代理体系结构,结合防火墙以及其它的自定义防护工具,更有利于“安检机”系统对内部网络进行安全防护管理。