內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的緩存機(jī)制研究.pdf

1、隨著流媒體等新業(yè)務(wù)在互聯(lián)網(wǎng)流量中所占比重不斷增加，以及云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、社交網(wǎng)絡(luò)等新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的出現(xiàn)，使得互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用從以面向主機(jī)的端到端通信模式為主轉(zhuǎn)向以用戶驅(qū)動(dòng)的信息內(nèi)容獲取為主。傳統(tǒng) TCP/IP網(wǎng)絡(luò)在可擴(kuò)展性、移動(dòng)性及安全性等方面存在諸多挑戰(zhàn)。因此信息中心網(wǎng)絡(luò)(Information Centric Networks，ICN）體系結(jié)構(gòu)被提出，其中內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)（Content Centric Networks， CCN）是最具代表性的

2、信息中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
　　內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)CCN把內(nèi)容當(dāng)成基本的實(shí)體，每個(gè)內(nèi)容都有一個(gè)全局唯一的命名標(biāo)識(shí)。根據(jù)內(nèi)容名稱對(duì)內(nèi)容進(jìn)行定位、路由與傳輸，CCN從根本上改變了數(shù)據(jù)包的封裝結(jié)構(gòu)和尋址方式，關(guān)注點(diǎn)從地址和主機(jī)轉(zhuǎn)移到內(nèi)容本身。CCN的關(guān)鍵技術(shù)之一就是利用網(wǎng)內(nèi)緩存技術(shù)提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，減少用戶訪問內(nèi)容的延遲。CCN當(dāng)前所采用的方法是處處緩存策略，該策略使得數(shù)據(jù)包回傳路徑上的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都進(jìn)行數(shù)據(jù)包緩存，易造成嚴(yán)重內(nèi)容冗余，減少了緩存內(nèi)

3、容的多樣性。為解決該問題，本論文從兩個(gè)不同的角度提出了兩種CCN緩存機(jī)制并進(jìn)行了性能分析與評(píng)價(jià)及對(duì)比，具體內(nèi)容如下：
　　提出了一種基于節(jié)點(diǎn)中心性度量的緩存機(jī)制（The node Centrality Metric based Caching，CMC）。CMC利用控制器獲取整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和緩存空間空閑率，根據(jù)拓?fù)涞倪B接關(guān)系分別計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的度中心性、緊密中心性和介數(shù)中心性，并將這三個(gè)度量和緩存空間空閑率作為緩存節(jié)點(diǎn)選擇的重要指標(biāo)

4、。仿真實(shí)驗(yàn)表明：與傳統(tǒng) CCN緩存機(jī)制相比，CMC可以有效地提高緩存內(nèi)容命中率，降低獲取內(nèi)容的跳數(shù)和平均請(qǐng)求時(shí)延。
　　提出了一種利用 K均值算法的緩存機(jī)制（K-means algorithm based Caching mechanism，KCache）。KCache利用控制器獲取各交換機(jī)上內(nèi)容的請(qǐng)求次數(shù)以及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，在控制器端使用自適應(yīng)方式確定閾值選擇有效樣本，然后利用樣本數(shù)據(jù)確定緩存節(jié)點(diǎn)數(shù)，最后基于代價(jià)的方式對(duì)樣本進(jìn)行分