利用网络缓存队列长度预测UDP拥塞程度研究

由于缺乏拥塞控制机制,利用UDP协议传输流媒体业务时会带来网络拥塞问题,导致流媒体在播放时出现不连续、卡顿甚至凝固的现象。阐述了UDP协议的传输特性,深入分析了网络报文拥塞控制机制和拥塞控制算法,并提出了一种预测UDP拥塞程度的方法。该方法首先建立流媒体数据包发送缓存队列,发送端将要发送的报文存入缓存队列;然后根据当前流媒体数据包发送缓存队列的长度与缓存队列的最佳长度的偏差程度定义拥塞级别;最后,根据拥塞级别和拥塞判断方法,采用和式增加和和式减少的速率控制算法对流媒体进行拥塞控制。

移动边缘网络缓存技术在大学生在线学习中的应用研究

边缘缓存有助于改善大学生在线学习体验质量,显著减少服务时延,并能对回程链路流量压力进行有效缓解,同时还能对已有移动通信网络架构很难支持的数据流的快速增长进行相应的解决,更好满足大学生对高品质服务的需求。然而复杂网络与未知内容流行度,无疑对边缘缓存策略分析,带来极大挑战。首先立足于边缘缓存优势、关键要素、应用场景,对该缓存网络的流程、基础架构加以阐述,总结有关该领域的研究现状。然后,对深度强化学习技术进行简要分析,分类阐述以不同缓存架构、以不同深度在线学习方法为基础的边缘缓存策略。最后,深入剖析以学生在线学习为基础的缓存模型,并对后续的研究方向进行了明确。

网络缓存技术及应用的研究

网络缓存技术是目前用来提高互联网的用户响应速度及相关网络性能的关键技术,其中缓存策略及算法对缓存性能的发挥起着重要的作用。本文主要介绍在网络缓存系统中所采用的各种替换算法和更新策略,并说明网络缓存技术的各种应用模式。以目前广泛应用的代理缓存Squid为例,分析网路缓存系统兑现的结构和方法。

网络缓存的零拷贝优化

数据的冗余拷贝是影响网络缓存软件性能的重要因素。本文详细分析了当前广泛使用的网络缓存程序Squid的数据拷贝流程,利用快速文件传输和数据流拼接两种策略在Linux平台上实现了Squid的零拷贝优化。快速文件传输是将文件数据从文件系统内核缓存直接发送到远程主机,数据流拼接则是在网络协议栈内核缓存之间直接交换数据,二者都能够减少数据在内核空间和用户空间流动带来的冗余拷贝。实验证明,经过优化的Squid在主机CPU占用率和请求响应时间等方面的性能均有显著提高。

网络缓存协议探讨

网络缓存技术用于提高网络访问响应速度。本文通过对各种网络缓存协议优缺点的分析,提出了一种基于RCD算法的网络缓存内容表达方案,希望综合各种算法之长,达到提高网络响应速度,减少服务器负载的作用。

信息中心网络中网络缓存的角色探索

作为信息中心网络(information-centric networking,ICN)的特色之一,网络缓存在彰显ICN的优势方面扮演着重要的角色,但当前对网络缓存所扮演的具体角色没有一致的看法。指出网络缓存应具有三级缓存,解释这三级网络缓存可以在错误恢复、突发访问缓解、DDoS攻击防治、热点内容缓存及托管服务方面起一定的作用,并说明了实现这些角色需要解决的问题。

网络缓存协作的实现方法

介绍了网络缓存发展的趋势:网络缓存协作。说明了网络缓存协作所要解决的问题,列举了网络 缓存协作的几种模型及相应的有代表性的协议,介绍了解决代理裁剪的几种方案。

网络缓存的法律认定及其规制——以快播案为分析视角

从刑法学角度论证网络缓存是否是一种行为,具有思维的局限性,应当从法理学层面进行思考。将法律上的传播行为与技术上的传播现象区分开来,既有利于在个案中正确认识网络传播行为,也有利于在立法上理性思考对网络信息的技术传播现象的规制路径。网络平台的“引导交换型”行为模式,本质上是网络缓存思维在互联网环境下行为层面的宏观映射,应该采取技术传播的法律规制路径,而非假以法律上的传播行为。避风港原则存在预先承认“网络平台的信息中介传播属于法律上的传播行为”的逻辑假定,因此不具有合理性。以网络安全管理义务介入网络平台的信息中介传播,能够从对称原理得到论证。互联网对当今社会的冲击,使得网络社会存在组织结构上的“碎片化”特征和主体结构上的“二元化”特征。只有加快网络法学理论的研究,尤其是网络法学方法论,才能从根本上化解技术创新性与法律保守性之间的本质性矛盾。

指导网络缓存协议模拟程序参数调整过程的新手段——理想命中率

编写模拟程序是进行网络缓存协议研究的常用手段,而服务器日志是对模拟程序进行测试的原始数据。我们在使用日志文件进行测试之前,通过对日志文件简单的分析,得到不同日志文件各自的重要特征--理想命中率,可以大大降低调试模拟程序参数时的盲目性。

网络缓存技术

本文详细介绍了网络缓存技术的几种实现方法,及其工作原理,性能特点和配置方式,并说明了使用网络缓存的优越性。

基于内容流行度和节点中心度匹配的信息中心网络缓存策略

在信息中心网络(Information-Centric Network,ICN)中,利用网络内置缓存提高内容获取及传输效率是该网络构架最重要的特性。然而,网络内置的缓存存在应对大量的需要转发的内容时能力相对弱小,对内容放置缺乏均衡分布的问题。该文提出基于内容流行度和节点中心度匹配的缓存策略(Popularity and Centrality Based Caching Scheme,PCBCS),通过对经过的内容进行选择性缓存来提高内容分发沿路节点的缓存空间使用效率,减少缓存冗余。仿真结果表明,该文提出的算法和全局沿路缓存决策方案,LCD(Leave Copy Down)以及参数为0.7及0.3的Prob(copy with Probability)相比较,在服务器命中率上平均减少30%,在命中缓存内容所需的跳数上平均减少20%,最重要的是,和全局沿路缓存决策方案相比总体缓存替换数量平均减少了40%。

基于深度学习的智能移动边缘网络缓存

针对移动边缘网络缓存问题,提出把计算资源推送到网络边缘,使边缘接入热点能有数据分析能力,构建基于深度学习的深度缓存策略,进一步提升缓存效率。在边缘接入热点处构建基于长短期记忆神经网络模型的缓存内容文件流行度预测系统,通过分析本地数据给出内容文件流行度预测。把内容文件流行度预测系统整合到移动边缘网络缓存系统中最大化缓存命中率,提出深度缓存策略,大大提升移动边缘网络缓存性能。在真实视频数据集上进行测试,实验结果表明:提出的内容流行度预测系统的准确度高于现有最优方法;提出的深度缓存策略与传统的缓存算法相比,在相同的缓存命中率指标下大约仅需一半的缓存存储空间。

基于缓存开销的信息中心网络缓存协作策略

近年来,随着社会的发展,国内通信工程事业发展迅速。而从通信工程学科角度来看,网络化缓存策略会对信息中心(ICN)网络的传输性能产生影响。而对于缓存执行过程中的开销而言,且涵盖的内容较多。为了使网络信息缓存率及服务器的负载率得到有效改善,本文重点分析研究基于缓存开销的信息中心网络缓存协作策略,以期为通信工程相关缓存研究工作提供一些具有价值的参考依据。

基于路径代价和节点代价的信息中心网络缓存策略

网络化缓存是ICN(信息中心网络)架构的重要特征之一,对改善网络性能起着重要作用,如何合理利用有限的缓存空间,在优化缓存部署时实现缓存开销最小是一个值得关注的问题.考虑到缓存开销不仅包含节点访问缓存节点时的路径代价,还应包含被新缓存内容所替换的旧内容的替换代价,提出了基于路径访问代价和节点替换代价的缓存策略(Path and Node Cost based Caching Strategy,简称PNCCS).该文首先建立了一个理论模型来分析缓存部署对路径访问代价和节点替换代价的影响.基于这个模型,缓存部署问题可以形式化地描述成一个最优化问题,并采用离散粒子群优化算法进行求解,最优解代表着一种优化的缓存部署方案.实验结果表明,PNCCS策略与CEE、Prob和LCD相比,在降低网络运行开销的同时提升了用户体验质量两方面的性能指标.

基于缓存开销的信息中心网络缓存协作策略

网络化缓存策略影响ICN网络的传输性能,考虑到缓存执行时的开销不仅包含访问缓存节点时的路径代价,还应包含替换旧信息的替换代价,因此提出一种基于路径访问代价和节点替换代价的缓存协作策略(path and node cost based cooperative caching strategy,简称PNC3S).该策略对两种代价进行整体考虑,将代价总量作为是否进行信息与节点匹配缓存的依据,对提出的策略模型进行优化分析,将最优解作为缓存部署方案.实验结果表明,与CEE,LCD策略相比,PNC3S可以改善网络的信息缓存率、服务器的负载率、网络链路平均利用率,以及访问跳数减少率.

基于网络编码的移动D2D视频缓存网络内容布设方法研究

为了进一步提高移动D2D视频缓存网络用户设备的缓存效用,建立了用户设备缓存内容与缓存收益的数学模型,分析了随机缓存策略和基于网络编码的随机缓存策略的理论收益,提出了一种基于网络编码的截断式内容缓存方法NC-CFRC。多种测试条件下的数值实验结果表明,NC-CFRC方法较已有的随机缓存和截断式缓存等经典方法,内容命中率和适应性均有所提升。

基于逆向拍卖的D2D边缘缓存网络编码内容定价与交易机制

在D2D边缘缓存网络中引入网络编码技术具有缓存利用率高、数据块调度过程简单及系统鲁棒性高等优点。但是,由于对编码块分享所带来的设备能量消耗等顾虑,用户倾向于只从网络获取内容而进行内容分享,这种自私行为直接影响了系统的总体性能。针对该问题,提出了一种基于逆向拍卖的D2D编码网络内容分享激励机制——RACON。RACON以实现网络内容分享总效用最大化为目标,将内容请求者视作拍卖过程的买家,而将买家周围的潜在内容提供者视为拍卖过程的卖家;买、卖方的内容叫价过程可综合考虑其自身电量资源、用户之间传输距离以及传输内容的供需关系等影响因素;拍卖结果允许多个卖家中标,并采用虚拟代币结算,从而激励用户间相互分享缓存内容。理论分析证明RACON机制符合双边激励相容性、个人理性约束、物质及弱预算平衡特征,可有效约束买、卖方拍卖行为。仿真实验进一步表明,RACON机制能够有效地激励网络内用户间编码内容分享过程,最大化边缘缓存网络效用。

基于主动网络的自适应缓存技术研究

根据主动网络中的任何一个主动节点都可以用于放置缓存及其智能性等特征,提出一种基于主动网络的自适应网络缓存机制.即在自动构建层次拓扑的基础上,采用了缓存摘要技术进行通信协作,通过集中式管理缓存摘要的方法来减少协作通信量;并依照缓存服务器的负载情况进行缓存服务器之间的负载平衡.最后,使用trace-driven模拟方法,以Network Simulator仿真器作为模拟工具,模拟结果显示本文设计的系统与层式结构系统相比有较多优势.

CoLoRCache:智慧协同网络中的协作缓存机制

介绍一种有效支持缓存协作的未来网络体系架构:智慧协同网络,然后提出了一种高效的协作缓存机制,称为Co Lo RCache。Co Lo RCache的主要目标是减小缓存冗余和建立缓存共享机制。我们通过仿真结果来验证Co Lo RCache。仿真数据表明,相比较于其他缓存机制,Co Lo RCache能够产生更高的缓存命中率和有着最小的请求命中距离。

网络编码改善CCN的缓存效率的研究

现在的Internet架构存在众所周知的缺点,未来网络的研究成为了热点.其中,CCN(Content-Centric Networking)在众多新架构中正逐渐被大家认为是最有前途的方案.网络编码被认为是改善网络性能的一种有效方法,我们前期提出了CCN与网络编码相结合的CCN-NC(Content-Centric Networking with Built-in Network Coding)来进一步改善CCN的网络性能.覆盖全网的缓存系统成为了CCN网络内在固有的组成部分,但当前的分布式协作缓存技术由于额外的通信开销大或技术复杂依然不能大规模实用,而非协作缓存技术的缓存效率又不高.在本文中,首先为缓存效率的分析建立模型,对CCN和CCN-NC的缓存效率进行了理论分析和仿真,同时,文件大小,备份数量,替换概率等参数对缓存效率的影响也被全面地研究.本文从理论上证明:在相同的参数下,相比于CCN,CCN-NC依靠网络编码可以改善网络缓存效率,仿真结果也验证了这一结论.