新的普适计算环境下上下文缓存置换算法

由于普适计算环境高度动态的特点以及无线环境连接易中断、传输速度低等方面的约束,使得普适计算应用对于上下文的访问开销非常大。为此,首先给出一个上下文感知系统框架,然后提出了一种基于规则的上下文缓存置换算法——RCRA,算法根据上下文的被访问概率、上下文时效性及历史访问次数决定是否将其置换出缓存。当有新的上下文需要进入缓存时执行该算法,以保证缓存中的上下文最新且最有价值。实验表明,RCRA不仅在命中率方面有较大提高,而且能够有效降低上下文访问的开销。算法应用于基于推理规则的上下文感知系统中,具有良好的可实用性。

基于时空老化模型的服务端瓦片缓存置换算法

随着网络地理信息服务(network geographic information service,NGIS)向云服务演进,客户端瓦片缓存架构的应用局限性逐渐体现。为提升瓦片服务的性能,在老化算法的基础上,综合分析了瓦片访问长短期流行度和瓦片大小特征,设计了基于时空老化模型的服务端瓦片缓存置换算法(server-side cache replacement algorithm based on spatiotemporal aging model for tiles,SSAT),并利用谷歌全球底图瓦片和瓦片访问日志进行了仿真实验。结果表明,在不同缓存空间下,SSAT的缓存命中率均高于传统算法,缓存空间每增加1 MB,最多可以提高0.24%的请求命中率和0.23%的字节命中率;当缓存空间为500 MB时,SSAT能达到73%的请求命中率和76%的字节命中率,平均访问时长可缩短35%以上。SSAT能兼顾性能与资源消耗,具备高效性和扩展性。

网络地理信息服务中的空间数据缓存算法研究

网络地理信息服务中,由于带宽有限以及大规模的并发用户访问,海量异构的空间数据的快速实时网络传输,是提高系统性能、缩短服务响应时间的关键因素。提出适合于地形数据和影像数据的缓存机制,以提高网络地理信息服务的交互性能。以瓦片为缓存粒度,论述缓存瓦片索引的设计与效率并对缓存索引的性能进行验证。本文提出瓦片访问平均时间间隔最长的缓存置换算法TAIL(Tile Access average Interval ti me Longest),从瓦片访问的时间局部性和空间局部性分析TAIL算法并说明提高置换效率的方法。对最高分辨率为30m的全球LANDSAT7影像数据集和最高分辨率为90m的全球SRTM地形数据集进行日志驱动仿真实验。结果表明,TAIL与代表性的缓存置换算法相比,提高了瓦片请求命中率和字节命中率,同时大幅降低瓦片请求响应时间和服务器端所处理的瓦片请求数。

一种基于主题时空价值的服务器端瓦片缓存算法

先进先出置换算法(FIFO)、最近最少使用置换算法(LRU)、最不经常使用置换算法(LFU)等传统缓存算法侧重于数据的访问时间和频率,而现有面向瓦片的缓存算法大多只适用单一类型的瓦片数据,不能兼顾瓦片数据具有的多类型与空间位置特性,在服务器端瓦片缓存的应用上存在局限性。通过构建面向多类型瓦片的服务器端缓存索引,并综合考虑瓦片访问中的时间局部性、空间局部性和用户主题倾向性,提出基于主题时空价值的瓦片数据缓存置换算法(G DTST)。实验结果表明,相较于传统服务器端缓存置换算法,GDTST可以提高缓存命中率,并且在缓存容量较大时具有更好的延迟节省率,能够有效降低瓦片源服务端负载,提高用户响应速度。

双控制器RAID系统中缓存镜像技术研究与实现

为避免双控制器独立冗余磁盘阵列(RAID)系统因出现单点故障导致缓存数据丢失的情况发生,基于device mapper框架在块设备驱动层设计实现缓存镜像模块。为提升双控存储系统的读写性能,采用基树对缓存页进行有效管理,设计优化缓存置换策略,将热点数据缓存在缓存区中,提升缓存命中率。经过对双控系统进行相应的功能和性能测试,验证缓存镜像模块能保证双控系统发生控制器单点故障时缓存数据不丢失,在保证数据一致性的同时提升双控系统的可靠性,提升了系统15%左右的读写性能。

Memcached的分析与改进

Memcached是一种高性能分布式内存对象缓存系统,使用十分广泛;其设计目的为缓存数据库内容以加速动态Web请求,但也广泛应用于其他高性能存储,并且成为了内存Key-Value数据库的经典代表。本文对Memcached的系统结构、处理流程进行了分析,包括网络处理、哈希表的查询与维护、内存的分配与管理、冷数据的置换算法等;同时以哈希表、内存管理这两个影响性能的关键点入手,结合了Cuckoo哈希与CLOCK置换算法两种更易并行化的的算法,对Memcached现有的结构提出了较大的改动,以期提高上述处理速度,实现整体性能的提升。

网络地理信息系统中的栅格数据集群缓存

为提高网络地理信息系统GlobeSIGht的栅格数据的服务质量,将协作式缓存引入应用服务器集群.实现了基于服务器端日志的轨迹驱动实验,找出了栅格数据集群缓存关于缓存服务器个数、缓存空间大小、缓存置换门限以及缓存置换算法的最优参数值组合,验证了集群缓存可以节省大量栅格数据源I/O带宽.Globe-SIGht系统测试结果表明,集群缓存可以快速响应瓦片请求.