基于MANET的协作缓存概率一致性模型及维护机制

摘要

当前日益普及的无线网络和移动设备的发展为用户随时随地连入Internet提供了良好的基础。移动自组网(Mobile Ad hoc Network，MANET)是在没有任何网络基础设施支持下形成的动态通信网络，具有移动性、断接性、弱可靠性和电源能力局限性等特征。为了保证MANET环境下数据的高效分发与共享，协作缓存由于允许不同节点间协调和共享缓存数据，而被广泛用来提高数据访问效率。与此同时，也带来了缓存一致性维护的问题。因此如何在MANET环境下保证各缓存数据的可用性，成为一个非常热门的研究领域。传统有线网络中提出了许多缓存一致性维护机制与策略，但在无线环境下，特别是移动自组网环境下，结合其资源匮乏性、移动性等特点对协作缓存一致性进行的研究成为一个具有挑战性的问题。
　　 本论文研究基于MANET环境下的协同缓存一致性模型及维护策略。针对MANET的特点，本文提出了对网络中缓存数据类型依据时间敏感度进行分类的思想，在传统概率一致性模型的基础上，提出APCM(Advanced ProbabilisticConsistency Model)一致性模型，对不同类型数据区分定义其一致性需求，改变了以往完全由用户凭主观定义而不考虑网络状况的现象，这样既满足了用户对于一致性需求的灵活定义，也为系统依据自身参数进行一致性调整提供了可能，从而使得系统开销与数据一致性保持之间得到平衡。另外，本文针对所构建的APCM一致性模型，分别在源节点端和缓存节点端提出了基于Push策略的UnicastPush算法、BroadcastPush算法以及基于Pull策略的Pull on Demand(PD)算法，并通过基于JiST/SWANS仿真平台搭建的MANET协作缓存系统CacheSim进行了仿真。实验结果验证了本文提出的一致性模型及维护机制在保证预定一致性的基础上，能够提供较低的一致性维护开销和查询延迟。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 论文工作

1.3 论文组织

1.4 本章小结

第2章 移动环境中协作缓存及一致性研究现状

2.1 传统协作缓存系统研究

2.2 无线网络环境下协作缓存系统研究

2.3 无线网络环境下协作缓存一致性研究

2.4 本章小结

第3章 基于MANET的协作缓存一致性模型设计

3.1 MANET缓存一致性模型设计目标

3.2 现有的MANET缓存一致性模型不足

3.3 基于MANET的缓存一致性模型设计

3.4 本章小结

第4章 基于APCM模型的一致性维护策略设计

4.1 缓存一致性维护策略

4.2 基于APCM模型一致性维护机制设计思想

4.3 基于Push的APCM模型一致性维护机制设计

4.4 基于Pull的APCM模型一致性维护机制设计

4.5 本章小结

第5章 实验与结果分析

5.1 仿真平台介绍

5.2 仿真模型设计

5.3 实验初始环境

5.4 实验仿真结果

5.5 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 展望

参考文献

致谢