基于en-route的缓存策略研究

摘要

随着因特网技术的发展，用户对带宽需求的增加造成了骨干链路拥塞以及响应时间过长的问题。缓存技术应用在节省网络开销，提高用户查找命中率，减轻初始资源服务器的负载等方面发挥着巨大作用。然而，缓存技术是一个复杂的课题，它需要解决一致性策略、替换策略、体系结构、缓存内容选择等关键技术问题，因此根据现有网络的特点，设计出一种适合特定环境的缓存策略来提高用户查询的性能，是一项富有挑战性的研究课题。
　　 P2P网络通过终端设备进行大规模协作计算和资源共享。为提升性能，缓存技术被广泛应用于P2P网络存储系统中。由于资源定位是通过P2P路由机制进行的，其缓存策略与传统的分布式文件存储系统有很大区别，在提高缓存命中率、确保数据一致性方面也有着独到的特点。
　　 本文从现有的缓存策略入手，在研究en-route缓存技术基础上，分析了P2P文件存储系统中典型缓存策略，针对现有的缓存策略的不足，将en-route思想应用于P2P缓存策略设计上，提出应用于P2P网络的基于统计的动态协作缓存(DPFR)策略。
　　 本文提出的DPFR策略，是以放置缓存带来的收益和损失为评价标准，以优化系统代价为计算方法，利用动态规划法求最优解原理，给出在整个网络中缓存放置和替换的策略。仿真实现了DPFR在P2P网络中的应用，分别从系统代价，节省跳数，缓存大小三个方面对算法的性能进行了实验比较，证明了算法的有效性。最后，对DPFR策略进行了客观的评价，并确定下一步的研究方向。