霍躍華,劉銀龍
(1.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 現(xiàn)代教育技術(shù)中心,北京 100083;2.中國科學(xué)院 信息工程研究所,北京 100093)
內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(content-centric networking)是一種新興的以信息/內(nèi)容為中心的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),將傳統(tǒng)的主機(jī)中心模型轉(zhuǎn)為更加靈活的數(shù)據(jù)中心模型,屬于“革命式”的未來互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu),能夠從根本上解決IP網(wǎng)絡(luò)在可擴(kuò)展性和內(nèi)容分發(fā)有效性方面存在的問題,這種新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)現(xiàn)在已經(jīng)成為了未來互聯(lián)網(wǎng)的研究熱點(diǎn)。
隨著網(wǎng)絡(luò)流量的飛速增加,網(wǎng)絡(luò)中的鏈路帶寬受到了嚴(yán)峻壓力,針對此問題,CCN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)利用了泛在化的緩存技術(shù)來緩解網(wǎng)絡(luò)壓力。然而,此種緩存機(jī)制提高了內(nèi)容分發(fā)獲取能力,但同時也產(chǎn)生較多的緩存冗余,從而降低了網(wǎng)絡(luò)資源利用率和緩存能效。在CCN網(wǎng)絡(luò)中,全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)內(nèi)嵌緩存的優(yōu)勢與緩存資源充分利用的矛盾,是緩存研究中亟待解決的問題。
傳統(tǒng)的LCE(leave copies everywhere),LCD(leave copy down),ProbCache等緩存機(jī)制,雖然算法簡單易行,但會使得網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容冗余度較高而且節(jié)點(diǎn)命中率較低[1-2]。為了改善網(wǎng)內(nèi)緩存性能,目前的緩存算法主要是基于內(nèi)容流行度[3-4]和基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的節(jié)點(diǎn)屬性[5-7](介數(shù)、度數(shù)、中心度等)等指標(biāo)。
文獻(xiàn)[3]提出了一種隱式協(xié)作緩存策略,該策略對內(nèi)容分塊流行度進(jìn)行分級并根據(jù)緩存節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行決策。該策略將內(nèi)容流行度的計(jì)算單位提升到內(nèi)容分塊的級別,將流行度變得更加細(xì)粒度,從而提高了內(nèi)容在網(wǎng)內(nèi)緩存中的命中率,降低了用戶的內(nèi)容獲取時延,用戶的服務(wù)質(zhì)量得到了提升。文獻(xiàn)[8]提出了一種緩存策略,將內(nèi)容流行度和節(jié)點(diǎn)中心度進(jìn)行匹配,綜合做出緩存決策,內(nèi)容在沿路徑傳輸時進(jìn)行緩存選擇,提高了沿路徑節(jié)點(diǎn)的緩存利用率,降低了緩存冗余。
但是這些算法存在兩個問題:1) 無法提前獲取某一內(nèi)容的流行度,而且同一內(nèi)容在不同區(qū)域、不同時間段內(nèi)的流行度也不完全相同的;2) 已有緩存算法往往將流行度高的內(nèi)容緩存在介數(shù)、度數(shù)、中心度等屬性高的節(jié)點(diǎn),容易導(dǎo)致這些節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容不斷被替換,而且內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)中的分布不均勻。文獻(xiàn)[9]提出了一種基于閾值的緩存策略,該策略將內(nèi)容相對均勻的分布在網(wǎng)絡(luò)中,但是該方法沒有考慮節(jié)點(diǎn)的差異性,而且也沒有考慮內(nèi)容流行度的局部、實(shí)時性特點(diǎn)。此外,現(xiàn)有的緩存算法沒有考慮到用戶在地理位置上的分布,不能實(shí)現(xiàn)內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)用戶分布的密集程度差異化分配。
基于上述考慮,本文提出了一種基于內(nèi)容流行度和節(jié)點(diǎn)屬性的協(xié)作緩存策略,該策略一方面根據(jù)內(nèi)容的實(shí)時流行度將內(nèi)容均勻分布,使實(shí)時流行度高的內(nèi)容優(yōu)先緩存在更重要的節(jié)點(diǎn)上,降低緩存冗余,提高緩存中內(nèi)容多樣性;另一方面從多個方面綜合考慮節(jié)點(diǎn)差異性,使得內(nèi)容分布更加均勻,避免內(nèi)容更替過于頻繁;同時,增大用戶密集區(qū)域的緩存密度,提高緩存命中率和用戶體驗(yàn)。
下面介紹CCN的緩存工作機(jī)制。文中采用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆上M(fèi)者節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)和內(nèi)容服務(wù)器組成。路由節(jié)點(diǎn)又分為邊緣路由節(jié)點(diǎn)和一般路由節(jié)點(diǎn),基本功能為名解析和路由轉(zhuǎn)發(fā)。此外,邊緣路由節(jié)點(diǎn)與該區(qū)域內(nèi)的多個消費(fèi)者節(jié)點(diǎn)連接,負(fù)責(zé)收集并轉(zhuǎn)發(fā)區(qū)域內(nèi)消費(fèi)者節(jié)點(diǎn)發(fā)起的內(nèi)容請求,還能夠?qū)崿F(xiàn)本文提出緩存策略中所需的功能,如緩存、用戶興趣及流行度的計(jì)算等。為了簡便起見,如無特殊說明,下文中的路由器指的均是邊緣路由節(jié)點(diǎn)。
CCN的網(wǎng)絡(luò)通信主要由兩種包完成:興趣包(interest packet)和數(shù)據(jù)包(data packet).CCN的網(wǎng)絡(luò)通信主要由兩種包完成:興趣包(interest packet)和數(shù)據(jù)包(data packet)。為了獲得內(nèi)容,用戶節(jié)點(diǎn)發(fā)送具有唯一內(nèi)容名字的興趣包,并且該興趣包通過轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(forwarding information base,FIB)中的信息以最長前綴匹配的方式傳遞給內(nèi)容提供節(jié)點(diǎn),其類似于當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)中的路由表[10-11]。在轉(zhuǎn)發(fā)興趣包時,路由節(jié)點(diǎn)將一個條目添加到未決請求表(pending interest table,PIT)中,以記錄該興趣包到達(dá)的接口信息,從而為對應(yīng)的數(shù)據(jù)包傳輸提供反向路徑。在接收到數(shù)據(jù)包后,路由節(jié)點(diǎn)查找PIT中的相應(yīng)條目,并將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到興趣包的傳入接口。轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)后,路由節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)存儲在名為內(nèi)容存儲器(content store,CS)中,即俗稱的緩存。通過在網(wǎng)絡(luò)中部署緩存,任何具有所請求數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都可以提供數(shù)據(jù)包。與位置無關(guān)的數(shù)據(jù)檢索能夠有效的降低帶寬消耗,從而避免了從原始內(nèi)容提供者的重復(fù)數(shù)據(jù)請求。
如圖1所示,節(jié)點(diǎn)R1發(fā)出內(nèi)容請求,興趣包沿路徑到達(dá)內(nèi)容提供者P,節(jié)點(diǎn)P將對應(yīng)的數(shù)據(jù)包沿原路徑發(fā)送給節(jié)點(diǎn)R1,若采用CCN默認(rèn)的緩存策略,將在沿路徑節(jié)點(diǎn)處緩存該內(nèi)容。而后,節(jié)點(diǎn)R2發(fā)出對同一個內(nèi)容的請求,興趣包在轉(zhuǎn)發(fā)到節(jié)點(diǎn)P1時,在節(jié)點(diǎn)的CS命中,節(jié)點(diǎn)P1直接將數(shù)據(jù)包發(fā)送給節(jié)點(diǎn)R2,而無需從內(nèi)容提供者P處獲取。
圖1 網(wǎng)絡(luò)模型Fig.1 Network model
CCN網(wǎng)絡(luò)由內(nèi)容源服務(wù)器,緩存路由器以及用戶組成。內(nèi)容源服務(wù)器存儲有網(wǎng)絡(luò)中所有的內(nèi)容數(shù)據(jù);緩存路由器負(fù)責(zé)進(jìn)行興趣包及數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā),內(nèi)容緩存,以及緩存策略所需要的計(jì)算等能力;區(qū)域內(nèi)的用戶與緩存路由器相互連接,負(fù)責(zé)發(fā)起內(nèi)容請求。
當(dāng)興趣包在內(nèi)容源節(jié)點(diǎn)或緩存節(jié)點(diǎn)命中時,命中節(jié)點(diǎn)回傳數(shù)據(jù)包,且在數(shù)據(jù)包中設(shè)置指針k,并賦值為初始緩存間隔值N.當(dāng)數(shù)據(jù)包在回傳過程中,每經(jīng)過一個中間節(jié)點(diǎn)時,指針k-1,然后檢測該節(jié)點(diǎn)是否為數(shù)據(jù)的請求節(jié)點(diǎn),如果是,節(jié)點(diǎn)的請求被滿足,流程結(jié)束;否則,判斷k值是否為0.若k≠0,則將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至下一節(jié)點(diǎn);如果k=0,則判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)剩余緩存空間是否能容納新數(shù)據(jù)。如果當(dāng)前節(jié)點(diǎn)剩余緩存空間能容納新數(shù)據(jù),則在該節(jié)點(diǎn)緩存數(shù)據(jù)包;否則,計(jì)算該節(jié)點(diǎn)及其相鄰節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容替換率、緊密度指標(biāo)以及特征值向量,將數(shù)據(jù)包緩存在綜合參數(shù)值最優(yōu)的節(jié)點(diǎn)上,依次替換當(dāng)前周期內(nèi)流行度從低到高的內(nèi)容。計(jì)算緩存替換率和實(shí)時流行度的綜合屬性值,若計(jì)算結(jié)果大于閾值,則將k設(shè)置為一個較小值,否則設(shè)為相對較大值,然后繼續(xù)向下一個節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。過程不斷重復(fù),在數(shù)據(jù)包到達(dá)請求節(jié)點(diǎn)時結(jié)束。圖2給出了緩存策略的流程圖。
圖2 緩存策略流程圖Fig.2 Flow chart of the caching strategy
緩存間隔為緩存策略中的一項(xiàng)重要參數(shù),用來決定緩存節(jié)點(diǎn)之間的跳數(shù)距離,下面給出緩存間隔的具體計(jì)算方法。
為了合理確定緩存間隔,一方面要增加網(wǎng)絡(luò)中高流行度內(nèi)容的副本數(shù),以提高多數(shù)請求節(jié)點(diǎn)請求高流行度內(nèi)容的服務(wù)質(zhì)量;另一方面要減少大文件內(nèi)容的副本數(shù),以提高網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的多樣性;第三,采用內(nèi)容的實(shí)時流行度,綜合考慮了內(nèi)容在之前周期的請求數(shù)量和頻率的影響,和當(dāng)前周期內(nèi)內(nèi)容的實(shí)時熱度。因此,緩存策略中采用的緩存間隔的計(jì)算方法為:
(1)
式中:s為內(nèi)容大小(以chunk為單位),即單個內(nèi)容所包含的chunk數(shù);a為比例系數(shù);p為內(nèi)容的實(shí)時流行度。為了計(jì)算內(nèi)容的實(shí)時流行度,本文采用文獻(xiàn)[12]提出的緩存流行度,計(jì)算方法為:
(2)
a=1+c×T.
(3)
式中:p[i]表示在周期i時內(nèi)容的實(shí)時流行度;N[i]表示周期i內(nèi)的內(nèi)容緩存次數(shù);a表示內(nèi)容緩存次數(shù)的權(quán)重,其值大于1;且與每個周期的時長T的關(guān)系如公式所示;c為常數(shù)。該公式考慮了之前的緩存次數(shù)和當(dāng)前周期的緩存次數(shù),且當(dāng)前周期的權(quán)重更高,時間越久,緩存次數(shù)的影響越小。此種計(jì)算方法較好地體現(xiàn)了內(nèi)容的實(shí)時流行度。
綜上所述,使用該方法可以得到每個內(nèi)容的緩存間隔,根據(jù)內(nèi)容的流行度和內(nèi)容大小針對性的設(shè)置緩存間隔,使內(nèi)容分布更加均勻。在命中節(jié)點(diǎn)返回數(shù)據(jù)包時,將計(jì)算好的緩存間隔攜帶在數(shù)據(jù)包內(nèi),用于在傳輸過程中指導(dǎo)緩存操作。
當(dāng)節(jié)點(diǎn)的緩存空間不能容納數(shù)據(jù)包時,該節(jié)點(diǎn)將會計(jì)算與其相鄰所有鄰居節(jié)點(diǎn)的多項(xiàng)指標(biāo),做出綜合判斷,從而選擇出最佳的緩存位置。這些指標(biāo)包括緩存替換率、緊密度以及特征向量,下面介紹各項(xiàng)指標(biāo)的定義以及作用。
1) 緩存替換率指標(biāo)
定義節(jié)點(diǎn)替換率的計(jì)算公式為:
(4)
式中:fi是緩存空間中被替換的內(nèi)容,i∈[1,m];S(fi)是每個內(nèi)容的文件大小,以chunk為單位。C(v)表示節(jié)點(diǎn)v的緩存空間能夠容納的chunk數(shù)。
2) 緊密度指標(biāo)
Cc為某個節(jié)點(diǎn)的緊密度指標(biāo),表示某個節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中與其它節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)連接的難易程度,其值的計(jì)算公式為:
(5)
式中:dij表示該節(jié)點(diǎn)到達(dá)其它節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)距離。該指標(biāo)反映了某個節(jié)點(diǎn)對網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)造成的間接影響力,體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的緊密程度。
3) 特征向量指標(biāo)
Ce為某個節(jié)點(diǎn)的特征向量指標(biāo),表示該節(jié)點(diǎn)通過與其它度數(shù)較高的鄰居節(jié)點(diǎn)相連接所獲得的積極影響力。Ce不僅體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的相對中心點(diǎn),還體現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)的長期影響力。與緊密度指標(biāo)作為對比,該指標(biāo)表示某個節(jié)點(diǎn)對網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)造成的直接影響力。如果與一個度數(shù)很大的節(jié)點(diǎn)相鄰,則該節(jié)點(diǎn)會獲得更高的影響力。
節(jié)點(diǎn)i的特征向量指標(biāo)定義為:
(6)
式中:aij為某個節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)度數(shù)矩陣A中的元素,且特征值為λ;e=(e1,e2,…,en)為與λ對應(yīng)的特征向量。
為了將前面幾種屬性結(jié)合考慮,定義了節(jié)點(diǎn)的綜合屬性指標(biāo),具體公式為:
(7)
式中:M(v)表示節(jié)點(diǎn)v的綜合屬性;Cc(v)表示節(jié)點(diǎn)v的緊密度指標(biāo);Ce(v)表示節(jié)點(diǎn)的特征向量指標(biāo);R(v)表示節(jié)點(diǎn)v的緩存替換率指標(biāo);α表示比例系數(shù)。
為了驗(yàn)證所提緩存策略的性能,本文采用ndnSIM平臺進(jìn)行仿真驗(yàn)證[13]。在仿真中添加了報文結(jié)構(gòu),編寫了緩存策略代碼,根據(jù)不同的標(biāo)記作相應(yīng)的收發(fā)處理。主要從緩存命中率、平均跳數(shù)和平均時延三方面對緩存策略的性能進(jìn)行分析。
如圖3所示,仿照文獻(xiàn)[14]中提供的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漕愋?,采用了NDN項(xiàng)目組官方提供的NDN Testbed拓?fù)鋄15],包含了33個節(jié)點(diǎn)和174條鏈路。在網(wǎng)絡(luò)中部署1個內(nèi)容源服務(wù)器,并在拓?fù)渲须S機(jī)選取1個節(jié)點(diǎn)與內(nèi)容源服務(wù)器直接連接。在拓?fù)渲须S機(jī)選取25個節(jié)點(diǎn)作為邊緣路由節(jié)點(diǎn),每個路由節(jié)點(diǎn)處的用戶內(nèi)容請求到達(dá)服從泊松過程,且到達(dá)率為10個/秒,其余節(jié)點(diǎn)作為中間路由節(jié)點(diǎn)。仿真中采用的其他主要參數(shù)如表1所示。
圖3 仿真拓?fù)銯ig.3 Simulation topology
參數(shù)數(shù)值鏈路帶寬/Mbps10鏈路時延/ms10內(nèi)容源服務(wù)器1內(nèi)容數(shù)量1000請求到達(dá)頻率/Hz10仿真時間/s100
我們將本文所提的基于內(nèi)容流行度和節(jié)點(diǎn)屬性的協(xié)作緩存方法(cooperative caching strategy based on content popularity and node attributes,CPA)與文獻(xiàn)[16]中對比的兩種算法進(jìn)行對比:1) 一種概率式緩存算法(ProbCache),以相同的概率在沿途所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行緩存,在文中緩存概率取0.3;2) 一種概率式緩存算法(UniCache),在沿途的路由器中只保存一個副本,即以的概率沿路徑緩存內(nèi)容。
本文采用以下性能評價指標(biāo)評估所提緩存策略性能。
1) 緩存命中率,表示節(jié)點(diǎn)發(fā)起的請求在服務(wù)器之外的網(wǎng)內(nèi)緩存命中的比率,體現(xiàn)了緩存算法對降低服務(wù)器負(fù)載起到的作用效果,緩存命中率越高,算法的效果越好。
2) 平均跳數(shù),表示網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)獲取到內(nèi)容所需的平均跳數(shù),通過與對比算法的平均跳數(shù)做對比,能夠體現(xiàn)緩存算法對減少網(wǎng)絡(luò)開銷所起到的作用,平均跳數(shù)越小,算法的效果越好。
3) 平均時延,表示網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)獲取到內(nèi)容所需的平均時延,通過與對比算法的平均時延做對比,能夠體現(xiàn)緩存算法對提升用戶體驗(yàn)所起到的效果,平均時延越小,算法的效果越好。
4) 平均緩存替換次數(shù),表示在仿真時間內(nèi),每個節(jié)點(diǎn)發(fā)生緩存替換操作的平均次數(shù)。該指標(biāo)反映了緩存策略對節(jié)點(diǎn)替換操作的時間和能量消耗的作用影響。
對不同緩存空間大小下的幾種緩存策略的性能進(jìn)行了對比分析。這里采用的參數(shù)設(shè)定為:流行度參數(shù)α設(shè)為0.93.緩存空間大小從30增到50,與內(nèi)容總數(shù)相比占比從3%增加到5%.
1) 緩存空間對緩存命中率的影響
如圖4所示,CPA策略的緩存命中率在幾種算法中表現(xiàn)最好。當(dāng)節(jié)點(diǎn)緩存空間增大時,CPA比另外兩個緩存策略具有更高的緩存命中率,并且有著更高的增長率。CPA算法的緩存命中率在不同的緩存空間時比UniCache策略高4.3%~6.7%;比ProbCache策略高6.0%~6.7%.CPA策略對緩存命中率的提高有著較為明顯的作用,提高了緩存內(nèi)容的利用率,降低了網(wǎng)絡(luò)開銷。
圖4 不同緩存空間下的緩存命中率對比Fig.4 Cache hit ratio under different cache space
2) 緩存空間對平均跳數(shù)的影響
如圖5所示,CPA策略的平均跳數(shù)在幾種策略中表現(xiàn)最好。當(dāng)節(jié)點(diǎn)緩存空間增大時,CPA比另外兩個緩存策略具有具有更低的平均跳數(shù),并且降低速率也比其他策略要快。CPA算法的平均跳數(shù)在不同的緩存空間時比UniCache策略低0.1~0.2跳,平均降低了3.6%到6.2%;比ProbCache策略低0.18~0.35跳,平均降低了7.1%到10.1%.CPA策略對平均跳數(shù)的降低有著較為明顯的作用,減少了網(wǎng)絡(luò)開銷,提高了獲取內(nèi)容的效率。
圖5 不同緩存空間下的平均跳數(shù)Fig.5 Average hop count under different cache space
3) 緩存空間對平均時延的影響
如圖6所示,CPA策略的平均時延同樣在幾種策略中表現(xiàn)最好。當(dāng)節(jié)點(diǎn)緩存空間增大時,CPA比另外兩個緩存策略具有更低的平均時延,并且降低速率也比其他策略要快。CPA策略的平均時延在不同的緩存空間時比UniCache策略低0.9~2.0 ms;比ProbCache策略低1.8~3.5 ms.CPA策略對平均時延的降低有著較為明顯的作用,提升了網(wǎng)絡(luò)性能和用戶的服務(wù)質(zhì)量。
圖6 不同緩存空間下的平均時延Fig.6 Average delay under different cache space
4) 緩存空間對平均替換次數(shù)的影響
如圖7所示,在替換次數(shù)方面,CPA策略也優(yōu)于其他策略,整體的替換次數(shù)要少于其他策略,且替換次數(shù)隨著緩存空間的升高而降低。CPA策略的平均緩存替換次數(shù)在不同的緩存空間時比UniCache策略低420~480次左右;比ProbCache策略低750~820次左右,大大減少了緩存替換次數(shù),節(jié)省了節(jié)點(diǎn)的能量消耗。
圖7 不同緩存空間下的平均替換次數(shù)Fig.7 Average cache replacement number under different cache space
隨著緩存空間的增加,每個節(jié)點(diǎn)能夠緩存的內(nèi)容數(shù)量也隨之增多,請求在網(wǎng)內(nèi)緩存中的命中率也隨之提高,而由于緩存策略充分考慮了內(nèi)容的實(shí)時流行度,能夠?qū)?jié)點(diǎn)的請求進(jìn)行預(yù)測,并根據(jù)緩存節(jié)點(diǎn)的屬性與能力綜合判斷緩存位置的選取,有效的均衡了內(nèi)容分布,提高了緩存效率,降低了網(wǎng)絡(luò)負(fù)載,縮短了用戶獲取內(nèi)容的時延。
由于ICN網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)容流行度的高低差異,現(xiàn)有的緩存策略會導(dǎo)致熱門內(nèi)容集中緩存在某些節(jié)點(diǎn)之上,而其他節(jié)點(diǎn)的緩存利用率低下,針對此種網(wǎng)絡(luò)中緩存內(nèi)容分布不均的問題,該文提出了一種基于內(nèi)容流行度和節(jié)點(diǎn)屬性的協(xié)作緩存策略,通過內(nèi)容的實(shí)時流行度和多項(xiàng)節(jié)點(diǎn)屬性對緩存內(nèi)容及緩存位置進(jìn)行選擇,降低網(wǎng)絡(luò)冗余,減少內(nèi)容替換,實(shí)現(xiàn)更均勻的內(nèi)容分布。該策略綜合考慮了內(nèi)容的實(shí)時流行度,節(jié)點(diǎn)的緩存替換率、緊密度以及特征向量等指標(biāo),選擇最合適的位置緩存較為熱門的內(nèi)容。仿真結(jié)果表明,該策略在緩存命中率、平均跳數(shù)及時延以及緩存替換次數(shù)等方面均優(yōu)于其他對比算法,有效的利用了有限的緩存空間資源。在未來的工作中,我們計(jì)劃將更多的節(jié)點(diǎn)屬性進(jìn)行綜合考慮和判斷,以做出更優(yōu)的緩存決策,達(dá)到更好的緩存性能。
[1] 霍躍華,劉銀龍.內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)中安全問題研究綜述[J].電訊技術(shù),2016,56(2):224-232.
HUO Y H,LIU Y L.Survey on security issues in content-centric networking[J].Telecommunication Engineering,2016,56(2):224-232.
[2] IOANNOU A,WEBER S.A survey of caching policies and forwarding mechanisms in information-centric networking[J].IEEE Communications Surveys & Tutorials,2016,18(4): 2847-2886.
[3] 曾宇晶,靳明雙,羅洪斌.基于內(nèi)容分塊流行度分級的信息中心網(wǎng)絡(luò)緩存策略[J].電子學(xué)報,2016,44(2):358-364.
ZENG Y,JIN M,LUO H.LICA:A Segment-popularity based caching scheme in ICN[J].Acta Electronica Sinica,2016,44(2):358-364.
[4] 黃勝,劉四軍,滕明埝,等.內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)中一種基于內(nèi)容等級及流行度的緩存策略[J].電子與信息學(xué)報,2017(6):1417-1423.
HUANG S,LIU S,TENG M,et al.Cache strategy based on content level and popularity in content centric networking[J].Journal of Electronics & Information Technology,2017(6):1417-1423.
[5] 霍躍華,劉銀龍.內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)中傳輸開銷最小的協(xié)作緩存策略[J].太原理工大學(xué)學(xué)報,2017,48(1):116-121.
HUO Y H,LIU Y L.Collaborative caching strategy based on minimizing transmission cost in content-centric networking[J].Journal of Taiyuan University of Technology,2017,48(1):116-121.
[6] YAN H,GAO D,SU W,et al.Caching strategy based on hierarchical cluster for named data networking[J].IEEE Access,2017.
[7] KIM Y,KIM Y,BI J,et al.Differentiated forwarding and caching in named-data networking[J].Journal of Network and Computer Applications,2016,60:155-169.
[8] 芮蘭蘭,彭昊,黃豪球,等.基于內(nèi)容流行度和節(jié)點(diǎn)中心度匹配的信息中心網(wǎng)絡(luò)緩存策略[J].電子與信息學(xué)報,2016,38(2):325-331.
RUI L L,PENG H,HUANG H Q,et al.Popularity and centrality based selective caching scheme for information-centric networks[J].Journal of Electronics and Information Technology,2016,38(2):325-331.
[9] ZENG Y,HONG X.A caching strategy in mobile Ad Hoc named data network[C]∥Communications and Networking in China (CHINACOM),2011 6th International ICST Conference on.Harbin,2011:805-809.
[10] JACOBSON V,SMETTERS D K,THORNTON J D,et al.Networking named content[C]∥Proceedings of the 5th international conference on Emerging networking experiments and technologies.2009:1-12.
[11] JACOBSON V,SMETTERS D K,THORNTON J D,et al.Networking named content[J].Communications of the ACM,2012,55(1):117-124.
[12] 李韜,李玉宏.一種基于內(nèi)容熱度的NDN緩存替換算法[J/OL].中國科技論文在線,2012.
LI T,LI Y H.A content popularity based cache replacement algorithm for NDN[J/OL].Sciencepaper Online,2012.
[13] MASTORAKIS S,AFANASYEV A,MOISEENKO I,et al.ndnSIM 2.0:a new version of the NDN simulator for NS-3[R].NDN,Technical ReportNDN-0028,2015.
[14] ZHANG G,LI Y,LIN T.Caching in information centric networking:a survey[J].Computer Networks,2013,57(16):3128-3141.doi:10.1016/j.comnet.2013.07.007.
[15] ZHANG L,ESTRIN D,BURKE J,et al.Named data networking (NDN) project[R].Relatório Técnico NDN-0001,Xerox Palo Alto Research Center-PARC,2010.
[16] CHO K,LEE M,PARK K,et al.WAVE:popularity-based and collaborative in-network caching for content-oriented networks[C]∥Computer Communications Workshops (INFOCOM WKSHPS).USA:Orlando,2012:316-321.