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一种基于字节命中率的缓存替换算法

一种基于字节命中率的缓存替换算法

作者：唐宗伟暨南大学

学位级别：硕士

互联网的快速发展，使得全世界的人们能够很容易地进行相互交流，海量的信息传递给网络带宽提出巨大的挑战。网络带宽的改善是一个庞大的工程，在短时间内不能够有效解决。网络缓存技术是提高网络服务质量Qos（Quality ofService）的一... 详细信息

互联网的快速发展，使得全世界的人们能够很容易地进行相互交流，海量的信息传递给网络带宽提出巨大的挑战。网络带宽的改善是一个庞大的工程，在短时间内不能够有效解决。网络缓存技术是提高网络服务质量Qos（Quality ofService）的一个有效的手段，它具有减少网络的延时、降低网络的负载、提高用户的响应时间等功能。本文首先对网络缓存的基本原理、研究动态等方面进行综合叙述，指出设计一个网络缓存方案的两个重要方面——分别是缓存系统的结构和缓存的替换策略。接着着重从缓存的替换策略出发，对现有的缓存替换策略进行了详细的说明，并介绍了评估替换策略性能的指标。然后通过对缓存替换过程的分析，得出该问题实际上是一个0/1背包问题的结论。分析了文档的大小，被用户请求的次数，在缓存中停留的时间等因素对文档价值的影响，提出了一种基于字节命中率的缓存替换算法。该算法充分利用文档已有的信息，对文档的价值作出合理的估计。同时指出，由于网络中的资源往往被重复引用而具有不同的网络地址，缓存重复的文档，不仅是对缓存的浪费，更会因此影响到对文档价值的估计。在本论文中为了解决这个问题，利用了MD5摘要算法对文档进行比较。对于任一个文档，只缓存一次，但是记录它对应的所有网络地址，形成一个一对多的对应关系。最后设计了一个网络缓存模型，利用轨迹驱动方法进行仿真实验。通过比较各替换算法的性能，表明本算法在字节命中率上取得了一定程度的改进。

关键词：代理服务器网络缓存替换算法字节命中率摘要算法

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基于焦点分段的流媒体代理缓存策略

吉林大学学报（工学版） 2007年第5期37卷 1137-1141页

作者：张东辉李文辉李鸣吉林大学计算机科学与技术学院吉林省经济信息中心长春130061

在已有前缀缓存和分段缓存算法研究的基础上,提出了基于焦点分段的流媒体代理缓存策略。该策略考虑到不同流媒体对象在流行性方面的差异和同一对象不同段落上访问频率的差异,以段落的流行度作为空间调度的依据,融合了部分前缀缓存的方法... 详细信息

在已有前缀缓存和分段缓存算法研究的基础上,提出了基于焦点分段的流媒体代理缓存策略。该策略考虑到不同流媒体对象在流行性方面的差异和同一对象不同段落上访问频率的差异,以段落的流行度作为空间调度的依据,融合了部分前缀缓存的方法,避免了自适应滞后分段缓存算法在延时启动率方面的不足。实验结果表明:基于焦点分段的缓存策略在字节命中率、延时启动率等方面都取得了较好的效果,缓存空间的利用率和节省网络带宽的能力都有所提高。

关键词：计算机应用流媒体代理缓存启动延时字节命中率

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一种面向Web内容分发的缓存替换策略

高技术通讯 2013年第7期23卷 694-700页

作者：李乔何慧方滨兴哈尔滨工业大学网络与信息安全研究中心哈尔滨150001

研究了Web内容分发和对Web服务性能有重要影响的缓存替换机制。考虑到当前的缓存替换策略主要采用基于频度与本地局部性的替换基准，而且通过对实际Web数据访问情况的分析发现访问间隔的变化率对命中率的影响具有更高的准确性，提出了... 详细信息

研究了Web内容分发和对Web服务性能有重要影响的缓存替换机制。考虑到当前的缓存替换策略主要采用基于频度与本地局部性的替换基准，而且通过对实际Web数据访问情况的分析发现访问间隔的变化率对命中率的影响具有更高的准确性，提出了一种基于访问密度与大小混合的缓存替换策略。该策略通过统计近期缓存对象的平均访问间隔，结合该对象的字节大小进行缓存替换，并分别在固定对象数目空间与对象字节空间上进行对比实验，实验结果表明，该策略比最近最少使用（LRU）和最近频繁使用（LFU）算法提升3％-5％的命中率，比空间与频度混合贪心（GDSF）算法提升5％～8％的字节命中率。

关键词： Web缓存缓存替换访问间隔命中率字节命中率

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Web缓存层次模型与代价分析

小型微型计算机系统 2012年第11期33卷 2346-2351页

作者：石磊姚培娟卫琳陶永才郑州大学信息工程学院郑州450001 郑州大学软件技术学院郑州450002

Web缓存分层结构在避免单点失效、提高缓存性能方面具有重要作用.论文研究了Web缓存层次模型,提出请求分发的三种模式,并利用代价函数分析探讨了缓存模型性能.根据Web访问共同特征,实验采用数学建模方法生成模拟日志,模拟不同层采用不... 详细信息

Web缓存分层结构在避免单点失效、提高缓存性能方面具有重要作用.论文研究了Web缓存层次模型,提出请求分发的三种模式,并利用代价函数分析探讨了缓存模型性能.根据Web访问共同特征,实验采用数学建模方法生成模拟日志,模拟不同层采用不同替换算法(LRU、LFU、GDS)时的缓存性能.结果表明,模拟日志的高频区、低频区流行度访问特征分别服从齐普夫第一定律、第二定律,具有真实日志的特性,能够模拟用户请求评价Web缓存层次模型性能;当低层代理缓存采用LFU或LRU替换算法,高层代理缓存采用GDS替换算法时,两层缓存模型在命中率、字节命中率方面有较好的性能表现.

关键词：缓存层次模型替换算法代价函数命中率字节命中率

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基于背包理论的流媒体缓存算法

计算机工程 2010年第6期36卷 77-79页

作者：石晓星石磊卫琳郑州大学信息工程学院郑州450001 郑州大学软件技术学院郑州450002

为了使缓存总体效益最大化,基于字节命中率,利用0-1背包对代理缓存建立模型,给出流媒体缓存替换算法。实验结果表明,与传统流媒体缓存算法相比,该算法能减少占用带宽,提升缓存写入效率,具有较高的字节命中率。

关键词：流媒体缓存字节命中率背包替换策略

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基于焦点修正的流媒体分段缓存策略

计算机工程 2009年第12期35卷 242-244页

作者：王蒙蒙鲍可进江苏大学计算机科学与通信工程学院镇江212013

针对现有分段算法的缺点,提出一种基于用户随机行为的分段缓存策略,充分考虑不同流媒体对象及同一流媒体对象的不同段落在流行性方面的差异,以段落的流行度作为空间调度的依据,结合前缀缓存的思想,保证缓存效率,且改善字节命中率和延时... 详细信息

针对现有分段算法的缺点,提出一种基于用户随机行为的分段缓存策略,充分考虑不同流媒体对象及同一流媒体对象的不同段落在流行性方面的差异,以段落的流行度作为空间调度的依据,结合前缀缓存的思想,保证缓存效率,且改善字节命中率和延时启动率。实验表明,较之焦点缓存和适应性分段缓存,该策略的字节命中率分别提高了8%和18%左右。

关键词：流媒体点播代理缓存字节命中率焦点修正

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最小驻留价值缓存替换算法

计算机应用 2013年第4期33卷 1018-1022页

作者：刘磊熊小鹏重庆邮电大学计算机科学与技术学院重庆400065 重庆新媒农信科技有限公司重庆401121

为提高搜索应用的缓存性能,提出一种新的缓存替换算法——最小驻留价值(LCV)算法。该算法通过计算对象访问频率,结合对象大小,优先选取对字节命中率贡献最小的对象集进行缓存替换。同时,将最优替换对象集的选取转化为经典0-1背包问题进... 详细信息

为提高搜索应用的缓存性能,提出一种新的缓存替换算法——最小驻留价值(LCV)算法。该算法通过计算对象访问频率,结合对象大小,优先选取对字节命中率贡献最小的对象集进行缓存替换。同时,将最优替换对象集的选取转化为经典0-1背包问题进行了求解,并给出一种快速近似解法及其算法数据结构。在与最近最少使用(LRU)、先进先出(FIFO)和考虑多重因子(GD-Size)算法的对比实验中,LCV算法在提高字节命中率(BHR)和降低平均延时时间(ALT)方面具有更好的性能。

关键词：缓存替换驻留价值 0-1背包问题字节命中率延迟时间

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一种有效的Web代理缓存替换算法

计算机工程 2007年第3期33卷 43-44,47页

作者：杨春贵吴产乐彭鸿雁武汉大学国家多媒体软件工程技术研究中心武汉430072

设计良好的Web缓存替换策略能使网络上的资源得到最有效的利用。文章设计了一个较有效率的Web缓存替换策略LFRU,期望以较佳的方式获得网络资源及改善Web缓存的性能和服务质量。实验结果表明该策略有较高的文档命中率和字节命中率。

关键词： Web代理缓存替换策略文档命中率字节命中率

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基于对象角色的高精度缓存替换算法

计算机应用研究 2011年第11期28卷 4089-4091页

作者：牛伟成娟翟正军郭阳明西北工业大学计算机学院西安710072 西安应用光学研究所西安710065

现有的Web缓存器的实现主要是基于传统的内存缓存算法,由于Web业务请求的异质性,传统的替换算法不能在Web环境中有效工作。研究了Web缓存替换操作的依据,分析了以往替换算法的不足,考虑到Web文档的大小、访问代价、访问频率、访问兴趣... 详细信息

现有的Web缓存器的实现主要是基于传统的内存缓存算法,由于Web业务请求的异质性,传统的替换算法不能在Web环境中有效工作。研究了Web缓存替换操作的依据,分析了以往替换算法的不足,考虑到Web文档的大小、访问代价、访问频率、访问兴趣度以及最近一次被访问的时间对缓存替换的影响,提出了Web缓存对象角色的概念,建立了一种新的基于对象角色的高精度Web缓存替换算法(ORB算法);并以NASA和DEC的代理服务器数据为例,将该算法与LRU、LFU、SIZE、Hybrid算法进行了仿真实验对比,结果证明,ORB算法具有较好的性能表现。

关键词：缓存替换算法文档命中率字节命中率角色