信息中心网络内缓存替换算法性能分析与优化

来源：计算机研究与发展杂志2015年第9期北京时间：

作者：王永功,李振宇,武庆华,谢高岗,

摘要：信息中心网络(informationcentricnetworking,ICN)是一类受到广泛关注的新型互联网体系结构.通过对网络内(in-network)缓存的充分利用，信息中心网络可以极大地增强内容分发效率.网络内缓存的管理机制一直是信息中心网络研究中的热点问题.分析了网络内缓存的基准缓存替换最近最少使用(leastrecentlyused,LRU)算法的性能，指出多跳LRU缓存中广泛存在的“缓存退化”问题：在首个缓存节点发生缺失的内容请求也很难被下游的缓存命中.针对这一问题，提出一种基于预过滤的O(1)复杂度的改进算法.在原有缓存前放置一个仅记录内容标识的预过滤缓存，完成对原始内容请求的整形，使得预处理后的请求流量可以更容易被后面几跳缓存命中.基于真实互联网拓扑的实验表明，在信息中心网络典型应用场景下，预过滤LRU的缓存命中率可以达到LRU的2～3倍.

关键词：信息中心网络, 缓存替换, 最近最少使用, 缓存退化, 预过滤,