شماره ركورد
25695
شماره راهنما
COM3 158
عنوان
ذخيرهسازي آگاه از محتوا در شبكههاي مبتني بر نام داده
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوتر - معماري سيستمهاي كامپيوتر
دانشكده
مهندسي كامپيوتر
تاريخ دفاع
1404/10/30
صفحه شمار
130 ص.
استاد راهنما
محمدرضا خيام باشي , ناصر موحدي نيا
كليدواژه فارسي
شبكه محتوامحور , شبكه نامگذاري داده , ذخيرهسازي درون شبكه , مشاركت گرههاي مجاور , استراتژي جايگذاري كش , سياست جايگزيني كش
چكيده فارسي
با پيشرفتهاي تكنولوژي و ظهور كاربردهاي جديد، معماري مرسوم اينترنت با چالشهاي فزايندهاي روبرو شده و ضرورت گذار به معماري آينده بر پايه شبكههاي محتوامحور بيش از پيش احساس ميشود. اين چالشها ناشي از تغيير در تعداد و نيازهاي كاربران و الگوي استفاده آنها است. در اين ميان، شبكههاي نامگذاري داده بهعنوان رويكردي پيشرو و قابل اتكا، با تمركز بر ماهيت محتوا به جاي موقعيت فيزيكي آن، راهحلي قابل اتكا براي پاسخگويي به نيازهاي روبه رشد كاربران ارائه ميدهند.
ويژگي محوري اين شبكهها، قابليت ذخيرهسازي فراگير محتوا درون شبكه است. اين ويژگي با جداسازي محتوا از مبدأ اصلي، توزيع بهينه آن را در سراسر شبكه امكانپذير ميسازد و در نتيجه، تأخير دسترسي به محتوا، مصرف پهنايباند لينكهاي ارتباطي و ترافيك كلي شبكه را بهطور چشمگيري كاهش ميدهد و تجربه كاربري را ارتقا ميبخشد.
در اين پژوهش، در گام اول، رويكرد جايگذاري كش مشاركتي مبتني بر همكاري گرههاي مجاور مسير تحويل محتوا توسعه يافته است. اين رويكرد با تشكيل خوشههاي محلي مجازي با فضاي كش توزيع شده و مبادله حداقل پيامهاي اعلان توسعه يافته است. در اين خصوص از دو ماژول جديد RIT و NCT، در راستاي بهرهبرداري بهينه از منابع ذخيرهسازي گرههاي مجاور مسير تحويل داده استفاده ميشود. سپس تعيين آستانه ذخيرهسازي انطباقي در هر گره، با در نظر گرفتن همزمان پارامترهاي محتوا، توپولوژي شبكه و وضعيت پوياي گره ارائه شده است. اين سازوكار تطبيقي، ضمن جلوگيري از افزونگي غيرضروري محتوا، فضاي ذخيرهسازي در هر ناحيه شبكه را افزايش ميدهد.
در گام دوم پژوهش، با هدف غلبه بر محدوديت فضاي ذخيرهسازي مسيريابها، سياست جايگزيني كش مبتني بر اولويت محتوا مطرح شده است. در اين سياست، به هر محتوا درون كش متناسب با پارامترهاي مؤثر، مقداري به نام فاكتور كارايي تخصيص مييابد و از فرآيند تحليل سلسلهمراتبي براي وزندهي بهينه پارامترها استفاده ميشود. اين رويكرد امكان مديريت موثر كش و انتخاب دقيق محتواي مناسب براي جايگزيني را فراهم ميآورد.
نتايج شبيهسازي گسترده، برتري رويكرد پيشنهادي را نسبت به استراتژيهاي مرجع (LCE، LCD، MCD، CL4M و ProbCache) نشان ميدهد. در بهترين حالت، بهبود 16٫1٪ در نسبت اصابت كش، كاهش 27٫6٪ در ميانگين تأخير تحويل داده و بهبود 4٪ در نسبت كشش مسير حاصل شده است. اين دستاورد نه تنها كارايي و پتانسيل بالاي رويكرد ارائه شده را در بهينهسازي عملكرد شبكه به اثبات ميرساند، بلكه گامي مهم در جهت توسعه شبكههاي محتوامحور به شمار ميرود.
تاريخ نمايه سازي
1405/02/02
نام نمايه ساز
محبوبه ربيعي
كليدواژه لاتين
Content-Oriented Network , Named Data Network , In-network Caching , Neighboring Nodes Cooperation , Cache Placement Strategy , Cache Replacement Policy
عنوان لاتين
Content Aware Caching in Named Data Networking
گروه آموزشي
مهندسي معماري كامپيوتر
چكيده لاتين
With advancements in technology and the emergence of new applications, the conventional Internet architecture faces escalating challenges, highlighting the urgent necessity for a transition to the future architecture of the Internet and the benefits of Information-Centric networks. These challenges stem from changes in the needs and number of users, and their usage patterns. Named Data Networks emerges as a leading and reliable approach, offering a viable solution to meet growing user needs by focusing on the content itself rather than its physical location.
A prominent characteristic of these networks is their ubiquitous in-network caching capability. This feature enables optimal content distribution across the network by decoupling content from its original source, consequently leading to a significant reduction in content access latency, link bandwidth consumption, and overall network traffic, thereby enhancing the Quality of Experience (QoE) for users.
In the first phase of this research, a collaborative caching strategy based on the cooperation of adjacent nodes along the content delivery path was developed. This approach establishes virtual local clusters with distributed caching space and minimal announcement message exchange. To optimally leverage the storage resources of these adjacent nodes along the delivery path, two novel modules, RIT and NCT, are introduced. Subsequently, an adaptive caching threshold determination mechanism is proposed for each node, simultaneously considering content parameters, network topology, and the dynamic state of the node. Finally, a decision mechanism regarding content storage at each node along the path with an adaptive approach based on the determined threshold is presented. This adaptive mechanism enhances storage efficiency across the network domain by preventing unnecessary content redundancy.
In the second phase, aimed at overcoming the storage limitations of routers, a content-priority-based cache replacement policy is proposed. This policy assigns an Efficiency Factor (EF) to each content item stored in the cache, proportional to its influential parameters. A Hierarchical Analysis Process (AHP) is employed for optimal parameter weighting. This framework facilitates effective cache management and precise selection of content to be evicted.
Extensive simulation results demonstrate the superiority of the proposed approach over reference strategies (LCE, LCD, MCD, CL4M, and ProbCache). In the best-case scenario, an improvement of 16.1% in the Cache Hit Ratio, a 27.6% reduction in average data delivery latency, and a 4% improvement in path stretch were achieved. These accomplishments not only validate the high efficiency and potential of the proposed approach in optimizing network performance but also represent a significant step forward in the development of future Content-Centric Networks.
تعداد فصل ها
6
فهرست مطالب pdf
157254
نويسنده