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Web集群缓存系统中代理缓存技术的研究

作　者: 郭婷婷
导　师: 韩向春
学　校: 燕山大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: Web集群缓存系统代理缓存替换策略一致性策略协作代理缓存
分类号: TP393.05
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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引　用: 2次
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内容摘要

随着Internet迅猛发展,出现了访问延迟过长、服务器过载等一系列问题。代理缓存技术能很好的解决上述问题,并得到了广泛应用。然而由于用户的增多和Web流量的迅速增加,单个代理缓存的性能难以满足实际需要,因此本课题对集群缓存系统的研究,具有很强的现实意义。本文着重从以下几个方面进行深入地研究和探讨。首先,在缓存副本的存储方面,针对目前没有注意到对象的类型、访问次序等信息联系的现状,采用面向站点的存储结构,方便智能化管理。其次,在副本管理方面,鉴于目前没有将一致性和替换算法很好结合起来的现状,本文设计了替换一致性算法RCA(Replacement ConsistentArithmetic)。它能较好地反映Web用户访问的特点而且计算简便,体现了替换和一致性结合起来的优越性。再次,在代理间通信协作方面,提出了新的协作代理缓存机制NCPCP(New Cooperative Proxy Cache Protocol)。它通过重定向的方法减少系统内部的通信量,使用访问登记表减轻管理器的负担。只转发请求,在集群中避免不必要的对象复制,大大提高了集群缓存系统的整体命中率。最后,通过理论分析证明了NCPCP的性能要优于CRISP(Caching andReplication for Internet Service Performance)和ICP(Internet Cache Protocol),并通过实验,验证了NCPCP的整体命中率高于CRISP和ICP。为今后的进一步研究提供了宝贵经验。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1 章绪论  11-18
  1.1 课题研究背景与科学意义  11-13
  1.2 国内外研究现状  13-16
    1.2.1 集群技术的研究现状  13-14
    1.2.2 缓存技术的研究现状  14-15
    1.2.3 缓存通信机制的研究现状  15-16
  1.3 课题研究内容及预期目标  16-17
  1.4 本文的组织结构  17-18
第2 章集群缓存系统的理论概述及分析  18-26
  2.1 集群缓存系统结构模型的剖析  18-19
  2.2 代理缓存基本理论的概述及分析  19-25
    2.2.1 Web 缓存的分类  20-21
    2.2.2 Web 缓存的比较  21-22
    2.2.3 代理缓存的分类  22
    2.2.4 代理缓存的工作原理的分析  22-23
    2.2.5 评价代理缓存系统的性能指标  23-25
    2.2.6 代理缓存系统存在问题的归纳  25
  2.3 本章小结  25-26
第3 章代理缓存管理技术的分析  26-36
  3.1 缓存文档的检索  26-27
  3.2 现有替换算法的特点分析  27-30
  3.3 一致性维护技术的特点分析  30-33
    3.3.1 弱缓存一致性的分类  31
    3.3.2 强缓存一致性的分类  31-32
    3.3.3 两者特点的比较  32-33
  3.4 代理间通信协议及其相关体系结构的特点归纳  33-35
    3.4.1 树状层次结构与ICP 通信协议的特点分析  33
    3.4.2 平面体系结构和基于目录的通信协议的特点分析  33-34
    3.4.3 簇状体系结构和基于Hash 的通信协议的特点分析  34-35
  3.5 本章小结  35-36
第4 章集群缓存系统中的代理缓存模块设计  36-52
  4.1 系统的并发性的设计  36-38
  4.2 动态文档的过滤  38
  4.3 缓存对象的存储与检索  38-41
    4.3.1 传统的面向文档的缓存结构的分析  38-39
    4.3.2 面向站点的缓存结构的特点  39-41
    4.3.3 面向站点的缓存副本的检索  41
  4.4 缓存管理算法RCA 的设计  41-50
    4.4.1 RCA 算法的基本思想的提出  41-42
    4.4.2 RCA 算法的设计  42-50
    4.4.3 RCA 算法特点的归纳  50
  4.5 本章小结  50-52
第5 章集群缓存系统中的代理协作机制的设计  52-63
  5.1 传统代理协作机制的分析  52-55
    5.1.1 ICP 的工作原理及特点分析  52-54
    5.1.2 CRISP 的工作原理及特点分析  54-55
  5.2 新协作机制NCPCP 的设计  55-57
    5.2.1 代理缓存服务器的内部结构的设计  55
    5.2.2 NCPCP 的工作原理的提出  55-56
    5.2.3 缓存数据摘要的更新  56-57
  5.3 与传统代理协作机制的比较  57-62
    5.3.1 缓存效率方面的理论证明  57
    5.3.2 时间延迟方面的理论证明  57-59
    5.3.3 系统开销方面的理论证明  59-62
  5.4 本章小结  62-63
第6 章实验与结果分析  63-76
  6.1 实验环境的介绍  63-66
  6.2 实验  66-73
    6.2.1 实验的目的  66
    6.2.2 集群缓存系统的搭建  66-69
    6.2.3 Squid 软件的安装与配置  69-71
    6.2.4 实验结果  71-73
  6.3 实验结果分析  73-75
  6.4 本章小结  75-76
结论  76-78
附录  78-81
参考文献  81-85
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  85-86
致谢  86-87
作者简介  87

Web集群缓存系统中代理缓存技术的研究

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