内容中心网络中一种基于内容扩散的主动缓存机制摘要：借鉴分子扩散的思想，提出一种基于内容扩散的主动缓存机制（ContentDiffusionBasedProactiveCaching，CDBPC）.该机制引入缓存内容浓度的概念来描述不同内容在不同区域内的需求程度，然后根据节点间的缓存内容浓度关系来驱动内容副本在网络中的主动推进和迁移，并结合内容的流行度等因素实现了缓存内容的概率性放置，从而达到内容缓存的快速部署和推进，提高为用户提供就近响应概率的目的.仿真结果表明，该机制能有效地降低系统的平均接入代价并提高缓存命中率.关键词：内容中心网络；扩散原理；主动缓存；内容流行度：TP393文献标识码：AAbstract：Thispaperborrowedtheideaofmoleculardiffusionandproposedaproactivecachingschemebasedoncontentdiffusion.Inthismechanism，theconceptionofcontentconcentrationwasintroducedtoanalyzeuserdemandsfordifferentcontentsindifferentnetworkregions.Inordertoachievefastcontentplacementandincreasetheprobabilityofprovidingresponsestouserrequestsbythenearercachingnodes，thecontentreplicaswereproactivelypushedforwardormigratedaccordingtothecontentconcentrationdifferencebetweennodes.Furthermore，bysyntheticallyconsideringthecontentpopularity，aprobabilisticcontentplacementmethodwasalsoimplemented.Thesimulationresultshaveshownthatthisschemecaneffectivelydecreasetheaverageaccesscostandimprovethecachehitratio.Keywords：Content-centricNetworking（CCN）；diffusiontheory；proactivecaching；contentpopularity近年来，随着P2P应用、发布订阅系统、普适计算以及海量流媒体等新型应用的不断发展，信息获取已经成为了当前网络服务的主体，传统的以主机为中心的通信模式逐渐演变为以信息为中心的新模式.网络通信方式的变化使得网络设计者们必须对当前的Internet体系架构做出重大调整，从而导致了以内容中心网络（Content-CentricNetworking，CCN）[1]为代表的一系列新型网络的涌现.在CCN中，内容位置的重要性被逐渐弱化，网络通过对内容进行统一命名，来实现基于内容名称的定位、路由和传输.同时，CCN要求每个具有存储能力的节点都能缓存经过的内容，从而为其他用户对同一内容的后续请求提供快速的响应.换而言之，CCN将透明化、泛在化的网络内置缓存作为其网络体系结构中固有的一部分，以此加快内容的分发速度并提高网络资源的利用率.因此，CCN中的内置缓存机制也就成为了目前该领域的研究热点，其中一个重要的问题是如何选择内容的缓存位置，并且研究者们已经就此开展了大量的研究工作.Psaras等人[2]提出了一种基于加权概率的缓存机制ProbCache，结合节点与请求者的距离和路径的剩余缓存空间来计算内容返回路径上各沿途节点缓存内容对象的概率，该概率与节点和内容请求者间的距离成反比，而与节点的可用资源成正比.该机制通过将内容以更高的概率缓存于距离请求者更近的节点，来保证内容副本快速地趋向网络边缘，从而提升系统的缓存性能.文献[3-4]采用了相似的基本思想，通过为流行度高的内容设置较长的缓存时间，保证流行内容的缓存命中，并加快内容获取的响应速度.文献[5]采用了差异化缓存的方式，提出了一种结合空间存储位置和缓存驻留时间的二维差异化缓存策略.该策略将一定时间间隔内内容被请求的次数定义为该内容的活跃度，然后根据内容活跃度的变化趋势来决定下行节点是否对内容进行缓存，在空间维度上实现内容缓存位置的逐跳推进.同时，通过赋予活跃度高的内容更长的缓存时间，进一步确保流行内容尽可能地缓存在靠近用户的网络边缘位置.刘外喜等人[6]提出了把内容的放置、发现、替换统一起来考虑的APDR机制，实现内容的有序缓存.APDR的主要思想是：Interest报文除了携带对内容的请求，还收集沿途各节点对该内容的潜在需求、空闲缓存等信息，使得Interest的汇聚点和目的地节点，可以据此计算出一个缓存方案，并把该方案附加在Data报文之上，通知返程途中的某些节点缓存该内容并设置指定的缓存时间.文献[7]根据用户的潜在需求和内容的流...