無線網絡中移動數據緩存若干問題的研究.pdf

1、隨著通信技術的發(fā)展，無線網絡技術獲得了長足的發(fā)展。藍牙，802.11(Wi-Fi)等技術正得到越來越廣泛的應用，無線通信也逐步成長為很重要的信息獲取方式。而自組織無線網絡(ad hoc)是近年來興起的無線設備連接方式。隨著時間的推移，合作式Web瀏覽，點對點(P2P)文件共享，P2P流媒體，等應用也將在自組織無線網絡中得到極大的應用。
　　 本文研究內容側重于移動對等網絡(Mobile Peer to Peer,MP2P)的應用

2、層數據服務，其基礎就是ad hoc網絡。傳統(tǒng)意義上的ad hoc網絡是由具有無線接口的無線設備連接成的多跳無線網絡。其組成設備可以是手提電腦甚至是傳感器一類的無線設備。盡管這種網絡目前主要用于軍事領域，但隨著技術的發(fā)展，其應用范圍會越來越廣闊。近年來，ad hoc網絡研究在民用和商業(yè)領域也受到了重視。在民用領域，ad hoc網絡可以用于災難救助。在發(fā)生洪水、地震后，有線通信設施很可能因遭受破壞而無法正常使用，通過ad hoc網絡可以快速

3、地建立應急通信網絡，保證救援工作的順利進行，滿足緊急通信需求。Ad hoc網絡還可以用于偏遠或不發(fā)達地區(qū)通信。在這些地區(qū)，由于造價、地理環(huán)境等原因往往沒有有線通信設施，adhoc網絡可以解決這些環(huán)境中的通信問題。Ad hoc網絡還可以用于臨時的通信需求，如較遠距離商務會議中需要參會人員之間互相通信交流，在現(xiàn)有的有線通信系統(tǒng)不能滿足通信需求情況下，可以通過這種網絡來完成通信任務。
　　 Ad hoc網絡具有獨立性和動態(tài)變化的網絡拓

4、撲結構，具有有限的通信帶寬，另外還具有分布式、生存周期短、以及有限的物理安全等特點。因而，它的數據輸運效率比較低下。
　　 此外，由于無線用戶的個性選擇、組網的移動設備類型多樣、移動網絡技術提供商的異質性等特點，無線自組織網絡需要將各種異質類型的設備有效組網。解決這個問題的最有效途徑是在網絡節(jié)點上設置緩存以有效減少不必要的網絡數據傳輸。本文針對移動對等網絡中的優(yōu)化數據緩存存取問題進行研究，主要包括：無線基站網絡中自適應緩存數據更

5、新，移動對等網絡緩存數據發(fā)現(xiàn)，緩存數據索引，異質移動對等網絡及其緩存更新策略，移動對等網絡中緩存布置和分布式緩存更新。論文的主要貢獻與創(chuàng)新如下：
　　 1)提出了基于演化計算的無線基站緩存更新算法參數優(yōu)化方法EBHA(Evolution Based Hybrid Algorihtm)，解決無線基站數據緩存更新對動態(tài)用戶請求效率低下的問題。該方法利用演化計算這一優(yōu)化方法，使得基站的緩存數據能自適應于用戶的請求。實驗針對本文提出的E

6、BHA和LFU、LRU、FSR等緩存更新算法進行比較，結果表明本文算法是有效的。
　　 2)提出了一個啟發(fā)式的緩存路徑生成算法，為移動對等網絡的數據發(fā)現(xiàn)服務。該算法針對移動對等網絡緩存數據查找效率低下的問題，利用生成的路徑，使得移動用戶可以較快地從整個網絡中獲取緩存數據。實驗比較了該方法與未考慮節(jié)點異質性的緩存路徑生成策略，結果表明了該方法是有效的。
　　 3)提出了異質移動對等網絡上的緩存更新策略，解決異質移動對等網絡

7、環(huán)境下分配緩存服務負載的問題。該策略首先將移動節(jié)點劃分為三種類型：強節(jié)點、中間節(jié)點和弱節(jié)點，然后分別使用不同類型的緩存更新方法，即為不同類型的緩存終端設計不同的數據緩存算法。與常用的緩存更新方法LFU，LRU，F(xiàn)SR的實驗比較結果表明所提出的方法是有效的。
　　 4)提出了基于A*搜索的啟發(fā)式緩存數據發(fā)現(xiàn)算法SPF-A*(Super Peer FirstA*)，以解決異質移動對等網絡中由于網絡中節(jié)點具有不同緩存空間、數據延遲不同

8、等內部屬性時，如何快速發(fā)現(xiàn)所需緩存數據的問題。相應的啟發(fā)式數據發(fā)現(xiàn)策略可以自適應地快速發(fā)現(xiàn)數據。實驗結果表明，與僅僅考慮異質節(jié)點特性的SPF算法、僅僅考慮路徑最優(yōu)特性的A*算法以及隨機發(fā)現(xiàn)的方法RAND相比，本文所提出的方法是有效的。
　　 5)研究了移動對等網絡上的緩存/副本數據放置問題。該問題是一個經典的NP難問題，本文提出了組合緩存數據的啟發(fā)式放置與緩存數據更新的綜合方案，該方案是將經典的數據放置方法用于移動對等網絡環(huán)境，