
第
37
卷第
4
期
2010
年
4
月
计算机科学
Computer
Science
Vo
l.
37
No.4
Apr
2010
于比例命中率的
Web
缓存区分服务
高昂
1
慕德健
1
胡延苏
l
潘文平
2
(西北工业大学自动化学院
西安
710072)1
(南京航空航天大学自动化学院
南京
210016)2
,
摘
要
基于反馈控制理论,通过系统辨识设计了缓存控制器。动态调整不同类别缓存对象的缓存空间,可保证高优
先级
Web
对象的高命中率,而不同类别的
Web
对象命中率之比保持不变。在服务器端实现了基于比例命中率的缓
存区分服务。经实验验证,在
GDSF.LRU.LFU
缓存替换算法下,无论是请求命中率还是字节命中率,均有良好的区
分效果。
关键词
比例命中率
.Web
缓存,区分服务
Di
fferentiated
Service
in
Web
Cache
ßased
on
Proportional
Hit
Rate
GAO
An
g
1
MU
De-
jun
1
HU
Yan-su
1
PAN
Wen-pi
ng2
(Co
llege
of
Automation. Northwest Polytechnical University. Xi'
an
710072
.China) 1
(Co
llege
of
Automation.Nanjing University
of
Aeronautics and Astronautics.Nanjing 210016.China)2
Abstract
Ba
sed
on
feedback control
theory.
this
paper
designed a cache space controller
through
system
identificatio
n.
By dynamically reallocating cache space between different
Web
objects.
the
controller could guarantee
the
priority
Web
objects a higher hit
rate
and
the
proportions of
hit
rates between different kinds
of
Web
objects constant.
The
experi
mental results
demonstrate
the
proposed approach achieves
the
proportional
hit
rate
guarantee under
GDSF
,
LRU
and
LFU
cache replacement algorithms.
Keywords Proportional
hit
rate
,
Web
caching,
Di
fferentiated service
采用
Web
缓存技术提高站点访问速度和降低时间延迟
来避免网络拥寡,已成为一个主要的研究课题。随着网络的
普及,
Web
客户的异质性日益显现,这就要求
Web
服务器能
够提供各种不同分类准则的区分服务旧。本文从控制理论的
角度研究基于静态
Web
对象的缓存区分服务。通过系统辨
识,对分离式的
Cache
建立线性模型,进而设计控制器,使得
不同类别的
Web
对象的命中率之比保持不变,但又能保证高
优先级
Web
对象的高命中率,以改善用户感受。
1
背景
基于以下原因,本文对缓存中的
Web
对象实现基于命中
率的区分服务:
1)缓存服务器通常为众多的
Web
站点所共同使用,这
些站点需要为其支付一定的费用,不同的站点可能对用户请
求的响应时间有不同的要求。因此对于期望响应时间较小的
Web
站点,缓存服务器应分配更多的缓存空间以提高请求的
命中率,降低响应时间。
2)
就缓存对象本身
[24
,对于包含大量内嵌对象
(Em
bedded
object)
的页面,用于描述页面框架的
HTML
文件可
能比其内部图片等的响应时间更能影响用户感受。比如在浏
览门户网站时,用户可能仅需要点击
HT
岛
1
页面上的基于
文字的超链接进而浏览感兴趣的内容,对于该页面内嵌的其
它
Web
对象并无过多关注,或者这些对象的响应时间并不对
用户后续的浏览产生重要影响。因此,
HTML
页面本身较内
嵌对象应有更低的响应时间和更高的缓存命中率。
的不同的网络环境对缓存的敏感程度不同囚。如果骨
干网存在带宽瓶颈,随着
Cache
命中率的提高,通过骨干网访
问源服务器的次数将会减少,从而减少服务时间;而如果客户
端存在带宽瓶颈,即使Ca
che
命中率提高,服务时间依然不会
减少,例如对于无线标记语言
(WML)
描述的页面,在传输中
会受到无线带宽的限制,所以缓存服务器应该避免对
WML
页面的缓存,而将更多的资源分配给其它的
Web
对象,从而
达到对
Cache
资源的优化利用。
2
缓存区分服务
2.
1
比例命中率
设
L
为某时段内缓存模块检测到的所有
GET
类型的请
求总数目,对第
i(O<i~L)
个请求
,
b
ω=1
表示该请求可以
从缓存模块中作出响应,而
h
(i)
=O
则相反。设第
i(O<i~
L)个请求对应的
Web
对象的尺寸为
Size(
仆,那么该时间段
内缓存模块的请求命中率
(Request
hit
ratio)
和字节命中率
(Byte
hit
ratio)
可分别定义为:
到稿日期:
2009-05-05
返修日期:
2009-07-05
本文受国防基础研究项目
(C2720061361
)资助。
高
昂
0984
一)
.男,博士生,研究方向为网络
QoS
、网络化控制.
E-mail: snailgao@gmai
l.
com
I
慕德俊
0963-)
.男,教授,博士生导师,研究方向
为计算机网络、信息安全
g
胡延苏
0985-)
.女,博士生,研究方向为网络化控制,濡文平
0980
一)
.男,博士生,研究方向为计算机网络。
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