褚伟波,王丽芳,蒋泽军,范刚龙

(1.西北工业大学计算机学院,710072,西安; 2.洛阳师范学院电子商务学院,471934,河南洛阳;3.洛阳师范学院河南省电子商务大数据处理与分析重点实验室,471934,河南洛阳)

随着各类社交网络以及在线视频网站等应用的流行,网络流量呈现出爆炸式增长趋势[1-2]。未来几年内,以图片、视频、音频等为代表的多媒体内容传输引起的流量还将持续快速增长[3],从而给现有互联网带来前所未有的压力。

网络缓存是解决大规模内容传输性能瓶颈的重要手段。当前普遍采用的内容分发网络(CDN)[4-5]通过在网络边缘部署大量内容缓存服务器把内容就近推送给用户,避开影响数据传输速度和稳定性的瓶颈。近些年提出的内容中心网络(ICN)[6-8]更是将缓存作为网络基础设施的一部分,通过在路由器、交换机上直接部署大容量高速缓存来减轻网络负载和内容服务器的压力,提高终端用户体验。

作为一种重要的基础资源,网络缓存在提升网络性能方面发挥着重要作用。如同IP网络中针对用户的带宽资源分配和管理对于现有互联网的基础作用一样,网络缓存资源的分配与管理是未来网络研究中的一个基础问题。本文对网络边缘TTL(time-to-live)缓存的计费模型与存储策略进行了研究,提出了基于内容文件缓存命中速率以及内容文件缓存逗留时间的2种TTL缓存计费模型。将TTL缓存的定价与存储策略问题建模成一个2层的Stackelberg博弈模型[9],并在文件请求到达过程为泊松过程的情况下,分别求解在均一定价和差异定价策略下系统的最优缓存价格以及对应的内容文件缓存时间。……