郭 江 王 淼 张玉军

1(中国科学院计算技术研究所 北京 100190) 2(中国科学院大学 北京 100049)

随着互联网规模和业务类型的爆炸式增长，主流应用模式从主机互联和计算资源共享逐步转变为信息获取服务，例如视频分发、文件下载等[1].以TCP/IP为基础的互联网采用以IP地址为中心的端到端通信模式，导致网络上存在大量数据的重复传输，造成骨干网络的流量激增.这种通信模式与互联网主流应用的不匹配，导致现有互联网在扩展性、动态性、安全可控性等方面面临严峻的挑战[2].为解决TCP/IP体系结构存在的问题，全新的信息中心网络(information-centric networking, ICN)[3]设计思想被提出，其中命名数据网络(named data networking, NDN)[4-5]是最受关注的ICN方案之一.NDN网络以内容本身为中心，采用用户请求驱动通信模式，依据内容名字进行路由与转发，并提供基于内嵌的网络化缓存机制，这种设计使得网络节点(例如路由节点)被赋予存储功能，可直接向用户提供信息与服务，实现用户对内容的高速获取，有效降低网络带宽的占用，减轻内容发布者的响应负担，从而极大缓解网络流量爆炸性增长问题.

现有NDN对网络化缓存的设计相对简单，只注重缓存基本功能的实现，缺乏对性能方面的考虑.NDN采用泛在缓存机制(leave copy everywhere, LCE)[6]，即内容发送至用户的传输路径上所有路由节点都无差别地对内容进行缓存.这种机制简单、易于部署，但存在2个问题，使得缓存性能较低：

1) 冗余缓存，泛在缓存导致内容传输路径上各节点重复缓存相同内容副……