[发明专利]一种网络缓存线性替换方法

摘要

本发明提供一种网络缓存线性替换方法，首先建立一个缓存替换模型作为实验基础，先对网站固定缓存容量大小，然后对其发送大量的访问请求，再对网路缓存中出现的数据信息进行提取分析，同时将向网络中所发送的请求数据按照一定的数量分成不同的序列，这些序列也可以作为实验对象。在该网站的网络缓存存储满时，要对接下来的访问数据与之前已经存储的数据进行替换。在替换的过程中，采用了三种递进式的方法，来设计出了一个最为优秀的缓存替换方法。本发明结合传统的缓存替换方法。通过本设计的缓存替换方法，可以快速的给用户返还所需数据，提高数据查询请求的速度，适合于处理大数据的请求访问。

主权项

1.一种网络缓存线性替换方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)，建立一个网站缓存模型，规定其缓存容量大小，并给出5个大小不同的文件，编号为Pi(i＝1,2,…,5)，作为所要被访问的文件；步骤2)，对步骤1)所建立的模型，发送大量的文件请求来请求这五个文件，并记录请求序列，发送的请求是随机的；步骤3)，当用户发送了大量请求之后，如请求数据的总大小为缓存容量的n倍，n远大于1，这时所请求的数据就远大于缓存的容量了，此时对所发送的每个数据请求的频率以及每个返还数据的大小进行分析记录，合理的选取要保留在缓存中的文件，这作为第一次替换，所选取的数据就放在缓存中；保留包含两个要素，最大化文件命中率与不要超出缓存容量范围，∑S_iY_i≤S；其中Fi为缓存对象被请求过的次数,Y_i为0表示该文件不保存在缓存中，为1表示保存在缓存中，S为缓存的大小；步骤4)，按照步骤3)的思路，进行第二步，继续发送请求数据，但是在发送的请求容量为缓存容量n/2倍时进行第一次缓存替换；替换按照步骤3)的规则，既要保证最大化文件命中率，也要保证不超出缓存容量；第一次替换结束后缓存中文件为Y_1i，用0和1表示，0表示不在，1表示在；再发送n/2的数据请求发送完成后，再对这n/2的数据进行分析，计算文件命中率，再替换一次，此时缓存中文件为Y_2i用0和1表示；这里将LFU与SIZE方法结合起来，来选定参数，公式为在计算时只需选取Y_1i为1的，以及所对应的Y_2i；这里面其中C、w₁、w₂为参数；在接下来的请求中根据公式计算每一个请求数据的值，选取最小的进行替换，直到下一次参数更新；步骤5)，完成第三步，进行进一步的优化，选取的替换节点为n/m倍，即每发送数据的总量为n/m，n/m>1，更新一次缓存，此时所请求的数据的总的容量要大于缓存的容量；每一个断点都先根据访问请求计算一下缓存中保留的数据，再根据上一段的保留数据按照步骤4)替换一次，得出相应的替换公式；在接下来的一段里按照该公式进行替换，每两段之间的替换按照步骤4)，通过所发送的请求数据，求出各参数，公式为：并将等式右边的公式作为接下来的替换公式；步骤6)，重复步骤5)进行更细致的划分；步骤7)，分别计算并记录每一次更换时间节点后，在下一段时间段内的字节命中率、文件命中率与访问延迟时间，作对比；步骤8)，对每一次的文件命中率进行画图，选取文件命中率最高的对应的倍数值作为以后开始执行缓存的时间。