有关Web缓存技术的概述(doc 6页).doc

有关Web缓存技术的概述
引言
网络拥塞和服务器超载,导致客户访问延迟增大,术被认为是减轻服务器负载、降低网络拥塞、增强用客户访问的时间局部性(Temporal Locality)原理,将客户访问过的内容在Cache中存放一个副本,当该内容下次被访问时,不必连接到驻留网站,而是由Cache中保留的副本提供。
Web内容可以缓存在客户端、代理服务器以及服务器端。研究表明,缓存技术可以显著地提高][2],它可以带来以下好处:
(1)减少网络流量,从而减轻网络拥塞;
(2)降低客户访问延迟,其主要原因有:①缓存在代理服务器中的内容,客户可以直接从代理获取而不是从远程服务器获取,从而减小了传输延迟;②没有被缓存的内容由于网络拥塞及服务器负载的减轻而可以较快地被客户获取;
(3)由于客户的部分请求内容可以从代理处获取,从而减轻了远程服务器负载;
(4)如果由于远程服务器故障或网络故障造成远程服务器无法响应客户请求,客户可以从代理中获取缓存的内容副本,使得(Robustness)得到了加强。
Web缓存系统也会带来以下问题:
(1)客户通过代理获取的可能是过时的内容;
(2)如果发生缓存失效,客户的访问延迟由于额外的代理处理开销而增加。因此在设计Web缓存系统时,应力求做到Cache命中率最大化和失效代价最小化;
(3)代理可能成为瓶颈。因此应为一个代理设定一个服务客户数量上限及一个服务效率下限,使得一个代理系统的效率至少同客户直接和远程服务器相连的效率一样。
目前,围绕Web缓存系统及其最优化问题已经开展了广泛而深入的研究,这些研究工作主要是围绕代理的作用展开的。
2  Web缓存系统的理想特性
一个理想的Web缓存系统应具有以下特性:
(1)快捷性:缓存系统应该能够有效地降低客户的访问延迟;
(2)鲁棒性:鲁棒性意味着可用性,客户希望Web服务随时可用;
(3)透明性:缓存系统对客户应是透明的,客户得到的结果仅仅是快速的响应和良好的可用性;
(4)可扩展性:Web缓存系统应能够随着网络规模和密度的不断增长而很好地进行扩展;
(5)高效性:Web缓存系统给网络带来的开销越小越好;
(6)适应性:缓存系统能够适应客户请求和网络环境的动态变化,这涉及到缓存管理、缓存路由、代理配置等,对于获得理想的缓存性能至关重要;
(7)稳定性:Web缓存系统采用的方案不应给网络带来不稳定;
(8)负载均衡:一个理想的缓存方案应能够将负载均匀地分发到整个网络,以避免某一个代理或服务器成为瓶颈或Hot spot点,而造成系统一部分甚至整个系统性能下降;
(9)异构处理能力:随着网络规模和覆盖域的不断增大,网络将跨越一系列不同的硬件和软件体系结构。Web缓存系统应能够适应不同的网络体系结构;
(10)简单性:简单的方案容易实现且易被普遍接受,一个理想的Web缓存方案配置起来应简单易行。
围绕上述特性,一个Web缓存系统必须解决好以下问题:
(1)缓存体系结构:缓存代理在网络中如何组织和配置;
(2)代理合作:代理间如何合作,相互合作的代理可以提高命中率而改善缓存系统的性能;
(3)缓存路由:当一处缓存代理失效时,如何将请求向其它缓存代理转发;
(4)缓存替换算法:当缓存空间不够时,缓存内容如何替换;
(5)缓存一致性:即缓存