13、分层内容分发的存储容量分配算法

分层内容分发的存储容量分配算法

1. 引言

随着互联网用户数量的不断增加，人们努力改善服务，为传统以带宽为中心的互联网补充了一种非传统的网络资源——存储。存储容量（或内存）能将有价值的信息更接近终端用户，带来诸多好处，如减少终端用户延迟、降低网络和服务器负载、提高内容供应和分发链的可扩展性。然而，在大多数情况下，存储资源的使用是临时的，这种不协调的部署会严重削弱新资源的有效性。

本文旨在解决如何将给定的存储容量预算分配到通用分层内容分发系统的节点上。这样的系统可以是多种形式，例如不同组织合作的代理组成的分层缓存、提供托管服务或出租存储的内容分发网络，以及具有分层结构的专用电子媒体系统（如视频点播分发）。与其他相关问题（如替换策略、代理放置算法、对象放置算法和请求重定向机制）相比，网页缓存和内容分发节点的尺寸规划受到的关注较少。过去，由于存储成本迅速下降以及典型网页对象（如 HTML 页面和图像）尺寸较小，人们认为可以实现无限大的网页对象缓存，从而忽略了存储分配算法的需求。但最近互联网流量结构的变化促使了这类算法的发展，超过 75%的互联网流量由使用 HTTP 协议的 P2P 应用产生，这些 P2P 系统的对象中位大小达到 4MB，是典型网页对象的千倍，且对这些对象的访问高度重复且集中在最流行的对象上，容易进行缓存，这可能会耗尽缓存或 CDN 节点的容量，因此需要存储分配算法。

2. 存储容量分配方法

与以往的尝试不同，当前的工作在分配存储资源时考虑了相关的资源分配子问题。以往设计内容分发网络的方法将问题分解为多个子问题，包括（1）决定在哪里安装代理（可能还包括数量）；（2）决定为每个安装的代理分配多少存储容量；（3）决定在每个代理中放置哪些对象。由于这些子