面向命名数据网的高性能内核级网络缓存方法

作     者：杨济科 嵩天 李天龙 杨雅婷 YANG Jike;SONG Tian;LI Tianlong;YANG Yating

作者机构：北京理工大学网络空间安全学院北京100081 北京理工大学计算机学院北京100081 

基　　金：国家重点研发计划(2020YFB1806000) 

出 版 物：《计算机工程与应用》 (Computer Engineering and Applications)

年 卷 期：2023年第59卷第16期

页      码：240-247页

摘      要：命名数据网(named data networking,NDN)是一种以信息为中心的新型网络架构方案,网内缓存是其核心功能之一。现有缓存模块主要以应用级缓存实现为主,存在网络操作效率低、设备兼容性差、部署位置受限等问题。相比于应用级缓存模块,内核级缓存模块可以直接且广泛地部署于通用网络设备上,有助于推动网内缓存技术的规模应用以及NDN网络方案的实际部署。然而,由于NDN网内缓存机制涉及频繁的逐包缓存操作,将网内缓存功能引入内核将会影响内核处理性能。针对这一性能问题,设计并实现了一种内核级缓存方法。该方法维护一个哈希表进行缓存的精确查找,利用NDN名称的结构性,在节点间构建字典树支撑NDN缓存模糊匹配功能。提出使用细粒度的逐槽锁保护缓存查找表,原子操作保护替换队列,将缓存操作多线程并行化。在Linux内核中实现了所提的多线程缓存模块,实验结果表明,所提出的方法可以将缓存模块查找延迟降低至现有方案的一半,并且通过多线程将吞吐量提升至6.785 Mpacket/s。

主 题 词：命名数据网 网内缓存 名称查找 多线程 

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程类] 08[工学] 081201[081201] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.3778/j.issn.1002-8331.2204-0068

馆 藏 号：203123095...