• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제16권9호
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• pp.3043-3067
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• 2022

With the mobile traffic in the network increases exponentially, multi-access edge computing (MEC) develops rapidly. MEC servers are deployed geo-distribution, which serve many mobile terminals locally to improve users' QoE (Quality of Experience). When the cache space of a MEC server is full, how to replace the cached videos is an important problem. The problem is also called the cache replacement problem, which becomes more complex due to the dynamic video popularity and the varied video sizes. Therefore, we proposed a new cache replacement scheme based on local video popularity and video size to solve the cache replacement problem of MEC servers. First, we built a local video popularity model, which is composed of a popularity rise model and a popularity attenuation model. Furthermore, the popularity attenuation model incorporates a frequency-dependent attenuation model and a frequency-independent attenuation model. Second, we formulated a utility based on local video popularity and video size. Moreover, the weights of local video popularity and video size were quantitatively analyzed by using the information entropy. Finally, we conducted extensive simulation experiments based on the proposed scheme and some compared schemes. The simulation results showed that our proposed scheme performs better than the compared schemes in terms of hit rate, average delay, and server load under different network configurations.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권12호
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• pp.4912-4933
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• 2015

Information Centric Networking (ICN) has recently attracted great attention. It names the content decoupling from the location and introduces network caching, making the content to be cached anywhere within the network. The benefits of such design are obvious, however, many challenges still need to be solved. Among them, the local caching policy is widely discussed and it can be further divided into two parts, namely the cache permission policy and the cache replacement policy. The former is used to decide whether an incoming content should be cached while the latter is used to evict a cached content if required. The Internet is a user-oriented network and popular contents always have much more requests than unpopular ones. Caching such popular contents closer to the user's location can improve the network performance, and consequently, the local caching policy is required to identify popular contents. However, considering the line speed requirement of ICN routers, the local caching policy whose complexity is larger than O(1) cannot be applied. In terms of the replacement policy, Least Recently Used (LRU) is selected as the default one for ICN because of its low complexity, although its ability to identify the popular content is poor. Hence, the identification of popular contents should be completed by the cache permission policy. In this paper, a cache permission policy called Cache-Filter, whose complexity is O(1), is proposed, aiming to store popular contents closer to users. Cache-Filter takes the content popularity into account and achieves the goal through the collaboration of on-path nodes. Extensive simulations are conducted to evaluate the performance of Cache-Filter. Leave Copy Down (LCD), Move Copy Down (MCD), Betw, ProbCache, ProbCache⁺, Prob(p) and Probabilistic Caching with Secondary List (PCSL) are also implemented for comparison. The results show that Cache-Filter performs well. For example, in terms of the distance to access to contents, compared with Leave Copy Everywhere (LCE) used by Named Data Networking (NDN) as the permission policy, Cache-Filter saves over 17% number of hops.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제20권6호
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• pp.1177-1190
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• 2009

In this paper, we propose a fuzzy proxy cache scheme for caching web documents in mobile base stations. In this scheme, a mobile cache model is used to facilitate data caching and data replication. Using the proposed cache scheme, the individual proxy in the base station makes cache decisions based solely on its local knowledge of the global cache state so that the entire wireless proxy cache system can be effectively managed without centralized control. To improve the performance of proxy caching, the proposed cache scheme predicts the direction of movement of mobile hosts, and uses various cache methods for neighboring proxy servers according to the fuzzy-logic-based control rules based on the membership degree of the mobile host. The performance of our cache scheme is evaluated analytically in terms of average response delay and average energy cost, and is compared with that of other mobile cache schemes.

• 전자공학회논문지
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• 제52권3호
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• pp.32-38
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• 2015

본 논문에서는 소형셀 환경에서 사용자의 context를 반영한 local caching 알고리즘을 제안한다. 소형셀 내부에 캐시를 이용하면 코어망으로 전달되는 트래픽을 감소시킬 뿐만 아니라 네트워크 비용을 절감시키고 통신의 성능을 증가시킬 수 있다. 제안하는 알고리즘은 소형셀 특성을 활용해 각 소형셀 사용자에 맞는 적절한 데이터를 캐시에 저장한다. 이를 통해 제한된 캐시저장 공간을 효율적으로 사용하고 고전적인 웹 캐시 방식에 비해 캐시 적중률을 높였다. 성능분석을 위해 코어망 트래픽 감소량을 나타내는 cache efficiency를 정의하고 제안한 알고리즘의 성능을 검증한 결과 기존 웹 캐시 방식에 비해 200%의 성능향상이 있었다.

• 한국정보처리학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.1746-1752
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• 2000

In this paper, a cache mechanism is proposed to improve the speed of query processing in distributed director database systems. To decrease search time of requested objects and query processing time. query requests and results about objects in a remote site are stored in the cache of a local site. Cache system architecture is designed according to the classified information. Cache schema are designed for each cache information. Operational algorithms are developed for meta data cache which has meta data tree. This tree improves the speed of query processing by reducing the scope of search space. Finally, performance evaluation is performed by comparing the proposed cache mechanism with X500.

• 대한전자공학회논문지
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• 제27권8호
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• pp.1201-1210
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• 1990

This paper proposes on-chip instruction and data cache memories on RISC reduced instruction set computer) architecture which supports fast instruction fetch and data read/write, and enables RISC processor under research to obtain high performance. In the execution of HLL(high level language) programs, heavily used local scalar variables are stored in large register file, but arrays, structures, and global scalar variables are difficult for compiler to allocate registers. These problems can be solved by on-chip Instruction/Data cache. And each cycle of instruction fetch, pad delay causes the lowering of the processors's performance. Cache memories are designed in CMOS technology and SRAM(static-RAM), that saves layout area and power dissipation, is used for instruction and data storage. To speed up and support RISC processor's piplined architecture efficiently, hardwired logic technology is used overall circuits i cache blocks. The schematic capture and timing simulation of proposed cache memorises are performed on Apollo DN4000 workstation using Mentor Graphics CAD tools.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권11호
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• pp.5323-5343
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• 2018

Mobile applications and social networks tend to enhance the need for high-quality content access. To address the rapid growing demand for data services in mobile networks, it is necessary to develop efficient content caching and distribution techniques, aiming at significantly reduction of redundant content transmission and thus improve content delivery efficiency. In this article, we develop optimal cooperative content cache and distribution policy, where a geographical cluster model is designed for content retrieval across the collaborative small cell base stations (SBSs) and replacement of cache framework. Furthermore, we divide the SBS storage space into two equal parts: the first is local, the other is global content cache. We propose an algorithm to minimize the content caching delay, transmission cost and backhaul bottleneck at the edge of networks. Simulation results indicates that the proposed neighbor SBSs cooperative caching scheme brings a substantial improvement regarding content availability and cache storage capacity at the edge of networks in comparison with the current conventional cache placement approaches.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2003년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.234-244
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• 2003

분산 파일시스템 환경에서는 디스크 접근 비용을 줄이기 위해 각 노드에 캐쉬된 데이터를 서로 공유하는 협력캐쉬 기법이 사용된다. 협력캐쉬 기법은 분산되어있는 시스템들의 캐쉬정보를 서로 공유하여 가상으로 더 큰 캐쉬를 형성함으로써 캐쉬 히트율을 높이고 디스크 접근을 줄이는 방법이다. 기존에 제안된 협력캐쉬 기법들은 캐쉬에 대한 근사정보를 이용하여 메시지 비용을 줄이고, 로컬캐쉬영역과 글로벌 캐쉬영역을 가변적으로 사용하여 캐쉬히트율을 높이고 있다. 또한 캐시교체시 교체된 블록을 비활동적인 노드로 보내어 계속 캐쉬에 유지하도록 하여 글로벌 캐시히트율을 높이는 장점을 갖는다. 그러나 잘못된 근사정보가 성능을 저하시킬 수 있으며 일관성 유지를 위한 메시지교환 비용이 많이 든다는 단점을 갖고 있다. 또한 비활동적인 노드를 선정하기 위해 사용되는 각 노드의 에이지정보 관리비용이 많이드는 단점을 갖고 있다. 본 논문에서는 정확한 캐쉬정보를 유지하며 일관성 유지비용과 캐시에이지정보 관리비용을 최소화시키는 협력캐쉬 알고리즘을 제안한다. 그리고 성능평가를 통해 기존의 협력캐쉬 기법과 비교하여 제안하는 알고리즘의 우수성을 보인다.

• 한국통신학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.205-214
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• 1997

본 논문에서는 분산 디렉토리 환경에서 질의 처리 속도를 향상 시키기 위하여 원격지의 객체에 대한 질의와 결과를 요청지의 캐시에 저장하는 캐싱 메카니즘을 설계하였으며, 설계 단계는 다음과 같이 6단계로 나누어 진행하였다. 첫째, 분산 디렉토리 시스템에 저장되는 캐시 정보를 응용 데이타 정보, 시스템 데이타 정보, 메타 데이타 정보로 분류하였다. 둘째, 분류된 캐시 정보를 기반으로 캐시 시스템 구조를 설계하였다. 셋째, 각각의 캐시 정보에 대한 저장 구조를 설계하였다. 넷째, 데이타 캐시(응용 데이타 캐시, 시스템 데이타 캐시)의 대체 알고리즘으로 거리 정보와 접근 회수를 가중치로 부여한 최소-TTL 대체 알고리즘을 제안하였다. 다섯째, 질의에 대한 탐색 공간의 범위를 좁힘으로써 질의 처리 속도를 향상시키기위해 이전 질의를 재구성한 메타 데이타 트리를 저장하는 메타 데이타 캐시의 운영 알고리즘을 개발하였다. 마지막으로, 제안된 캐시 메카니즘과 타 메카니즘과 성능 평가를 수행하여 제안된 메카니즘의 우수성을 입증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권7호
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• pp.789-798
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• 2016

본 논문에서는 home 소형셀 대비 넓은 커버리지를 갖고 많은 사용자를 서비스 하는 enterprise/urban 소형셀 환경에서 적용할 수 있는 사용자 컨텍스트 기반 캐시 알고리즘을 제안한다. 소형셀 캐시 기법은 소형셀 사용자의 웹 트래픽을 소형셀 내부에 위치한 저장 공간에 저장하는 방법으로 코어망 트래픽을 감소시키는 효과가 있다. 본 논문에서는 기존의 알고리즘과 달리 Mobile Edge Computing(MEC)의 개념을 적용하여 소형셀 내부가 아닌 edge server에 사용자 트래픽을 캐시하며 사용자 특성을 반영하기 위해 사용자를 그룹화한다. 또한, 그룹별 저장 공간의 크기를 달리하고, 캐시 업데이트 주기를 캐시 적중률에 따라 변경하여 코어망으로부터 제공받는 트래픽을 감소하고자 하였다. 성능 분석 결과 기존 알고리즘 대비 캐시 적중률 측면에서 약 11%, cache efficiency 측면에서 약 5.5%의 성능 향상을 확인할 수 있었다.