Dinamik web önbellek güncelleme algoritması ve web önbellek sunucuların en uygun şekilde yerleştirilmesi

Abstract

Uzun zamandan günümüze kadar web önbellekler ağ yükünü azaltmak ve kullanıcıların erişim hızını iyileştirmek için uygun bir çözüm olarak kullanılmaktadır. Ancak HTTPS trafiğin artması ve bazı ağlarda daha güvenli bir şekilde internete bağlanmak için VPN teknolojisi gibi yöntemlerin kullanılması, geniş alan ağlar ve İSS'lerde web önbelleklerin daha uygun yerlerde yerleştirilmesini ciddi problem olarak ortaya çıkartmaktadır. Web önbelleklerin ana bileşeni önbellek güncelleme algoritmalarıdır. Önbelleğin hafızası dolduğunda, bu algoritmalar eski veya sık kullanılmayan nesneleri, yeni veya gelecekte kullanıcılar tarafından daha yüksek kullanım olasılığına sahip olabilecek nesneler ile değiştirir. Bu makale iki çalışmayı içermektedir. Birinci çalışmada veri madenciliği ve ağ özelliklerine dayalı, nesnelerin yenilik, frekans, boyut ve gecikme metriklerini dikkate alarak çalışan, her ağda iyi performans gösteren önbellek güncelleme algoritması önerilmiştir. İkinci çalışmada ise bağlantı yükü, bant genişliği ve trafik özellikleri dikkate alınarak, EIGRP maliyet fonksiyon mantığına dayalı web önbelleklerin optimal yerleştirilmesi için bir yöntem önerilmiştir. Simülasyon sonuçlarına göre önerilen önbellek güncelleme algoritma, farklı ağlarda başka algoritmalardan daha iyi performans göstermektedir. Önerilen web önbellek yerleştirme yöntemi ile sıralanan önbelleklerin simülasyon sonuçları, ileri sıralarda yer alan önbelleklerin tasarruf eden bant genişliği oranı kendilerinden sonraki sıralarda yer alan önbelleklerin oranından yüksek çıkmaktadır. Önbelleklerin tasarruf eden bant genişliği oranı ve sıra rakamlarının normal logaritmalarının grafiği Zipf yasasına uyduğunu göstermektedir.

Web caches are used as a convenient solution for network load reduction and user access speed improvement. With the rise of modern technologies like VPN to secure connections, placement of web cache servers in optimal locations has become a serious concern in WANs and ISPs. Web cache replacement policies are the main part of web cache servers. In case the memory is full, these algorithms replace old or infrequently used objects with those that have higher probability of usage by new or future users. This article consists of two studies. First study proposes a dynamic web cache replacement algorithm which trains itself utilizing previous network logs and by exploiting the data mining clustering algorithm. It shows the best performance on different networks by scoring each metric of the enquiries including recency, frequency, size and delay. Considering the connection load, bandwidth and traffic characteristics, second study proposes a method for optimal placement of web cache servers. According to simulation results, proposed algorithm has better performance compared to other traditional algorithms in different network according to HR, BHR and DR. The simulation results of cache placement show that the web caches with higher priorities save more bandwidth compared to caches in next queues. By graphing the normal logarithms of the saved bandwidth ratio and priority numbers it has been shown that the prioritized caches comply the Zipf's law.