Aumentando a Eficiência do Cache Proativo com Algoritmos de Mochilas para PoPs e Hashes para Servidores

  • Paulo Renato C. Mendes Globo
  • Lenise M. V. Rodrigues Globo / UFRJ
  • João L. da S. Guio Soares Globo
  • Arthur Serra Globo
  • Yago Coelho Globo
  • Nedimar Turatti Globo
  • Antonio A. de A. Rocha UFF
  • Daniel Sadoc Menasché UFRJ

Resumo


Caches são elementos fundamentais para reduzir a carga nos servidores e o atraso dos usuários nas redes de entrega de conteúdo (CDNs). Este trabalho apresenta e avalia estratégias de cache proativo para aumentar a eficiência do cache em uma CDN distribuída geograficamente, com dois algoritmos para selecionar mídias a serem armazenadas em cache. O primeiro se aproveita do clássico problema das mochilas (knapsack), e acopla todos os servidores de cada PoP ao determinar como preencher cada mochila. O segundo preestabelece os servidores candidatos a servir cada mídia, por meio do uso de hashes e, então, aplica o problema da mochila em cada servidor alvo. As duas soluções foram testadas na infraestrutura da Globo, na qual foi possível aumentar o número de visualizações dos vídeos servidos em cache em 80,1%.

Referências

Atikoglu, B., Xu, Y., Frachtenberg, E., Jiang, S., and Paleczny, M. (2012). Workload analysis of a large-scale key-value store. In ACM SIGMETRICS/PERFORMANCE Measurement and Modeling of Computer Systems, pages 53-64.

Hasan, S., Gorinsky, S., Dovrolis, C., and Sitaraman, R. K. (2014). Trade-offs in optimizing the cache deployments of cdns. In IEEE INFOCOM 2014-IEEE conference on computer communications, pages 460-468. IEEE.

Hasslinger, G., Ntougias, K., Hasslinger, F., and Hohlfeld, O. (2020). General knapsack bounds of web caching performance regarding the properties of each cacheable object. In 2020 IFIP Networking Conference (Networking), pages 821-826. IEEE.

Lima, D. S., Oliveira, B. G., Mendes, P. R. C., Costa, L., and Coelho, Y. (2021). An ML-Based Approach for Near Real-Time Content Caching. In Workshop on Design, Deployment, and Evaluation of Network-assisted Video Streaming, pages 8-14.

Neglia, G., Carra, D., and Michiardi, P. (2018). Cache policies for linear utility maximization. IEEE/ACM Transactions on Networking, 26(1):302-313.

Poularakis, K., Iosifidis, G., Argyriou, A., et al. (2016). Caching and operator cooperation policies for layered video content delivery. In INFOCOM, pages 1-9. IEEE.

Shi, F., Fan, L., Lai, X., Chen, Y., and Lin, W. (2021). A hierarchical caching strategy in content delivery network. Computer Communications, 179:92-101.

Wang, L. and Pai, V. (2002). The Effectiveness of Request Redirection on CDN Robustness. In 5th Symposium on Operating Systems Design and Implementation (OSDI).

Xu, Q. (2021). 0-1 knapsack problem driven resource scheduling in caching-enabled network: A case study on sports video. Internet Technology Letters, 4(5):e296.

Yan, G., Li, J., and Towsley, D. (2021). Learning from optimal caching for content delivery. In CONEXT, pages 344-358.
Publicado
19/10/2022
Como Citar

Selecione um Formato
MENDES, Paulo Renato C.; RODRIGUES, Lenise M. V.; SOARES, João L. da S. Guio; SERRA, Arthur; COELHO, Yago; TURATTI, Nedimar; ROCHA, Antonio A. de A.; MENASCHÉ, Daniel Sadoc. Aumentando a Eficiência do Cache Proativo com Algoritmos de Mochilas para PoPs e Hashes para Servidores. In: SIMPÓSIO EM SISTEMAS COMPUTACIONAIS DE ALTO DESEMPENHO (SSCAD), 23. , 2022, Florianópolis/SC. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2022 . p. 253-264. DOI: https://doi.org/10.5753/wscad.2022.226307.