COACS: A Cooperative and AdaptiveCaching System for MANETs

COACS: A Cooperative and AdaptiveCaching System for MANETs Hassan Artail, Member, IEEE, Haidar Safa, Member, IEEE, Khaleel Mershad, Zahy Abou-Atme, Student Member, IEEE, and Nabeel Sulieman, Student Member, IEEE ,2007

COACS – hiện trạng • Kiến trúc được đề cập trong môi trường mạng có nhiều máy MH gọi là AP(Access Point), AP là các máy có thể lấy dữ liệu từ servers • Các MH có thể lấy dữ liệu trực tiếp từ AP. Tuy nhiên có những MH không thể truy cập được tới AP, buộc các MH này phải thông qua các MH trung gian đến AP

COACS – thành phần • BS (Base Station) • AP (Access Point) • SM (Service Manager) • CN (Cache Node) • QD (Query Directory)

COACS – SM • SM có nhiệm vụ giám sát và gán vai trò là QD hay CN trong hệ thống mạng của SM • SM có thể là bất kỳ một MH nào khác.

COACS – Giới thiệu • Mỗi MH được phân ra 2 nhiệm vụ chính • CN: • cache data • Cache ở những khoảng cách xa AP • QD: • cache query thành hàm băm • Dựa vào hàm băm cho biết dữ liệu đang xác định ở CN nào, từ đó định hướng quá trình tìm kiếm nhanh hơn

COACS – Kiến trúc • Mỗi MH đảm nhận một trong 2 vai trò: CN, QD • CN: Cache lại dữ liệu • QD: Cache lại câu truy vấn và lưu bằng hàm băm • Xác định QD, CN • CN: là MH yêu cầu dữ liệu, khi nhận được dữ liệu sẽ cache lại dữ liệu • QD: là MH ở gần CN nhất

COACS – Kiến trúc • Quyết định chọn QD dựa vào công thức sau: • Với: Ɵx là ngưỡng giới hạn cho phép, QD sẽ được chọn khi TIME(thời gian không chuyển động mong đợi), BAT (nguồn), BW(giá trị băng thông của MH), MEM (bộ nhớ cache) luôn lớn hơn giá trị Ɵx • Nếu có nhiều hơn một MH thõa Ɵxthì giá trị lớn nhất trong công thức sau sẽ được chọn:

COACS - Caching • Đối với CN • Khi MH nhận được dữ liệu trả về từ data source, MH sẽ cache dữ liệu đó, MH được gọi là CN • Đối với QD • Khi CN cập nhật cache CN sẽ phát gói QCRP(Query Cache Reply Packet) đến một QD gần nhất, nếu QD không đủ không gian cache query, gói QCRP tiếp tục gởi đến QD gần nhất cho đến khi query được cache • Khi QD cache thành công gói CACK (Cache Acknowledgement Packet) đến CN để xác nhận

COACS - Caching

COCAS- thuật toán tìm kiếm • Khi một MH yêu cầu dữ liệu DRP (Data Request Packet) được gửi đi đến các MH lân cận (các QD ở vùng lân cận) • Nếu một QD nào so sánh và không tìm thấy dữ liệu thích hợp dựa vào gói DRP, thì địa chỉ của QD này được thêm vào DRP, QD tiếp tục gửi gói DRP đến các QD lân cận nào chưa được kiểm tra • Quá trình tìm kiếm lặp lại cho đến khi cache hit hoặc tất cả các QD đã được kiểm tra.

COCAS- thuật toán tìm kiếm • Khi Cache Hit xảy ra, dựa vào thông tin MH yêu cầu dữ liệu trong gói DRP, dữ liệu được gửi trực tiếp đến node yêu cầu thông qua gói DREP(Data Reply Packet). Node yêu cầu sau khi nhận được dữ liệu sẽ cache dữ liệu. • Nếu tìm thấy dữ liệu tại CN, mà CN mất liên lạc với QD thì QD sẽ cập nhật tình trạng các cấu truy vấn có liên quan đến CN.

COCAS- thuật toán tìm kiếm

COCAS – Ưu điểm • Định hướng được quá trình tìm kiếm nhanh tại mỗi QD • Tận dụng được không gian bộ nhớ khi mà không phải lưu dữ liệu mà chỉ lưu câu query

COCAS – Khuyết điểm • Khi SM đóng vai trò là master, thế nhưng SM là một MH bình thường, nên xử lý các thao tác SM di chuyển khỏi vùng, hoặc mất nguồn,… tốn chi phí. • Khi CN di chuyển ra khỏi vùng thì tốn thời thêm thời gian QD xử lý offline đối với CN để cập nhật lại bảng băm.

COCAS – Nhận xét • SM có vai trò như là một master, trong khi đó QD đóng vai trò như là môt trung tâm điều phối, còn CN đóng vai trò như là đích cuối cùng • Bài báo chưa đề cập nhiều đến SM • Xử lý SM di chuyển ra khỏi vùng • Các xử lý chính chính của SM (gán QD hay CN) • Bài báo chưa đề cập khi QD hay CN rời khỏi vùng của SM • Bài báo cũng không nói rõ chiến lược hash table thế nào để xử lý xác định được CN nhanh chóng

COACS: A Cooperative and AdaptiveCaching System for MANETs