The considerable increase of multimedia services, such as video-on-demand (VoD) services, is a significant contributor to the total Internet traffic. Software-defined networking (SDN) and information-centric networking (ICN) are two promising technologies that can be combined to facilitate video delivery and to reduce network delays. In this paper, we first formulate the caching decision problem as a 0-1 integer linear programming (ILP) problem. Second, in contrast to existing approaches that solve the formulated ILP problem by assuming all future video requests are known, we consider the impact of the time scale, which transforms the static 0-1 ILP problem into a dynamic problem. By solving the dynamic 0-1 ILP problem, we find more accurate optimal solutions compared to existing approaches. Third, since the formulated 0-1 dynamic ILP problem is NP-hard, we leverage the in-network caching of ICN and the global view of the SDN controller to propose a novel SDN-based caching decision policy. Finally, extensive evaluations are performed, and the results demonstrate that the proposed SDN-based caching decision policy provides solutions that are close to the optimum in substantially less computation time. The SDN-based caching decision policy also outperforms existing practical ICN caching decision policies in terms of the cache hit ratio and the average number of hops, which are directly related to the video delivery latency. Moreover, the SDN-based caching decision policy can substantially reduce the number of generated and broadcasted interest packets, which is a shortcoming of the current ICN.

中文翻译：

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基于SDN的信息中心网络视频缓存决策策略

视频点播 (VoD) 服务等多媒体服务的显着增加是互联网总流量的重要贡献者。软件定义网络 (SDN) 和以信息为中心的网络 (ICN) 是两种很有前途的技术，可以将它们结合起来促进视频传输并减少网络延迟。在本文中，我们首先将缓存决策问题表述为 0-1 整数线性规划 (ILP) 问题。其次，与通过假设所有未来视频请求都已知来解决制定的 ILP 问题的现有方法相比，我们考虑了时间尺度的影响，这将静态 0-1 ILP 问题转换为动态问题。通过解决动态 0-1 ILP 问题，与现有方法相比，我们找到了更准确的最优解。第三，由于公式化的 0-1 动态 ILP 问题是 NP-hard 问题，我们利用 ICN 的网络内缓存和 SDN 控制器的全局视图来提出一种新颖的基于 SDN 的缓存决策策略。最后，进行了广泛的评估，结果表明所提出的基于 SDN 的缓存决策策略提供了接近最优的解决方案，并且计算时间大大减少。基于 SDN 的缓存决策策略在缓存命中率和平均跳数方面也优于现有的实用 ICN 缓存决策策略，这与视频传输延迟直接相关。此外，基于SDN的缓存决策策略可以大幅减少生成和广播兴趣包的数量，这是当前ICN的一个缺点。我们利用 ICN 的网络缓存和 SDN 控制器的全局视图来提出一种新颖的基于 SDN 的缓存决策策略。最后，进行了广泛的评估，结果表明所提出的基于 SDN 的缓存决策策略提供了接近最优的解决方案，并且计算时间大大减少。基于 SDN 的缓存决策策略在缓存命中率和平均跳数方面也优于现有的实用 ICN 缓存决策策略，这与视频传输延迟直接相关。此外，基于SDN的缓存决策策略可以大幅减少生成和广播兴趣包的数量，这是当前ICN的一个缺点。我们利用 ICN 的网络缓存和 SDN 控制器的全局视图来提出一种新颖的基于 SDN 的缓存决策策略。最后，进行了广泛的评估，结果表明所提出的基于 SDN 的缓存决策策略提供了接近最优的解决方案，并且计算时间大大减少。基于 SDN 的缓存决策策略在缓存命中率和平均跳数方面也优于现有的实用 ICN 缓存决策策略，这与视频传输延迟直接相关。此外，基于SDN的缓存决策策略可以大幅减少生成和广播兴趣包的数量，这是当前ICN的一个缺点。进行了广泛的评估，结果表明所提出的基于 SDN 的缓存决策策略提供了接近最优的解决方案，并且计算时间大大减少。基于 SDN 的缓存决策策略在缓存命中率和平均跳数方面也优于现有的实用 ICN 缓存决策策略，这与视频传输延迟直接相关。此外，基于SDN的缓存决策策略可以大幅减少生成和广播兴趣包的数量，这是当前ICN的一个缺点。进行了广泛的评估，结果表明所提出的基于 SDN 的缓存决策策略提供了接近最优的解决方案，并且计算时间大大减少。基于 SDN 的缓存决策策略在缓存命中率和平均跳数方面也优于现有的实用 ICN 缓存决策策略，这与视频传输延迟直接相关。此外，基于SDN的缓存决策策略可以大幅减少生成和广播兴趣包的数量，这是当前ICN的一个缺点。基于 SDN 的缓存决策策略在缓存命中率和平均跳数方面也优于现有的实用 ICN 缓存决策策略，这与视频传输延迟直接相关。此外，基于SDN的缓存决策策略可以大幅减少生成和广播兴趣包的数量，这是当前ICN的一个缺点。基于 SDN 的缓存决策策略在缓存命中率和平均跳数方面也优于现有的实用 ICN 缓存决策策略，这与视频传输延迟直接相关。此外，基于SDN的缓存决策策略可以大幅减少生成和广播兴趣包的数量，这是当前ICN的一个缺点。