无线移动技术和嵌入式计算技术的发展,激发了人们对普适内容服务的需求,人们希望“在任何需要的时间和地点、通过任何客户设备获得内容服务”。这同时也引发了人们对普适内容分发技术的研究兴趣。为了使用户获得满意的服务质量,通常需要对原始内容服务实施相应的裁剪(例如,通过编码转换服务),使之适应客户端的资源局限性和动态性。而“内容分布、服务分布”是普适内容分发服务的理想模式。但是这种设计思想使得内容分发服务中的传统技术(如Web缓存、CDN)等难以直接有效地运用到普适内容分发服务中来。　　 本文从普适计算环境的特点和需求入手,就普适内容分发服务中缓存设计的一些关键技术进行了深入的研究。特别地,本文从以下三个方面开展具体工作:　　 (1)针对多媒体内容分发服务,提出了一种无“热点”的覆盖网协同缓存策略一HFOCC。覆盖网协同缓存(OCC)聚集客户节点的资源来提供可扩展、经济有效的缓存服务。但是,节点的异构性和工作负载的不对称,容易造成节点资源使用的不平衡,从而在系统中形成一些负载过重的“热点”结点。对于这一问题,已有的OCC系统缺乏有效的负载平衡机制。HFOCC通过将“热门”对象复制到低负载节点,分散服务请求,达到消除热点的目的。特别地,HFOCC将一个节点的缓存空间动态地划分为home缓存和replica缓存两部分,并实施统一的缓存替换算法,提高了缓存空间的利用率:基于一种“软”副本生命期控制机制,当工作负载发生变化时,冗余副本被及时删除,系统表现出较好的自适应性。实验证明,HFOCC有效地提高了系统吞吐率和资源利用率。　　 (2)在基于transcoding代理的流媒体服务系统中,CPU和网络是两种可能的瓶颈资源。而且在Internet环境中,这两类资源的紧缺程度还可能发生动态变化。本文通过一种自适应的缓存机制RAC来调节这两类瓶颈资源的使用,进而提高系统的总体服务能力。首先,提出了多版本缓存策略下,缓存系统的网络收益和CPU收益的求解方法。然后,通过引入一个时变的影响因子α(t),给出了缓存系统的聚合资源收益的统一表达。据此,设计了在给定缓存状态下缓存对象的价值函数和缓存替换算法。此外,α(t)的值根据网络和CPU的负载状态动态地求得,系统表现出较强资源适应能力。实验结果显示,在请求接纳率这一主要性能指标上,RAC明显优于传统的LRU和LFU算法。　　 (3)对En—route transcoding缓存中的缓存路由和协同放置和替换问题进行了研究。针对已有的工作采用的lazy型缓存路由算法的不足,提出了CCRA缓存路由算法。CCRA缓存路由以可控的探测开销来发现潜在的、具有最小访问开销的缓存对象。在此基础上,建立了en-route transcoding缓存的分析模型,将缓存放置和替换问题形式化为一个最优化问题,并利用一种基于动态规划的方法来求解最佳缓存放置策略。实验表明,与已有的元算法放置策略相比,本文提出的协同放置和替换策略可以获得更好的CSR性能。　　 最后对本文工作进行了总结,并探讨了普适缓存研究的进一步工作。