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随着通信技术和电子硬件技术的发展,用户通信终端数量和网络中的内容量成几何级数的增长,研究者们提出了以内容为中心的命名数据网络架构。命名数据网络的优势是每个路由器节点都可以对返回的数据进行缓存,供后续用户请求。人们虽然对命名数据网络中缓存策略做出了大量研究,但是受制于路由器节点缓存位置的分散性和缓存空间的有限性,这些缓存策略都出现了缓存空间利用率偏低的问题。本文针对上述问题,分别对缓存决策策略和缓存替换策略提出改进,从而有效提高缓存空间利用率,提高用户请求包在网络中的命中率。首先,本文对研究背景和意义进行了简要介绍。此外,对命名数据网络已有的几种缓存决策策略和缓存替换策略进行了分类介绍,并分析了其优缺点。其次针对目前的缓存决策策略没有对内容进行区分存储,使得网络内存储的数据具有高冗余度的问题,本文提出基于流行度预测的协作缓存策略(Co-Po)。该策略把流行度高的数据存储在返回路径多个节点中,而对流行度低的内容,通过比较路径节点与其邻域节点连接性,在连接性较好的节点协作缓存少量备份,从而使用户对内容请求时,在网内节点具有较高命中率。此外由于路由器节点存储空间缓存饱和后要进行缓存替换,常用的替换策略考虑的影响因素比较单一,不能对节点内动态的内容价值进行准确判断。针对该问题,本文提出基于内容请求频率(Frequency)和最近被访问时间(Recency)的缓存替换策略(Fr-Re)。综合考虑内容被访问的频率和被访问时间,对数据内容在路由器节点的价值进行判断,并根据价值大小对内容进行队列排序。进行替换时,把价值最低的内容替换出去,实现对缓存空间的高效利用。最后,采用基于NS-3平台的ndnSIM仿真模块对本文所提的Co-Po缓存决策策略和Fr-Re替换策略进行仿真验证和结果分析。实验结果表明,Co-Po和Fr-Re策略和现有的策略相比,在命中率、路由跳数和时延方面具有良好的网络性能。