[发明专利]一种移动网络中基于节点分组的数据分片缓存方法

说明书

本发明提供了一种移动网络中基于节点分组的数据分片缓存方法，其主要包括划分协作组、组内协作缓存、组间数据共享三个阶段。根据网络中节点的重要程度选取部分节点作为中心节点，将与中心节点相邻的节点划分为协作组；在组内由中心节点根据组缓存信息表来分配缓存任务，管理协作组内的数据缓存；在组间通过利用节点间的最短接触时间来实现缓存数据的分片，同时利用节点间总的接触持续时间来限制节点的缓存上限提高缓存空间的利用率，并通过编码方式对数据片进行编码解决赠券收集问题，最终实现了全网的协作缓存，提高了移动网络环境中数据访问的效率。

技术领域

本发明涉及计算机网络技术领域，更具体地说，涉及一种移动网络中基于节点分组的数据分片缓存方法。

背景技术

缓存技术通常被用来提高网络中数据访问效率，但在移动网络环境中，移动节点都是由手持智能终端设备扮演，存在电量以及缓存空间资源受限的问题，这与传统的有线网络环境存在较大区别，因此需要适合移动环境的特殊缓存方法。

协作缓存技术通过利用节点的相互协作共享节点的缓存资源来提高移动环境中数据访问效率。在已有的协作缓存研究中都假定缓存节点能够在一次接触过程中传输完成数据请求者所需要的全部数据，然而在现实移动网络中这一假定并不具有普遍性，因为移动环境中节点具有移动性，这使得节点间的接触持续时间十分有限，当缓存节点缓存的数据较大时，在有限的接触时间内传输所有的数据是不可完成的，因此提高数据访问的效率必须合理选择缓存节点以及每个缓存节点所能缓存的数据量。

本发明所针对的移动网络环境如图1所示。在该场景中，当移动节点(移动智能终端设备)处于AP(无线接入点)覆盖范围内时，移动节点可以直接从AP获取所需数据；然而当移动节点处于AP覆盖范围之外时，无法直接获取AP上的数据，但这时可以从其它节点上获取数据。

由于接触时间的限制，数据可能无法在一次接触过程中传输完成。如果仅仅简单地将数据分割为多个连续的数据包，为了恢复数据就必须收集所有的数据包，而这将会导致赠券收集问题的出现。即，假设存在s个不同的数据包，并且每个数据包收集到的概率相同，那么数据请求者为了收集到这s个不同的数据包，所需要收集的数据包总数大约是Θ(slogs)。这种方式数据访问效率低，需要一种合适的解决方法来提高移动网络环境中数据访问的效率。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

基于上述分析，本发明提出了一种移动网络中基于节点分组的协作缓存策略来提高移动网络环境中数据访问效率的方法；本发明通过分析节点的电池容量，节点的缓存资源大小，以及节点在网络中的重要程度将网络中的节点划分为多个协作组，组内通过组管理节点来协调组内数据的缓存，组间通过利用节点间有限的接触机会来实现数据共享，最终实现全网的协作缓存，提高了移动网络环境中数据访问的效率。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种移动网络中基于节点分组的数据分片缓存方法，包含划分协作组，组内协作缓存和组间数据共享三个部分：

划分协作组：通过分析节点的电池容量，节点的缓存资源大小，以及节点在网络中的重要程度，选取网络中的部分节点作为划分协作组的中心节点，并根据网络中节点的接触历史将网络中与中心节点接触次数大于设定阀值的节点划分为同一协作组，同时将中心节点作为协作组的管理节点；

组内协作缓存：

(1)组内管理节点收集成员节点的本地缓存信息创建组内缓存信息表，管理节点收集成员节点信息生成组缓存信息表；

(2)管理节点根据成员节点的数据访问频率给成员节点分配缓存任务；

(3)成员节点根据本身缓存信息表确认是否接收分配的缓存任务；