[发明专利]基于数据访问分布的缓存放置方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于数据访问分布的缓存放置方法及系统，将每个移动节点缓存空间划分为自私性空间和利他性空间两个部分充分利用移动节点的缓存空间，并且根据每个移动节点访问数据的概率分布选取访问频率最高的T个数据缓存到自私性空间，由剩下的数据中选取R个数据缓存到利他性空间，从而有效基于用户数据访问分布来根据概率分布来缓存频率最高的数据，以及缓存其他移动节点期望数据来对其他移动节点进行贡献，充分考虑用户访问数据的频率分布和用户访问数据的距离两个主要因素，最大化利用移动节点的缓存空间，有效降低用户访问数据的总体开销。

技术领域

本发明涉及数据缓存领域，尤其涉及一种基于数据访问分布的缓存放置方法及系统。

背景技术

基于Internet的无线自组网(Internet-based Mobile Ad Hoc Network，IMANET)能够使移动用户使用移动设备通过多跳的方式访问到Internet上的数据资源，是一种非常方便的数据访问方式。在实际应用中，车联网(Vehicular Network)可以作为数据分发、转发、存储和共享的一个移动无线自组网络，尤其是在大数据时代来临后，通过车联网共享数据变得越来越有可能。另外，无线传感器网络(Wireless Sensor Networks)在近几年的应用越来越广泛，应用领域包括环境监测、移动多媒体、物流管理、交通控制、目标跟踪以及智能家居等军用或民用领域。但是无线自组网也存在一些问题，例如无线通信带宽资源紧张、移动设备存储容量有限、移动网络链接不稳定以及移动设备自身的能量有限等等。因此，为了提高数据访问的效率，寻找一种能够共享数据的方法就显得非常重要。

无线网络数据缓存方法(Data Caching)被广泛地用来实现高效的数据分发与共享，可以有效的提高数据访问效率。这种方法主要是采取数据源将数据拷贝放置在缓存节点上，其他移动节点可以访问缓存节点上数据拷贝，而不用去数据源访问数据来节省时间、节约访问开销。数据缓存方法核心问题是如何在网络中选择缓存节点来放置数据拷贝，因为放置拷贝意味要求数据源能够及时将最新版本的数据传输到缓存节点，会产生新的开销。

现有方法考虑用户访问数据开销时，主要考虑两个因素：一是用户访问数据的频率，另外一个是用户访问数据的距离。但是，在实际中用户访问数据的特点并不是简单的访问频率能够描述，不能很好的降低用户访问数据的总体开销，也不能使得每个移动节点的缓存空间得到最大利用。

发明内容

有鉴于此，有必要针对上述数据缓存放置不能很好的降低用户访问数据的总体开销，也不能使得每个移动节点缓存空间得到最大利用的问题，提供一种基于数据访问分布的缓存放置方法。

此外，本发明还提供一种基于数据访问分布的缓存放置系统。

本发明提供的一种基于数据访问分布的缓存放置方法，包括如下步骤：

S10：将每个移动节点缓存空间划分为自私性空间和利他性空间两个部分，其中，自私性空间用于缓存移动节点自身访问频率大的数据，利他性空间用于缓存其他移动节点有需求的数据；

S20：获取每个移动节点访问数据的频率和内容，得到每个移动节点访问数据的概率分布，根据概率分布选取访问频率最高的T个数据缓存到自私性空间，由剩下的数据中选取R个数据缓存到利他性空间。

在其中的一个实施方式中，所述获取每个移动节点访问数据的频率和内容，得到每个移动节点访问数据的概率分布的步骤具体为：

通过记录移动节点访问数据的频率和内容，采用直方图的方式描述用户访问数据的概率分布，得到每个移动节点访问数据的概率分布。

在其中的一个实施方式中，所述由剩下的数据中选取R个数据缓存到利他性空间的步骤具体为：

在由剩下的数据中选取时，按照泊松分布选出R个数据缓存到利他性空间。