[发明专利]一种基于复杂网络度量的内容中心网络缓存方法

说明书

本发明涉及一种基于复杂网络度量的内容中心网络缓存方法，属于通信技术领域。该方法利用软件定义网络的控制器统计内容交换机上的某一内容的请求次数，并在控制器端设定阈值选择内容请求次数超过该阈值的所有交换机作为待定缓存点，并在控制器端利用基于复杂网络度量的缓存策略从待定缓存点中选出若干个较优的缓存节点，由控制器通过OpenFlow信道向选出的缓存节点发出主动缓存内容的指令；当内容从内容服务节点返回请求者的过程中，会执行控制器下发的缓存指令，将内容缓存在控制器选出的缓存节点中。本发明能够很好的解决内容中心网络现有缓存机制存在的同质化缓存和缓存命中率低等问题。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种基于复杂网络度量的内容中心网络缓存方法。

背景技术

网内缓存机制是内容中心网络(Content Centric Network,CCN)的核心技术之一。通过在网络内节点上缓存部分内容，使得内容请求能够使用最近的缓存副本而无需通过寻址找到主机后再获取相应内容，因而能有效降低内容获取的时间延迟，同时降低网络中相同内容的流量大小，从而提高网络的性能。

CCN的缓存是对应用透明并且普遍存在的。在传统的缓存方案是当内容从提供者返回时，路径上的所有节点均对缓存该内容，这种“普遍”的缓存策略导致缓存节点之间存在冗余数据，降低了缓存内容的多样性，致使缓存资源的利用率下降。CCN缓存技术的研究致力于提出各种具体的新型技术方案和缓存策略，以提升缓存系统的整体性能。为了解决CCN处处缓存机带来的资源浪费等问题，国内外学者进行了大量研究。目前，缓存策略主要分为缓存共享和缓存决策两个方面。

缓存共享：不同类型的流量和应用具有不同的特征，如何为不同流量提供区别化的缓存服务是一个亟待解决的问题。为了实现区别化缓存服务，缓存共享技术则是最重要的一部分之一。目前缓存共享技术分为基于固定划分的缓存共享和动态划分的缓存共享两种。固定划分的缓存共享将缓存空间划分为固定的部分让每一个不同类别的应用都可以使用到不会被其他流量占用的缓存。这种方案存在的问题有两点：第一，当某类型的流量未到达，而其他流量较多时，或产生缓存丢失和资源浪费。第二，难以保证为不同类型的流量提供不同的缓存质量保证。动态划分的缓存共享则可以让某个流量类型使用未被占用的缓存空间。这又包含两种不同的策略：基于优先级的共享和基于权重平衡的共享。基于优先级的共享会让某些应用相对于其他应用拥有更高的优先级，并通过移除低优先级的内容来给高优先级内容腾出空间。这种策略的问题在于在数据高速到达时，反复比较优先级会严重影响性能。基于权重平衡的共享会预先设定权重，不过仍可以使用未被使用的空间，难点在于如何优化权重。