[发明专利]一种ICN网络中的基于LCD的隐式缓存策略

说明书

本发明公开了一种ICN网络中基于LCD的隐式缓存策略，该策略应用在内容请求发送端通过交换机节点从内容服务器获取请求内容的场合中；所述策略包括：内容访问速率管理子策略，每个交换机节点在本地内容缓存时，建立和维护一个内容访问速率表；LCD缓存子策略，所有交换机节点在收到跳数为1的请求内容时进行缓存；MCU缓存迁移子策略，当交换机节点的本地空间不够时，将内容交付给上游交换机节点并从本地删除；缓存替换子策略，上游交换机节点删除内容访问速率表末的内容，将新缓存内容添加至表头。本发明的策略以较低的实施复杂度减少了节点中负载不均衡的现象，缩短了用户查询资源的响应时间，同时通过将不流行的内容推至上游节点，大幅降低了域间流量。

技术领域

本发明涉及网络技术领域，特别涉及到一种ICN网络中的基于LCD的隐式缓存策略。

背景技术

目前，现有互联网面临众多挑战：采用32位地址码的IPv4正面临着地址枯竭的境遇，难以进一步规模扩展；网络安全漏洞多，可信度不高；网络服务质量控制能力弱，不能保障高质量的网络服务；网络带宽和性能不能满足用户的需求等等。互联网在设计的最初认为网络用户是大致友好的，对商业应用、用户移动性及应用多样性等需求都欠考虑。伴随着网络规模的逐年扩大而引起的扩展性问题更迅速成为了业界关注的重点。显然，采用IP分组技术设计的传统互联网已经不能满足人们对网络规模、功能和性能等方面的需求。因此，通力解决互联网在可扩展性、安全性和可控可管性等问题的需求十分迫切。

针对互联网的应用方式从面向主机的点对点通信为主至以海量内容获取为主这一转变，研究界提出了多种以信息为中心的新型网络架构，即ICN网络架构，ICN网络架构中最重要的特征之一是利用普遍存在的网络内置缓存提高接受者驱动的内容获取的传输效率和网络资源的利用率。针对在何处进行缓存，某些时候可以通过先验的拓扑和流量知识以及线下的计算实现缓存对象的预先放置,也可以通过在线交互各个缓存节点的状态,实时计算出最优的对象缓存位置上述方式通常被称为显式的缓存协同决策。但在ICN中,缓存节点不再是固定的，缓存的流量类型是多样化的，缓存的操作要求是线速的，因此，显式协同决策算法由于其复杂度高、通信需求大而不适用于ICN，ICN需要研究简单的隐式缓存决策策略，LCE、LCD、Probcache等都是典型的隐式缓存策略，每个缓存节点无需知道其他节点的信息或仅需交互很少的信息，便能自主地决定是否需要对对象进行缓存。

在现有的ICN架构对内容部署的方法默认采用的是LCE缓存策略，即在所有节点中进行无差别的缓存，缺乏对具体网络拓扑结构的考虑与流行度特性的动态变化的考虑而在批量文件传播过程中存在流量冗余、负载不均衡等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服目前的缺陷，提供一种ICN网络的内容隐式缓存策略，该策略通过LCD的缓存策略基础，保证将流行的节点推送至网络边缘以降低用户访问时延，降低网络重复的流量与负载；在LCD缓存的同时，将缓存中不流行的内容推还至上游节点，替换掉上游节点中的老化内容，同时在交换机内部维护内容访问速率表以保证替换时对内容的筛选。该方法在LCD的基础上，保存了ISP网络单个域中内容的多样性，降低了域间流量，提高了服务质量。

为实现上述目的，本发明提出了一种ICN网络的基于LCD的隐式缓存策略，该策略应用在内容请求发送端通过交换机节点从内容服务器获取请求内容的场合中；所述策略包括：

内容访问速率管理子策略，每个交换机节点在本地内容缓存时，建立和维护一个内容访问速率表；

LCD缓存子策略，所有交换机节点在收到跳数为1的请求内容时进行缓存；

MCU缓存迁移子策略，当交换机节点的本地空间不够时，将内容交付给上游交换机节点并从本地删除；

缓存替换子策略，上游交换机节点删除内容访问速率表末的内容，将新缓存内容添加至表头。

作为上述系统的一种改进，所述内容访问速率管理子策略具体为：