[发明专利]一种面向用户移动性的网络边缘缓存选择方法

说明书

本发明公开了一种面向用户移动性的网络边缘缓存选择方法，该方法包括以下步骤：S1,将所有网络节点进行分组，构建多层网络缓存的架构，S2，依次计算用户在节点的停留时间和在用户区域的停留时间，S3，基于用户的移动情况和网络状况对移动型用户在各个节点的下载能力建立预测模型，S4,当用户下载发生下载出错时，提供相应的出错解决方法，S5，根据用户的下载情况选择不同的边缘节点缓存方式。本发明提供的方案通过重新设计缓存空间的部署位置，降低骨干网负载的空间，降低用户的内容访问延迟，并提供用户下载出错的应对措施，以满足移动性强的用户的内容访问需求，大大降低缓存占用空间，能灵活应对用户密集的城市和用户分散的郊区等各种联网需求。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体地说，是一种面向用户移动性的网络边缘缓存选择方法。

背景技术

随着移动互联网技术的高速发展，日益增加的移动联网终端设备和爆炸式的互联网内 容量对移动互联网提出了更高的要求。高速铁路的发展和车联网概念的提出，用户的移动 性有了极大的提高，对传统的移动互联网提出了全新的挑战。为了应对现有的和即将出现 的移动互联网问题，下一代网络技术的设计迫在眉捷。

为了能够给用户提供更稳定的连接、更高的访问速度、更丰富的内容和更安全的通讯。 边缘缓存已被证实是一种能够降低用户访问内容延迟、减轻骨干网负担的有效解决方案， 并作为一种应对网络流量增长的对策受到了广泛关注。由于存储设备的价格在近几年持续 下降，为已经完成大面积部署的移动互联网边缘节点增加缓存能力，相较于重新部署超高 速骨干网链路更为经济。按照流行度的视频文件缓存体系能够大幅降低区域能耗，显著提 高能量效率，有利于节约能源。设计出实用的缓存部署策略是边缘缓存的核心所在。而为 移动性较强的用户，设计缓存部署策略，是边缘缓存的难点之一。

在网络架构中，无线接入部分均为明显的分层结构。在边缘节点的上层节点增加缓存 能力，为其管辖的多个边缘节点提供内容下载服务。能够最大程度地节约基础设施投资。 新提出的多层网络缓存架构，针对移动性强的用户，提供了边缘节点的缓存策略以降低用 户对内容的访问延迟。但对于移动性若或者不移动的用户，则无法利用边缘缓存节点的优 势，需要直接从二级缓存节点下载内容，那么仍然需要依靠骨干网，并且二级缓存节点距 离用户的逻辑距离直接决定了用户访问内容的延迟。

另一方面在用户移动过程中对不同节点的数据请求也不同，并且由于用户移动性的不 确定性，用户可能过早地请求靠后的数据块，或者在当前边缘节点请求之前的数据块。面 对这两种情况，尚缺少一个完善的解决方案。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明从多层缓存的新颖角度，结合用户的移动 性提出了一种面向用户移动性的网络边缘缓存选择方法，该方法包括以下步骤：

S1,将所有网络节点进行分组，构建多层网络缓存的架构，所述多层网络缓存架构自顶 向下分别包括中心服务器、骨干网、二级节点层和边缘节点层。

S2，为了定量用户的数据获取能力，依次计算用户在节点的停留时间和在用户区域的停 留时间，所述节点包括边缘节点，所述用户区域是指一个边缘节点的覆盖范围；

S3，基于用户的移动情况和网络状况对移动型用户在各个节点的下载能力建立预测模型， 并对缓存网络进行定量计算，预测用户选择节点的概率；

S4,当用户下载发生下载出错时，提供相应的出错解决方法；

S5，根据用户的下载情况选择不同的边缘节点缓存方式。

进一步，所述边缘节点缓存完整文件分割形成的数据块，二级节点进行完整文件的缓存；

对于已经在二级节点缓存的文件，边缘缓存可以直接从二级节点缓存获得，不需要经过 骨干网进行下载。