[发明专利]基于内容中心性的概率缓存内容放置方法

说明书

一种基于内容中心性的概率缓存内容放置方法：S100、用户向网络发送请求内容块的兴趣包；S200、依据最短路径在网络中路由器上转发该兴趣包；S300、网络中路由器接收到该兴趣包后，查找是否有相应缓存内容，如果命中，则转去执行S400，如果没有命中，则记录并转发至下一跳路由器，直到转发至内容源服务器；S400、返回包含所请求内容块的数据包，沿着与兴趣包转发相反路径回传；S500、当数据包回传至具有缓存功能的路由器时，根据内容中心性和内容获取时延两方面指标计算缓存概率，并根据所述缓存概率决策是否在该路由器中缓存该数据包的内容。该方法能减少缓存冗余，提高缓存利用率，降低内容获取时延，缓解网络带宽压力。

技术领域

本公开属于网络缓存技术领域，特别涉及一种基于内容中心性的概率缓存内容放置方法。

背景技术

随着互联网的快速发展，网络中的流量呈爆炸式增长，用户对海量信息的获取逐渐成为核心需求。而传统网络的端到端通信模式已经无法很好地应对流量剧增所带来的巨大压力，因此，未来网络体系架构成为研究热点。其中，作为一种逐渐被认可的新型网络架构体系，以CCN/NDN、DONA、NetInf等为典型代表的信息中心网络(ICN，information-centric networking)提倡以信息为中心的通信模式代替传统的以主机为中心的通信模式，能更好地适应互联网应用由发送者驱动的端对端通信模式向接受者驱动的海量内容获取模式的转变。

在ICN中，用户并不关心信息/内容所存放的位置(即where)，而只关心信息/内容本身(即what)。因而，网络对内容进行统一标识，基于内容进行定位、路由和传输。同时，为了缓解当前网络流量的快速增长对网络带宽造成的严峻压力，ICN提倡网络中所有节点增加内置缓存功能以提高内容获取的效率和网络资源的利用率。

作为ICN中的关键技术之一，网内缓存(In-network caching)被广泛研究，其核心思想是：利用网络中节点的内置缓存功能，在具有缓存空间的路由器节点上缓存内容资源，以便用户发送的内容请求在路由时能直接访问到内容，而不需要次次从内容源(服务器)中获取内容，通过就近服务的方法，从而减轻服务器负载，降低网络流量，减少用户获取内容的时延。因此，合理高效的缓存内容放置方法对提高ICN的内容分发效率有着至关重要的影响。

在ICN中，最简单具有代表性的缓存放置方法是处处缓存(cache everythingeverywhere，CEE)方法，其主要思想是在内容对象返回路径中所经过的所有中间节点上缓存所有被请求的内容资源。不难看出，这种不加区分地缓存大量重复内容的方法会导致严重的缓存冗余，存在缓存资源利用率低，内容获取效率低等问题。为了减少缓存冗余，近年来，一些学者围绕节点在网络结构中的重要性，研究在核心节点上放置内容的缓存方法。这类缓存放置方法的依据是重要性大的节点具有更高的缓存访问概率，可以有效地减少缓存冗余，提高缓存资源的利用率。然而，这类方法仅考虑了节点的位置重要性，却未对内容进行区分，导致所有内容具有一样的缓存概率，从而影响缓存效率。另一些学者在考虑内容热度的同时更加关注用户获取内容的收益，研究在边缘节点上放置内容的缓存方法。这类缓存放置方法的依据是边缘节点更加接近用户，可以有效地降低用户获取内容所需的时延，缓解网络带宽压力。然而，这类方法趋向在边缘节点放置缓存内容，会增加不同内容在边缘缓存节点的竞争，从而降低缓存利用率。

发明内容

针对上述问题，为了减少缓存冗余，提高缓存利用率，降低内容获取时延，缓解网络带宽压力，本公开提出了一种基于内容中心性的概率缓存内容放置方法(content-centrality-based probabilistic content placement method，CCPCP)，包括：

S100、用户向网络中发送请求内容块的兴趣包；