[发明专利]基于缓存节点状态和位置的信息中心网络缓存部署方法

说明书

本发明属于通信技术领域，公开了基于缓存节点状态和位置的信息中心网络缓存部署方法，包含如下步骤：步骤(1)：计算最终得到的状态值；步骤(2)：计算缓存率；步骤(3)：建立数据包状态值：在数据包添加一个额外的字段记为数据包状态值；步骤(4)：建立状态记录表：在每个缓存节点增加一张状态记录表，状态记录表包含兴趣包中的数据名称和状态记录表状态值；步骤(5)：选择缓存节点，并更新数据包状态值、修改状态记录表。本发明提高了缓存的命中率，降低网络延迟，减小用户的平均请求长度；综合考虑缓存节点的状态和位置，以非常小的通信代价获得了更佳的缓存位置；不需要在数据包中增加过多字段，不会导致网络数据包的臃肿。

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及基于缓存节点状态和位置的信息中心网络缓存部署方法。

背景技术

缓存功能是信息中心网络的优势所在，缓存的效率直接决定了信息中心网络的整体性能，而缓存的部署策略则是缓存策略的重中之重。近年来，各国学者更专注于研究缓存部署策略对信息中心网络带来的性能提升。对于缓存的部署策略，应该着重关注高效的网络利用率、数据的高可用性。从P2P系统和CDN技术来看，缓存部署在网络边缘对提高缓存命中率有很大帮助，但是信息中心网络支持在所有路由器上部署缓存，不仅是边缘节点，中心节点也依然适合部署缓存，因此，缓存的部署策略将是决定信息中心网络整体性能的关键性因素。

缓存部署策略也称为缓存决策策略，依据合作方式可以分为三类，分别是非协作缓存、显式协作缓存和隐式协作缓存。

显式协作缓存虽然可以带来较高的缓存效率，但是它需要大量的交互信息，计算方法过于复杂，而非协作缓存又会有大量的数据冗余。隐式协作缓存综合了以上两种缓存协作方式的优点。

隐式协作缓存主要是依靠一些附加的消息进行缓存决策，比如缓存节点位置、内容流行度、概率、缓存节点状态等。由于隐式协作缓存的性能高，代价小，在三个缓存部署策略中，隐式协作缓存占比最高。隐式协作缓存是一种非常适用于信息中网络的缓存方式，它既不需要显式协作缓存的全局计算和通信能力，也不会有非协作式缓存产生的大量冗余的数据。隐式协作缓存中的典型代表是LCD、MCD、ProbCache等，这三种缓存策略都是为了让缓存在链路上更接近消费者，从而减小网络延迟，但是却没有考虑每个缓存节点的状态是否适合继续缓存信息。

发明内容

本发明的目的在于公开缓存命中率高、平均请求长度小的基于缓存节点状态和位置的信息中心网络缓存部署方法。

本发明的目的是这样实现的：

基于缓存节点状态和位置的信息中心网络缓存部署方法，包含如下步骤：

步骤(1)：计算最终得到的状态值；

步骤(2)：计算缓存率；

步骤(3)：建立数据包状态值：在数据包添加一个额外的字段记为数据包状态值；

步骤(4)：建立状态记录表：在每个缓存节点增加一张状态记录表，状态记录表包含兴趣包中的数据名称和状态记录表状态值；

步骤(5)：选择缓存节点，并更新数据包状态值、修改状态记录表。

进一步地，最终得到的状态值Value：

Value＝α*V_k+β*V_hop+γ*V_hitk,α,β,γ∈N；

上式中，V_k是根据预过滤队列个数K得到的状态值，V_hop是根据链路位置得到的状态值，V_hitk是在第几个预过滤队列中存在兴趣包中数据名称的数据，α是根据预过滤队列个数K得到的状态值的权重，β是根据链路位置得到的状态值的权重，γ是在第几个预过滤队列中存在兴趣包中数据名称的数据的权重。