[发明专利]信息中心网络中基于分区的协作缓存方法

说明书

一种信息中心网络ICN中基于分区的协作缓存方法，该方法包括如下步骤：S100：对所述信息中心网络中的缓存节点按照网络节点间联系的紧密程度和网络整体的负载均衡进行分区；S200：以所述分区为单位，采用内容中心性度量指标作为分区中缓存节点选择的依据，将缓存内容协作地放置在各分区中。该方法显著地减少了网络缓存冗余，实现了网络负载均衡，在提高节点缓存命中率和缓存内容多样性的同时兼顾了内容获取时延。

技术领域

本公开属于信息通信、网络缓存技术领域，特别涉及一种信息中心网络中基于分区的协作缓存方法。

背景技术

随着互联网的快速发展，互联网应用正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转变。为更好地适应这一转变，近年来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的信息中心网络(information-centricnetworking，ICN)应运而生。作为一个逐渐被认可的新型网络架构体系，其典型代表有CCN/NDN、DONA、NetInf等。

依据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)这一特点，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，ICN提倡网内缓存(in-network caching)这一关键技术以提高网络的性能。网内缓存的核心思想是为网络中所有路由器增添内置缓存功能，在具有缓存空间的路由器上缓存内容资源，以便用户发送的内容请求在路由时通过就近服务直接得到响应，而不需要次次访问内容源(服务器)，从而减轻服务器负载，降低网络流量，减少内容获取时延。因此，合理高效的缓存方法对提高ICN的整体性能有着至关重要的影响。

对于ICN中默认采用的处处缓存(leave copy everywhere，LCE)方法，提倡在内容传递路径上的所有节点中缓存所请求的内容资源。LCE方法虽然操作简单且易于实现，但是常常会造成缓存资源浪费，限制网络整体性能的提高。因为网络的缓存空间有限，不加选择地在各个节点上对相同内容进行缓存会产生严重的缓存冗余，降低缓存内容的多样性。同时，LCE方法使得缓存内容在空间上分布不合理，降低缓存空间利用率。与LCE方法不同，Chai等提出只在内容传递路径上的部分节点中缓存内容资源的思想，并提出一种基于介数中心性(betweenness centrality)的缓存方法。介数缓存方法利用节点的介数概念，只在内容传递路径中选定的介数最大的节点上缓存内容。因为介数大的节点具有更高的缓存命中概率，从而提高缓存资源的利用率和整体缓存命中率。然而，由于内容都缓存在介数大的节点上，介数缓存方法常常存在缓存内容在空间上分布不合理，节点上内容请求负载不均等问题。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提供了一种信息中心网络ICN中基于分区的协作缓存方法，该方法包括如下步骤：

S100：对所述信息中心网络中的缓存节点按照网络节点间联系的紧密程度和网络整体的负载均衡进行分区；

S200：以所述分区为单位，采用内容中心性度量指标作为分区中缓存节点选择的依据，将缓存内容协作地放置在各分区中。

通过上述技术方案，首先，引入区域划分，在兼顾网络时延和负载均衡的多目标情况下，对网络中的缓存节点进行分区，使缓存的内容在空间上分布更合理。其次，该方法以分区为单位，采用内容中心性指标作为分区中缓存节点选择的依据，进行分区内协作缓存。该方法有效地减少了网络缓存冗余，在网络整体上实现了负载均衡，改善了缓存内容多样性和内容缓存效率。

附图说明

图1是本公开一个实施例中所提供的一种信息中心网络ICN中基于分区的协作缓存方法的流程示意图；

图2是本公开一个实施例中内容数量对缓存命中率的影响的对比图；

图3是本公开一个实施例中内容数量对跳数减少率的影响的对比图；

图4是本公开一个实施例中内容数量对内容多样性的影响的对比图；