[发明专利]一种基于网络编码的命名数据网络中内容缓存方法

权利要求书

1.一种基于网络编码的命名数据网络中内容缓存方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)兴趣报文到达路由器时，路由器根据相应测度计算其所请求的数据内容代在此处的缓存价值并转发兴趣报文；

(2)返回的编码报文缓存在具有最大缓存价值或多个兴趣报文发出接口的节点处；

所述步骤(1)包括以下步骤：

(101)请求者发送兴趣报文请求数据内容，兴趣报文携带Expected Rank值记录请求者已有的该数据内容代线性无关编码报文的数量以及等待响应的兴趣报文的数量；

(102)路由器接收兴趣报文，检查是否有名称匹配的CS条目且缓存中是否有多于Expected Rank值的线性无关编码报文，若有，转步骤(103)；否则，转步骤(104)；

(103)将这些编码报文进行再编码，生成新的编码报文，再从到达接口返回该编码报文给请求者，此兴趣报文处理完毕；

(104)路由器检查兴趣报文是否可以聚合到一个PIT条目中，若可以，转步骤(105)；否则，转步骤(106)；

(105)聚合兴趣报文到该PIT条目，此兴趣报文处理完毕；

(106)路由器创建一个PIT条目，并根据相应测度计算其所请求的数据内容代在此处的缓存价值CacheValue；

(107)若新计算的CacheValue值大于兴趣报文携带的最大CacheValue值，则更新兴趣报文携带的CacheValue值为新计算的CacheValue值，重置HopValue(跳数值，记录了兴趣报文距离具有最大CacheValue值节点的跳数，其会在每个节点更新)值为0；

(108)路由器检查是否有内容名称匹配的FIB条目，若有，则按照FIB条目所示接口并行转发兴趣报文；

(109)路由器再从其它可用的接口转发兴趣报文来探索或利用路径外已缓存的编码报文；

步骤(2)所述的缓存价值的计算方式为：

CacheValue＝Demand*Avghop*Responsiveness

其中，CacheValue为缓存价值，Demand为节点处用户对同代数据内容编码报文的需求，U为节点处请求同代数据内容编码报文的用户数量，用户i发送的兴趣报文的ExpectedRank字段的最大值为ER_i，GeneratiohSize为该代数据内容的代大小；Avghop为从节点到匹配FIB条目记录的数据内容提供者的平均路由跳数；Responsiveness为节点处将缓存该代数据内容的线性无关编码报文数量的期望值，F为兴趣报文的匹配FIB条目记录的下一跳数量，从第j个下一跳转发的请求该代数据内容编码报文的兴趣报文数量为M_j，S为节点处用于搜索该代数据内容缓存编码报文的下一跳接口数量，基于历史统计信息，第k个被搜索的下一跳返回编码报文的概率为P_k，从第k个接口搜索编码报文的兴趣报文数量为N_k，H_c为节点处已缓存的该代数据内容编码报文的数量。

2.根据权利要求1所述的一种基于网络编码的命名数据网络中内容缓存方法，其特征在于，所述步骤(2)包括以下步骤：

(201)路由器接收数据源返回的编码报文，其携带从相应兴趣报文拷贝过来的HopValue值；

(202)路由器检查是否存在名称匹配的PIT条目，若不存在，转步骤(203)，否则转步骤(204)；

(203)路由器检查CS缓存空间是否未满，若缓存空间未满则缓存新到达的编码报文，转步骤(210)；否则路由器根据置换策略将已缓存的一个编码报文移除并缓存新到达的编码报文，转步骤(210)；

(204)路由器检查CS缓存空间是否未满，若缓存空间已满则转步骤(205)；否则转步骤(208)；

(205)路由器检查发出接口数是否大于1，若发出接口数不大于1，转步骤(206)；若大于1则转步骤(207)；

(206)路由器将编码报文携带的HopValue值减1，然后判断HopValue值是否等于0，若等于0，则转步骤(207)；否则转步骤(209)；

(207)路由器根据置换策略将已缓存的一个编码报文移除；

(208)路由器缓存新到达的编码报文；

(209)根据匹配的PIT条目多路径转发编码报文；

(210)编码报文返回到用户。

3.根据权利要求1所述的一种基于网络编码的命名数据网络中内容缓存方法，其特征在于，步骤(104)中所述的兴趣报文聚合是指若PIT条目记录的是其他请求者发送的请求相同数据内容代的兴趣报文，且Expected Rank大于等于新到达兴趣报文的Expected Rank值，则将兴趣报文聚合到该PIT条目。