[发明专利]一种基于可编程交换机的网内缓存方法

说明书

本发明公开了一种基于可编程交换机的网内缓存方法，在网络中选取部分节点作为内容缓存节点，内容缓存节点由缓存服务器和可编程交换机组成，当内容请求数据包经过内容缓存节点时，可以判断本内容缓存节点中缓存服务器是否缓存有内容请求的内容(热点内容)。对于缓存服务器缓存内容的请求将在缓存服务器中被响应，而不用传输到内容提供服务器。本发明通过将热点内容缓存在网络中，降低了用户对热点请求的响应时延；同时，因为热点内容请求在内容缓存节点被响应，所以内容提供服务器需要处理的请求减少了，降低了内容提供服务器的负载；此外，大多内容请求的流量在网络中被响应了，降低了网络中的流量。

技术领域

本发明属于内容缓存技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于可编程交换机的网内缓存方法。

背景技术

网络内容服务商为了满足用户对于高效网络服务的需求，并降低自己的服务器负载，一般使用内容缓存技术将用户请求分担给离用户较近的内容缓存节点处理。

由于内容缓存节点的硬件资源有限，不可能缓存所有的内容。热点内容往往会比其它的内容收到更多的请求，是内容缓存技术有效的先决条件。内容缓存节点只需要缓存部分内容即热点内容便可以有效地减少请求响应时延以及降低服务器的负载。

现有的内容缓存方案，主要分为缓存服务器缓存以及网内缓存，CDN和CCN分别是这两类缓存方案中最为经典的两种。但这两种缓存方案仍然有各自的不足：CDN的全称是Content Delivery Network，即内容分发网络，其通过在网络边缘部署缓存服务器实现内容缓存，没有实现内容的网内缓存，此外它还需要复杂的DNS解析机制以及消耗更多的硬件资源；CCN的全称是Content Centric Network，即内容中心网络，其使用路由器做高速网内缓存，但它目前没有成熟的硬件支持并且部署需要改变现有整个网络体系，距离部署落地还需要很长的时间。

发明内容

本发明的目的在于克服现有内容缓存方案的不足，提供一种基于可编程交换机的网内缓存方法，以减少内容请求响应时延，降低服务器负载并减少网络流量。

为实现上述发明目的，本发明基于可编程交换机的网内缓存方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、网络的硬件处理

在被测网络中选取一部分节点作为内容缓存节点，内容缓存节点由可编程交换机与缓存服务器组成，可编程交换机上配置有用于识别热点内容(网络中流行度较高的内容)的match-action(匹配-动作)表，缓存服务器中缓存有热点内容；

(2)、用户的内容获取

(2.1)、用户将自己需要获取的内容的内容名，封装至内容请求数据包，发送至指定内容提供服务器；

(2.2)、依据内容请求数据包是否经过内容缓存节点，分为两种情况：如果不经过，内容请求数据包会发送至内容提供服务器，执行步骤(2.6)，如果经过，执行步骤(2.3)；

(2.3)、内容请求数据包经过内容缓存节点时，内容缓存节点中的可编程交换机解析内容请求数据包，识别内容请求数据包中的内容名；

(2.4)、可编程交换机将内容请求数据包的内容名与match-action(匹配-动作)表中的热点内容名匹配，如果没有匹配成功，则表明对应的内容没有缓存于缓存服务器中，内容请求数据包发送至内容提供服务器，执行步骤(2.6)，如果匹配成功，则表明对应的内容为热点内容，并缓存于缓存服务器中，进行步骤(2.5)；

(2.5)、可编程交换机修改内容请求数据包的目的IP地址，将内容请求数据包转发至内容缓存节点中的缓存服务器，执行步骤(2.7)；

(2.6)、内容提供服务器接收到内容请求数据包，响应内容请求，响应完毕后结束；

(2.7)、缓存服务器接收到内容请求数据包，响应内容请求，响应完毕后结束。