[发明专利]基于拉格朗日对偶分解和纳什议价博弈的域间合作缓存方法

权利要求书

1.一种基于拉格朗日对偶分解和纳什议价博弈的域间合作缓存方法，其特征在于包括下列步骤：

步骤一，为接入网自治系统配置协商代理服务器、以及设置决策信息；

步骤101，设置接入网自治系统的数量、以及匹配的协商代理服务器；

在SINET架构中设置了接入的接入网自治系统集合ANAS＝{AN₁,AN₂,…,AN_j,…,AN_V}；

AN₁表示第一个接入网自治系统；

AN₂表示第二个接入网自治系统；

AN_j表示第j个接入网自治系统；

AN_V表示最后一个接入网自治系统；

下角标j为接入网自治系统的标识号；

下角标V为接入SINET架构中的接入网自治系统的总个数；

每一个接入网自治系统匹配一个协商代理服务器；即与所述ANAS＝{AN₁,AN₂,…,AN_j,…,AN_V}匹配的协商代理服务器集合，记为

表示第一个接入网自治系统AN₁的协商代理服务器；

表示第二个接入网自治系统AN₂的协商代理服务器；

表示第j个接入网自治系统AN_j的协商代理服务器；

表示最后一个接入网自治系统AN_V的协商代理服务器；

步骤102，设置接入网自治系统的决策信息；

设置第i个服务SS_i在第j个接入网自治系统AN_j中的流行度，记为λ_i,j；

设置第i个服务SS_i的服务大小，记为D_i；

设置第j个接入网自治系统AN_j的缓存容量，记为C_j；

设置第j个接入网自治系统AN_j的任意一个传输网自治系统，记为TN_k，下角标k表示传输网自治系统的标识号；

设置第j个接入网自治系统AN_j的本地缓存收益转化系数，记为ω_j；

设置第j个接入网自治系统AN_j的邻居－接入网自治系统，记为AN_ξ表示第ξ个接入网自治系统；属于AN_j的邻居－接入网自治系统的邻居总数，记为

设置服务缓存整数变量，记为x_i,j，且x_i,j＝{0,1}；所述服务缓存整数变量x_i,j是指接入网自治系统AN_j是否缓存服务SS_i的条件；当x_i,j＝0时表示AN_j不缓存服务SS_i；当x_i,j＝1时表示AN_j缓存服务SS_i；

设置邻居－服务缓存整数变量，记为且所述邻居－服务缓存整数变量是指AN_j的邻居AN_ξ是否缓存服务SS_i的条件；当时表示不缓存服务SS_i；当时表示AN_ξ缓存服务SS_i；

设置请求服务整数变量，记为且所述请求服务整数变量是用于衡量AN_j是否需要向TN_k请求服务SS_i的条件；当时表示需要从TN_k中获取服务SS_i，当时表示服务SS_i在本地网络缓存或者邻居自治系统的缓存空间中获取；

步骤二，建立自治系统缓存收益函数；

设置在第j个接入网自治系统AN_j的协商代理服务器上建立缓存收益函数，记为U_j，且

S为服务的总个数；

表示属于x_i,j的邻居－服务缓存整数变量；

表示属于AN_j的邻居－缓存收益转化系数；

P_j表示第j个接入网自治系统AN_j需要向传输网自治系统TN_k支付的域间流量价格；

步骤三，构建基于纳什议价博弈的合作缓存优化问题；

步骤301，初始化时，设置x_i,j＝0且

步骤302，在协商代理服务器中对所有服务的流行度由大到小的顺序进行排序，得到服务流行度序列，记为K_流行度＝[λ_1,j λ_2,j…λ_i,j…λ_S,j]；

步骤303，按照服务流行度序列K_流行度＝[λ_1,j λ_2,j…λ_i,j…λ_S,j]中由大到小的顺序对每个服务SS₁,SS₂,…,SS_i,…,SS_S进行判断；

如果C_j≥D_i，允许接收服务SS_i，且执行步骤304；

如果C_j＜D_i，不允许接收服务SS_i，且执行步骤305；

步骤304，令x_i,j＝1且AN_j缓存服务SS_i，执行步骤306；

步骤305，如果服务流行度序列K_流行度＝[λ_1,j λ_2,j…λ_i,j…λ_S,j]还有未判断的服务，返回步骤303；

步骤306，令并根据x_i,j和带入U_j计算出非合作状态下每个自治系统获得的最大收益，记为执行步骤307；

步骤307，每个接入网的协商代理构建基于纳什议价博弈的合作缓存优化问题，记为合作缓存优化OP，且对所述合作缓存优化OP进行取对数变换得到变换后缓存性能指标

针对合作缓存优化OP设置的约束条件为：

不等式约束条件(2)表示接入网自治系统AN_j缓存的服务大小必须小于本地的缓存空间；等式约束条件(3)表示服务SS_i的至少从上级传输网、本地缓存、邻居缓存之中的某一处获取；约束条件(4)限制了相关变量的取值范围；

步骤308，采用拉格朗日对偶松弛方法对变换后缓存性能指标OP_变换的约束条件(3)进行松弛处理，得到拉格朗日函数，记为L_松弛，且

步骤309，对拉格朗日函数L_松弛进行对偶变换，得到拉格朗日对偶函数，记为DL_对偶，且η为对偶变量，在确定了所述拉格朗日对偶函数DL_对偶后，配合约束条件，从而完成了基于纳什议价博弈的合作缓存优化在SINET架构中的应用。