[发明专利]一种基于缓存空间划分和内容相似度的命名数据网络缓存管理系统和管理方法

摘要

本发明属于命名数据网络领域，具体涉及一种基于缓存空间划分和内容相似度的命名数据网络缓存管理系统和管理方法。基于缓存空间划分和内容相似度的命名数据网络缓存管理系统，包括缓存空间划分模块、内容相似度匹配模块、动态区缓存模块、动态缓存替换模块。本发明将节点缓存空间划分为稳态区和动态区，稳态区用于存储该节点的主要内容信息，在Tupdate时间内才会被更新，保证了内容的存储时间，这样可以提高节点缓存命中率。同时，本发明对动态区缓存内容进行更新，这样保证了网络中内容的多样性。

主权项

一种基于缓存空间划分和内容相似度的命名数据网络缓存管理系统，包括缓存空间划分模块、内容相似度匹配模块、动态区缓存模块、动态缓存替换模块，其特征在于：(1)缓存空间划分模块对节点缓存空间划分为稳态区和动态区、存储稳态区内容信息和获取动态区内容信息；检测节点缓存内容，节点以主要缓存内容名称Content Name进行命名，记为节点名称Node Name；若总缓存空间大小为N，设定阈值α，0<α<1，则稳态区空间为N*α，剩余缓存空间设定为动态区空间，并将主要缓存内容存储在稳态区，内容信息存储形式为：内容名称Content Name,空间Size,更新时间Update Time,访问次数Times；清空动态区存储内容；在设定时间Tupdate内对节点进行重新检测，若稳态区内容被访问次数大于M，M>0，M事先设定，不进行稳态区内容更新；若稳态区内容被访问次数小于M，M>0，M事先设定，将主动获取动态区内容信息，对节点主要缓存内容进行重新检测；更新稳态区存储内容、更新节点名称、清空动态区存储的内容；将节点名称发送给内容相似度匹配模块，动态区空间大小和内容信息发送给动态区缓存模块；(2)内容相似度匹配模块根据内容相似度判断是否缓存数据包Data Packet中内容，并接收缓存空间划分模块发送的节点名称；当数据包Data Packet经过节点时，获取数据包包名与节点名称Node Name进行前缀名称匹配，匹配相似度Scontent大于β时，0.5<β<1，节点不缓存该内容；当匹配相似度Scontent小于或等于β时，节点对该内容进行缓存；将内容信息发送给动态区缓存模块；(3)动态区缓存模块用于分配动态区缓存空间、存储内容信息，并接收内容相似度匹配模块发送的内容信息；当节点需要缓存内容时，该模块根据内容大小分配动态区缓存空间；内容信息，内容名称Content Name,空间Size,更新时间Update Time,访问次数Times；当缓存空间不足时，动态区替换模块对动态区缓存内容信息进行处理；(4)动态区替换模块是用于管理动态区内容替换、存储内容信息，并接收动态缓存模块的内容信息；当缓存空间不足时，动态区根据访问次数Times值判断替换次序，当访问次数Times值越小时，优先级越高，首先替换优先级高的内容信息；当访问次数Times值相同时，采用最近最久未使用策略LRU对存储内容进行替换处理。