[发明专利]命名数据网络中一种基于流行度预测的协作缓存方法

摘要

本发明请求保护命名数据网络中一种基于流行度预测的协作缓存方法，命名数据网(Named Data Networking,NDN)中网内存储内容时，采用沿路径多处缓存策略或在重要节点缓存策略造成了网内节点数据高冗余度和缓存空间利用率低。本文采用了“部分协同缓存”的方式，首先对内容进行未来流行度预测后，每个节点分出最优比例的缓存空间充当本地缓存空间，来存储流行度高的内容。每个节点剩下的部分通过邻域协作方式来存储流行度比较低的内容。通过考虑兴趣包在网络中节点命中和服务器端请求命中经过的跳数来计算出最优的空间划分比例。这种方法和传统的缓存策略相比，增加了网内缓存空间利用率，降低网络中的缓存冗余量，提高网内节点缓存命中率，提升整个网络的性能。

主权项

1.命名数据网络中一种基于流行度预测的协作缓存方法，其特征在于，包括以下步骤：101、流行度预测：根据命名数据网络中内容被访问的频率以及内容到请求端的距离，对内容进行流行度预测，得出未来流行度高的内容和流行度低的内容；把每个节点的缓存空间划分成两部分x和(c‑x)，(c‑x)用来缓存高流行度的内容，x用来缓存低流行度的内容；步骤101对内容进行流行度预测包括：计算在下一个计数周的流行度P(Tn+1)的：其中P(Tn)表示请求内容当前的流行度，Haverage是在一个周期内数据每次被访问的平均跳数，Rcount表示命中节点中该内容被请求的次数，Tn表示命中内容当前计数周期，α是调节常数，ΔP表示当前周期的预测流行度值和上一周期流行度的差值，ΔP＝P(Tn+1)‑P(Tn)，若ΔP＞0，表明内容处于流行度上升阶段，缓存时在返回路径上每个节点都缓存；若ΔP＜0，表明该内容处于流行度下降阶段，在返回路径上和其他节点协作缓存；102、对步骤101中流行度高的内容在返回路径上所有节点都缓存一个备份，而流行度低的内容在返回路径节点邻域上综合状态最优的节点进行协作缓存，只缓存单一备份，具体包括：(1)当请求的内容k在网内节点或服务器端命中后，根据自身当前的流行度P(Tn)和兴趣包附给的转发跳数以及请求内容在命中节点被请求的次数计算出未来的流行趋势P(Tn+1)，再得出ΔP的正负；(2)若ΔP＞0，内容k在返回路径上的所有节点进行存储,且不能超过节点存储划分出的c‑x容量；如果节点缓存空间c‑x已满，则启用单个节点内的缓存替换策略LRU；(3)data k若处于流行度下降期，首先找出路径上最大综合状态值CoP(v)对应的节点，若有该内容k，说明在路由期间已经有其他节点请求过相同内容，并且根据缓存策略把data k存储在该点，此时直接丢弃；若没有该内容则和其表中的临近节点CoP(v)n值做比较，CoP(v)n表示第n个临近节点的综合状态值，找出CoP(v)最大值，存于对应节点。