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专利号: 2017114748774
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于近似马尔科夫链的网络缓存更新方法,其特征在于:具体包含单缓存节点缓存更新过程和多个缓存节点缓存更新过程;

其中,单缓存节点缓存更新过程具体如下:

步骤1,假设C={c1,c2…cK}表示缓存系统中的内容集合,其中,K表示内容的数量,且K为正整数,内容缓存器CS中的缓存容量大小为N,且N为正整数,规定内容的流行度服从Zipf分布,第k个内容的请求概率为 其中,c和α为常数,热点内容按照其流行度等级进行放置;

步骤2,用户对第k个内容ck发出请求,即对第k个内容的兴趣包到达节点,首先对CS进行最长内容名匹配,如果CS中存在匹配内容,则将对应的数据包返回到兴趣包来源端口;对缓存区域的数据块进行更新;

在步骤2中,对缓存区域的数据块进行更新,具体如下;

步骤2.1,处在ck前置位的数据块均后移一个位置;

步骤2.2,处在ck后置位的数据块均保持在原有的位置不动;

步骤3,如果CS中不存在匹配内容ck,则发生缓存丢失,这时需要向源内容服务器发送请求,对CS的缓存区域进行更新;

步骤3.1,将数据块ck放置在CS的首位;

步骤3.2,将原来处在第1到第N-1位置的数据块均后移一个位置,使其处在第2到第N位置;

步骤3.3,将原来处在第N个位置的数据块从CS中移逐出去;

步骤4,根据马尔科夫链的平稳分布和π(k)和内容的请求概率pk,得到第k个内容处在马尔科夫链状态s的概率μs(k);

步骤5,引入马尔科夫链的转移概率Tij,表示从状态i转移到状态j的概率,利用和 求马尔科夫链的平稳分布;

Tii=μi(k),1≤i≤N+1

Ti1=pk,2≤i≤N+1

T12=1-μ1(k)

Tii+1=1-pk-μi(k),2≤i≤N

Tij=0,j≠{1,i,i+1}

步骤6,根据马尔科夫链的平稳分布获取缓存命中的概率Phit,具体为:

2.根据权利要求1所述的基于近似马尔科夫链的网络缓存更新方法,其特征在于:多个缓存节点缓存更新过程具体如下:步骤A,用户对第k个内容ck发出请求:首先对内容存储器CS进行最长内容名匹配,若内容存储器CS中存在匹配内容,则将对应的数据包返回到兴趣包来源端口,然后对缓存区域的数据块进行更新:步骤B,若内容存储器CS中不存在匹配内容ck,则查看待定请求表PIT中是否存在匹配条目,如果待定请求表PIT中存在匹配条目,则将本次请求数据包的来源端口添加到待定请求表PIT中,然后丢弃兴趣包;

步骤C,若待定请求表PIT中不存在匹配条目,则查询FIB,其中,FIB为节点的兴趣包提供下一跳的转发信息;

若FIB中发现匹配条目,则按照FIB中的信息对匹配条目按照最短路径路由算法进行转发,并将该次请求记录到PIT中;

若FIB中不存在匹配条目,则说明如何处理此次请求的节点并不知道如何处理此次请求,于是丢弃该兴趣包,缓存未命中;

步骤D,假设节点对数据包ck发出请求,且在源服务器上命中,则根据LCD缓存更新策略在最短路径上进行缓存放置,当节点v对数据包发出请求,接收到的内容的总概率将不再是pk,而是p'k',具体如下:其中,λk(v)表示沿着最短路径转发到节点v的概率;

步骤E,将单缓存节点模型下的pk全部改为p'k',可以得到多缓存节点模型下的缓存命中率为:在步骤A中,对缓存区域的数据块进行更新具体如下:步骤A1,处在ck前置位的数据块均后移一个位置,即等级降低一位;

步骤A2,处在ck后置位的数据块均保持在原有的位置不动。