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专利号: 2019101619079
申请人: 陕西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于内容中心性的概率缓存内容放置方法,包括:

S100、用户向网络中发送请求内容块的兴趣包;

S200、依据最短路径在网络中的路由器上转发该兴趣包,并初始化CCmax变量,该变量用于记录用户请求内容块的最短路径上所经过的中间路由器的最大内容中心性值;其中,内容中心性是指经过节点的所有用户到内容的最短路径数目与所有用户到内容的最短路径数目之比与内容流行度的乘积;

S300、网络中路由器接收到该兴趣包后,查找是否有相应的缓存内容,如果命中,则转去执行S400;如果没有命中,则记录并转发该兴趣包至下一跳路由器,并更新所记录的CCmax变量,直到转发至内容源服务器;

S400、返回包含所请求内容块的数据包,沿着与兴趣包转发相反路径回传;

S500、当数据包回传转发至具有缓存功能的路由器时,计算缓存概率,并根据所述缓存概率决策是否在该路由器中缓存该数据包中的内容,所述缓存概率通过如下公式计算:其中,p(v,c)表示内容块c在缓存节点v上的缓存概率,所述缓存节点是具有缓存功能的路由器;pc表示内容块c的流行度,指用户对内容的请求概率;dsv,c表示用户从缓存节点v上获取请求内容块c的时延节省;d(u,s(c))表示用户u访问内容块c的源服务器s(c)所需要的跳数,CC(v,c)表示缓存节点v关于内容块c的内容中心性,CC(u,s(c))max表示用户u请求内容块c的最短路径上所经过的所有缓存节点的最大内容中心性值,CC(u,s(c))max=CCmax。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,优选的,内容中心性表示为:

其中,CC(v,c)表示缓存节点v关于内容块c的内容中心性,pc表示内容块c的流行度,且满足 C表示内容块集合,σv(u,c)表示经过缓存节点v的所有用户u请求内容块c的最短路径数目,σ(u,c)表示所有用户u请求内容块c的最短路径数目,u∈U,U表示用户集合。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤S200中,初始化CCmax变量,具体为:CCmax=0,其中CCmax表示用户请求内容块的最短路径上所经过的中间路由器的最大内容中心性值。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S300中,查找是否有相应的缓存内容,如果有则执行S400,该步骤具体包括:查找维护内容存储表CS,如果有相应的缓存内容,则执行S400,并丢弃该兴趣包;

如果没有查找到相应的缓存内容,则记录并转发该兴趣包至下一跳路由器,该步骤进一步具体包括:查找待定兴趣表PIT中是否有关于该内容的请求记录,如果有所述关于该内容的请求记录,则在原有相应条目中添加该兴趣包的接入端口,并丢弃该兴趣包;如果没有所述关于该内容的请求记录,则在待定兴趣表PIT中新增一条信息,并查找转发信息表FIB中记录的转发端口,将该兴趣包转发至下一跳路由器。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S300中,更新所记录的CCmax变量具体为:获取CC(v,c),如果CC(v,c)>CCmax,则让CCmax=CC(v,c);其中,CC(v,c)表示缓存节点v关于内容块c的内容中心性。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S500中,用户从缓存节点v上获取请求内容块c的时延节省dsv,c表示为:dsv,c=hops(c)(c,u)-hOpv(c,u),

其中,hops(c)(c,u)表示用户u从源服务器s(c)获取内容块c时所需要的跳数;hopv(c,u)表示用户u从缓存节点v获取内容块c时所需要的跳数。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述步骤S500中,用户u访问内容块c的源服务器s(c)所需要的跳数d(u,s(c))表示为:d(u,s(c))=dsw,c+hop,

其中,dsw,c表示内容响应节点的内容获取时延节省,hop表示用户请求内容的最短路径上到达内容请求响应节点所经过的跳数。

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S500中,根据所述缓存概率决策是否在该路由器中缓存该数据包中的内容是指,若该缓存概率大于预定值,则决定在该路由器中缓存该数据包中的内容。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述预定值是随机生成的0-1之间的数值。

10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S500中,所述根据所述缓存概率决策是否在该路由器中缓存该数据包中的内容具体为:如果决定在该路由器上缓存该内容且缓存空间未满,则直接对该内容进行备份并转发至下一跳路由器;如果决定缓存该内容但缓存空间已满,则根据缓存替换策略进行替换缓存并转发至下一跳路由器;如果决定不缓存该内容,则直接将该内容转发至下一跳路由器,直到用户接收到返回的数据包。