一种考虑终端能力的网络缓存方法技术

本发明专利技术提出了一种考虑终端能力的网络缓存方法，包括：Step1，根据节点之间交互信息确认邻居节点信息；Step2，节点计算自身剩余电池电量信息；Step3，网络管理节点获取全网的拓扑信息以及节点的电池电量信息；Step4，网络管理节点计算每个节点的缓存概率；Step5，网络管理节点通知网络中节点的缓存概率。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及无线通信领域，尤其涉及。
技术介绍
CCN(Content Centric Networking，内容中心网络）通过将内容与位置分离，使得 网络中的通信不再依赖于IP网络中端到端的传输模式。CCN天然支持多播和移动网络场 景，通过解耦内容与位置以及网内缓存来提高内容分发效率。因此，CCN被认为是一种非常 具有前景的全新的网络架构。 将CCN引入到ad hoc网络中，一方面，可以利用CCN网络的内容缓存、命名技术来 提高ad hoc网络中的内容分发效率，另一方面利用ad hoc网络中节点的移动性、无线信道 的广播特性来进一步发挥CCN缓存的作用。在内容中心ad hoc网络中，每个节点都有安装 了用于缓存内容的CS (Content Store，缓存空间）、用于指导兴趣包转发的FIB (Forwarding Information Base，转发信息表）以及记录未被响应的兴趣包列表PIT (Pending Interest Table)。节点使用CCN中仅有的两种包结构兴趣包和数据包来完成内容请求与获取。兴趣 包携带着被请求的内容名字，而数据包则携带着被请求的内容。数据包和兴趣包是以多跳 的方式转发，从而实现在节点间的通信。 CCN网路的一个核心技术就是在网络中使用内置缓存技术。大规模的使用CCN 的内置缓存技术对于节点缓存空间有限的ad hoc网络场景，会导致节点进行频繁的缓存 替换，不仅会消耗节点有限的电池电量，而且会减小缓存的效用。基于CCN体系结构的 MANET(Mobile Ad hoc Network，移动自组织网络）相关技术刚刚开始研发，目前并没有较 为成熟的解决方案。 在现有的内容中心网络中，节点缓存经过的数据包的内容来为后续的请求服务， 从而减小网络中节点获取内容的时延，提高内容分发效率。LCE(Leave Copy Everywhere) 是CCN中经典的缓存策略，在数据包回传路径上的节点都要对内容进行缓存。虽然LCE部 署简单，易于实现，但是其不加选择的缓存使得网络中存在大量的缓存冗余。在节点缓存空 间有限的ad hoc网络中会造成节点频繁的缓存替换，从而降低缓存增益。概率缓存策略被 提出来以解决LCE缓存冗余较大的问题。网络中的节点概率性的对经过的数据包中的内容 进行缓存。概率缓存的实现简单，可以通过调整缓存概率来减小网络中的缓存冗余，提高缓 存增益。 现有技术存在以下缺陷： 首先，现有的概率缓存策略并没有给出一个选择节点缓存概率的依据，即网络中 每个节点缓存内容的概率并没有具体给出。 其次，现有的概率缓存策略中所有的节点的缓存概率相同，并没有考虑节点自身 属性，如终端能力的差异性。 第三，现有的概率缓存策略没有考虑节点在网络中的重要性，网络中所有位置的 节点的缓存概率相同。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供，其特征在于，具体包 括： Stepl，根据节点之间交互信息确认邻居节点信息； Step2,节点计算自身剩余电池电量信息； Step3,网络管理节点获取全网的拓扑信息以及节点的电池电量信息； Step4,网络管理节点计算每个节点的缓存概率； Step5,网络管理节点通知网络中节点的缓存概率。 在本申请一优选实施例中，所述St印1包括： Stepl-1，节点i向周围节点广播携带自身ID的hello信息； Stepl-2,节点j接收到来自节点i的hello信息后，将节点i添加到其邻居列表 中，并向节点i回复包含节点i和节点jID信息的验证信息； Stepl-3,节点i接收到节点j发送的验证信息后，将节点j添加到其邻居列表中。 在本申请一优选实施例中，在所述Step2中通过对安培放电效率进行积分的方式 计算电池的消耗电量，同时利用温度补偿系数对所消耗的电量进行补偿。 在本申请一优选实施例中，若节点i的安培放点效率为L，则其在时间（0, t)时间 内消耗的电池电量为： 其中，^表示节点i的安培放电效率，单位是安培小时。K 1是温度补偿系数，与温 度补偿因子Kt以及充放电效率因子n ,相关，Kv=KtX 111;温度补偿因子与当前温度以及 标准温度的差值有关，计算公式为： Kt= 1+0. 008 (T a-Tt) \*MERGEF0RMAT (2)其中Tt表示当前温度，Ta表示标准温度，通常取值为Ta= 20°C;充放电效率因子 nv表示的节点i的充放电效率，表示的实际放电电流与标准放点电流的比值，取值范围为 ，节点的实时电池状态计算公式为： 其中，S0C' 1表示节点i在0时刻的电池状态，C 1表示节点i的电池总容量。 在本申请一优选实施例中，所述St印3包括： Step3_l，网络中每个节点将自身邻居列表以及自身电池状态S0C上报给网络管 理节点； St印3-2,所述网络管理节点接收网络中各节点发送的邻居列表信息以及电池状 态fg息； Step3_3,所述网络管理节点根据接收到的节点邻居列表信息形成小区网络拓 扑。 在本申请一优选实施例中，在所述Step4中根据节点的拓扑势来决定节点缓存概 率的大小，所述拓扑势表示的是节点受到网络中其他节点的影响。 在本申请一优选实施例中，所述St印4具体包括： Step4_l，网络管理节点根据全网拓扑信息计算节点间的最短路径跳数； St印4-2,所述网络管理节点计算网络拓扑势熵，选择最优的影响因子； Step4_3,所述网络管理节点计算每个节点的拓扑势值； Step4_4,所述网络管理节点计算每个节点的缓存概率。 在本申请一优选实施例中，所述St印5具体包括：网络管理节点将计算出的节点 缓存概率发送给每个节点，所述每个节点接收到网络管理节点发送的缓存概率指示信息后 向所述网络管理节点发送确认信息，并开始使用这一缓存概率对经过的数据包中的内容进 行缓存，直到下一次接收到网络管理节点发送的新的缓存概率。【附图说明】 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他 的附图。 图1是本申请所引用的系统场景图；图2是本申请中考虑终端能力的网络缓存方法流程图。【具体实施方式】 本专利技术提出了。本专利技术中提出的该方法解决了 现有技术中存在的以下问题： 首先，在ad hoc网络中，节点的电池电量有限。然而，无论是为其他节点转发兴趣 包和数据包还是缓存内容都会消耗节点的电池电量。一旦节点电池电量耗尽，则要退出网 络，其缓存的内容也不能再为其他节点服务。因此，节点的缓存过程中，需要考虑自身的电 池电量状态，若电池充满，则具有较大的概率缓存内容，否则，缓存内容的概率会相应变小。 其次，考虑到节点构成的网络拓扑中，不同位置的节点所发挥的作用不同。节点距 离其他节点越近，邻居节点越多其缓存内容发挥的作用越大，因此，其相应的缓存概率也应 该增大。而网络中比较边缘的节点缓存的作用相应较小。因此其缓存概率也可以相应减小。 本专利技术中提出内容为中心ad hoc网络下的内容缓存方法。内容中心adhoc网 络由具有管理控制功能的网络管理节点以及具有内容缓存与中继转发功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑终端能力的网络缓存方法，包括：Step1，根据节点之间交互信息确认邻居节点信息；Step2，节点计算自身剩余电池电量信息；Step3，网络管理节点获取全网的拓扑信息以及节点的电池电量信息；Step4，网络管理节点计算每个节点的缓存概率；Step5，网络管理节点通知网络中节点的缓存概率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张天魁，周乐，肖霖，杨鼎成，
申请(专利权)人：北京邮电大学，南昌大学，
类型：发明
国别省市：北京;11