一种基于内容中心网络的缓存放置方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于内容中心网络的缓存放置方法及装置，方法包括：接收用户发送的第一兴趣包并解析，若不存在与第一兴趣包中内容名称对应的预存数据包，将内容名称发送给控制器，接收控制器发送的最大缓存判决指标、针对当前节点的缓存判决指标以及最优路径中的节点信息，将最大缓存判决指标存储至第一兴趣包中以生成第二兴趣包，向最优路径中的下一节点发送第二兴趣包，接收数据包，其中，数据包中存储有与第二兴趣包中内容名称对应的数据和最大缓存判决，将数据包发送给用户。可以实现统筹网络内的路径管理以及缓存决策实现，选择最优的节点进行缓存，减轻网络负载压力，有效提高网络缓存效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种基于内容中心网络的缓存放置方法及装置。
技术介绍
随着互联网的飞速发展，对网络的分发效率以及安全性要求越来越高。现有的传输控制协议/因特网互联协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP)网络已经无法满足用户对网络分发效率以及安全性的要求。内容中心网络(Content-Centric Networking，缩写：CCN)在这种情况下应运而生。CCN网络用对数据命名代替了对物理实体命名。主要包括两种包类型：兴趣包和数据包，兴趣包由内容请求者发出，携带所需内容的命名前缀，数据包由内容源发出，用于反馈对应的请求数据。网络中的节点都具备一定的缓存路由功能，节点可以根据缓存策略，有选择性地将用户经常访问的内容缓存在合适的网络节点中，当相同的内容请求到达时，从缓存节点获取数据包。在现有的节点缓存策略为，从内容源获取的数据包的内容会被缓存在返回路径的每个节点上，这种策略带来了严重的缓存内容冗余，大大降低了网络的缓存效率。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本 领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
技术问题有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题是，如何提供一种基于内容中心网络的缓存放置方法及装置，能够提高网络的缓存效率。解决方案为解决以上技术问题，本专利技术在第一方面提供一种基于内容中心网络的缓存放置方法，包括：接收用户发送的第一兴趣包并对所述第一兴趣包解析，所述第一兴趣包存储有：内容名称，所述内容名称为用户所需内容的命名前缀；判断是否存在与所述第一兴趣包中内容名称对应的预存数据包；若不存在与所述第一兴趣包中内容名称对应的预存数据包，将所述内容名称发送给控制器；接收所述控制器发送的所述最大缓存判决指标、针对当前节点的缓存判决指标以及最优路径中的节点信息，将所述最大缓存判决指标存储至所述第一兴趣包中以生成第二兴趣包，其中，所述最优路径中包括从所述第一节点到所述内容服务器所需要经过的多个节点，所述缓存判决指标为根据所述多个节点在所述最优路径中的剩余缓存度量和请求频率计算得到的，所述第二兴趣包包括：所述第一兴趣包存储的内容名称和所述最大缓存判决指标；向所述最优路径中的下一节点发送所述第二兴趣包；接收数据包，其中，数据包中存储有与所述第二兴趣包中内容名称对应的数据和所述最大缓存判决；将所述数据包发送给用户。本专利技术在第二方面提供一种基于内容中心网络的缓存放置方法，包括：接收所述控制器发送的缓存判决指标以及最优路径中的节点信息，其中，所述最优路径中包括从所述第一节点到所述内容服务器所需要经过的多个节点，所述缓存判决指标为根据所述多个节点在所述最优路径中的剩余缓存度量和请求频率计算得到的；若所述最优路径中的当前节点中不存在与所述第二兴趣包中内容名称对应的预存数据包，则根据所述最优路径中的节点信息，向所述最优路径中的当前节点的下一节点发送所述第二兴趣包；当所述最优路径中的节点中不存在与所述第二兴趣包中内容名称对应的预存数据包时，将所述第二兴趣包发送至内容服务器；接收数据包，所述数据包中存储有与所述内容名称对应的数据和最大的缓存判决指标，其中，最大缓存指标为所述最优路径中多个节点的缓存判决指标中的最大值；获取所述最大缓存判决指标；若所述最大缓存判决指标与当前节点存储的缓存判决指标相等，则在所述当前节点存储所述数据包作为预存数据包，并将所述数据包发送给第一节点。在一种可能的实现方式中，所述接收所述控制器发送的缓存判决指标以及最优路径中的节点信息后，还包括：若所述当前节点中存在与所述第二兴趣包中内容名称对应的预 存数据包，则将所述预存数据包发送给所述第一节点。本专利技术在第三方面提供一种基于内容中心网络的缓存放置方法，包括：接收第一节点发送的内容名称，并根据所述内容名称查找存储有与所述内容名称对应的数据的内容服务器；计算所述第一节点到所述内容服务器的最优路径，其中，所述最优路径中包括从所述第一节点到所述内容服务器所需要经过的多个节点；获取所述多个节点在所述最优路径中的缓存空间度量和请求频率，根据所述缓存空间度量和所述请求频率计算所述最优路径中多个节点的缓存判决指标；将所述多个节点的缓存判决指标分别下发至每一相应节点，并将所述最大缓存判决指标发送至所述第一兴趣包所在的节点，其中，所述第一兴趣包存储有：内容名称，所述最大缓存指标为所述最优路径中多个节点的缓存判决指标中的最大值。在一种可能的实现方式中，所述根据所述缓存空间度量和所述请求频率计算所述最优路径中多个节点的缓存判决指标，包括：获取节点Ri的剩余缓存空间space(Ri)以及所述最优路径中总节点的剩余缓存空间之和，所述节点在最优路径上的缓存空间度量Sp(Ri)为所述剩余缓存空间space(Ri)与所述最优路径中总节点的剩余缓存空间之和的比值；获取预定时间内，根据第二公式，计算节点Ri的内容请求频率 Re(Cj)，所述第二公式为其中，num(Cij)为所述节点Ri接收到的关于内容Cj的请求数目，num(Ci)为所述最优路径中总节点接收到的内容Cj的请求数目；根据第三公式，计算节点Ri关于内容Cj的缓存判决指标Cache(Rij)，所述公式三为：Cache(Rij)＝Sp(Ri)×Re(Cij)。本专利技术在第四方面提供一种基于内容中心网络的缓存放置方法，包括：接收最优路径中的节点发送的第二兴趣包，所述第二兴趣包存储有：内容名称和最大缓存判决指标，其中，所述最大缓存指标为最优路径中多个节点的缓存判决指标中的最大值；获取所述最大缓存判决指标；获取与所述第二兴趣包中内容名称对应的数据；将所述数据和所述最大缓存判决指标存储在数据包中，并发送所述数据包。本专利技术在第五方面提供一种基于内容中心网络的缓存放置装置，包括：第一接收模块，用于接收用户发送的第一兴趣包并对所述第一兴趣包解析，所述第一兴趣包存储有：内容名称，所述内容名称为用户所需内容的命名前缀；第一判断模块，用于判断是否存在与所述第一兴趣包中内容名称对应的预存数据包；若不存在与所述第一兴趣包中内容名称对应的预存数据包，将所述内容名称发送给控制器；所述第一接收模块还用于接收所述控制器发送的所述最大缓存判决指标、针对当前节点的缓存判决指标以及最优路径中的节点信息，将所述最大缓存判决指标存储至所述第一兴趣包中以生成第二兴趣包，其中，所述最优路径中包括从所述第一节点到所述内容服务器所需要经过的多个节点，所述缓存判决指标为根据所述多个节点在所述最优路径中的剩余缓存度量和请求频率计算得到的，所述第二兴趣包包括：所述第一兴趣包存储的内容名称和所述最大缓存判决指标；第一发送模块，用于向所述最优路径中的下一节点发送所述第二兴趣包；所述第一接收模块还用于接收数据包，其中，数据包中存储有与所述第二兴趣包中内容名称对应的数据和所述最大缓存判决；所述第一发送模块，还用于将所述数据包发送给用户。本专利技术在第六方面提供一种基于内容中心网络的缓存放置装置，包括：第二接收模块，用于接收所述控制器发送的缓存判决指标以及最优路径中的节点信息，其中，所述最优路径中包括从所述第一节点到所述内容服务器所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于内容中心网络的缓存放置方法，其特征在于，包括：接收用户发送的第一兴趣包并对所述第一兴趣包解析，所述第一兴趣包存储有：内容名称，所述内容名称为用户所需内容的命名前缀；判断是否存在与所述第一兴趣包中内容名称对应的预存数据包；若不存在与所述第一兴趣包中内容名称对应的预存数据包，将所述内容名称发送给控制器；接收所述控制器发送的所述最大缓存判决指标、针对当前节点的缓存判决指标以及最优路径中的节点信息，将所述最大缓存判决指标存储至所述第一兴趣包中以生成第二兴趣包，其中，所述最优路径中包括从所述第一节点到所述内容服务器所需要经过的多个节点，所述缓存判决指标为根据所述多个节点在所述最优路径中的剩余缓存度量和请求频率计算得到的，所述第二兴趣包包括：所述第一兴趣包存储的内容名称和所述最大缓存判决指标；向所述最优路径中的下一节点发送所述第二兴趣包；接收数据包，其中，数据包中存储有与所述第二兴趣包中内容名称对应的数据和所述最大缓存判决；将所述数据包发送给用户。

【技术特征摘要】
1.一种基于内容中心网络的缓存放置方法，其特征在于，包括：接收用户发送的第一兴趣包并对所述第一兴趣包解析，所述第一兴趣包存储有：内容名称，所述内容名称为用户所需内容的命名前缀；判断是否存在与所述第一兴趣包中内容名称对应的预存数据包；若不存在与所述第一兴趣包中内容名称对应的预存数据包，将所述内容名称发送给控制器；接收所述控制器发送的所述最大缓存判决指标、针对当前节点的缓存判决指标以及最优路径中的节点信息，将所述最大缓存判决指标存储至所述第一兴趣包中以生成第二兴趣包，其中，所述最优路径中包括从所述第一节点到所述内容服务器所需要经过的多个节点，所述缓存判决指标为根据所述多个节点在所述最优路径中的剩余缓存度量和请求频率计算得到的，所述第二兴趣包包括：所述第一兴趣包存储的内容名称和所述最大缓存判决指标；向所述最优路径中的下一节点发送所述第二兴趣包；接收数据包，其中，数据包中存储有与所述第二兴趣包中内容名称对应的数据和所述最大缓存判决；将所述数据包发送给用户。2.一种基于内容中心网络的缓存放置方法，其特征在于，包括：接收所述控制器发送的缓存判决指标以及最优路径中的节点信息，其中，所述最优路径中包括从所述第一节点到所述内容服务器所需要经过的多个节点，所述缓存判决指标为根据所述多个节点在所述最优路径中的剩余缓存度量和请求频率计算得到的；若所述最优路径中的当前节点中不存在与所述第二兴趣包中内容名称对应的预存数据包，则根据所述最优路径中的节点信息，向所述最优路径中的当前节点的下一节点发送所述第二兴趣包；当所述最优路径中的节点中不存在与所述第二兴趣包中内容名称对应的预存数据包时，将所述第二兴趣包发送至内容服务器；接收数据包，所述数据包中存储有与所述内容名称对应的数据和最大的缓存判决指标，其中，最大缓存指标为所述最优路径中多个节点的缓存判决指标中的最大值；获取所述最大缓存判决指标；若所述最大缓存判决指标与当前节点存储的缓存判决指标相等，则在所述当前节点存储所述数据包作为预存数据包，并将所述数据包发送给第一节点。3.根据权利要求2所述的缓存放置方法，其特征在于，所述接收所述控制器发送的缓存判决指标以及最优路径中的节点信息后，还包括：若所述当前节点中存在与所述第二兴趣包中内容名称对应的预存数据包，则将所述预存数据包发送给所述第一节点。4.一种基于内容中心网络的缓存放置方法，其特征在于，包括：接收第一节点发送的内容名称，并根据所述内容名称查找存储有与所述内容名称对应的数据的内容服务器；计算所述第一节点到所述内容服务器的最优路径，其中，所述最优路径中包括从所述第一节点到所述内容服务器所需要经过的多个节点；获取所述多个节点在所述最优路径中的缓存空间度量和请求频率，根据所述缓存空间度量和所述请求频率计算所述最优路径中多个节点的缓存判决指标；将所述多个节点的缓存判决指标分别下发至每一相应节点，并将所述最大缓存判决指标发送至所述第一兴趣包所在的节点，其中，所述第一兴趣包存储有：内容名称，所述最大缓存指标为所述最优路径中多个节点的缓存判决指标中的最大值。5.根据权利要求4所述的缓存放置方法，其特征在于，所述根据所述缓存空间度量和所述请求频率计算所述最优路径中多个节点的缓存判决指标，包括：获取节点Ri的剩余缓存空间space(Ri)以及所述最优路径中总节点的剩余缓存空间之和，所述节点在最优路径上的缓存空间度量Sp(Ri)为所述剩余缓存空间space(Ri)与所述最优路径中总节点的剩余缓存空间之和的比值；获取预定时间内，根据第二公式，计算节点Ri的内容请求频率Re(Cj)，所述第二公式为其中，num(Cij)为所述节点Ri接收到的关于内容Cj的请求数目，num(Ci)为所述最优路径中总节点接收到的内容Cj的请求数目；根据第三公式，计算节点Ri关于内容Cj的缓存判决指标Cache(Rij)，所述公式三为：Cache(Rij)＝Sp(Ri)×Re(Cij)。6.一种基于内容中心网络的缓存放置方法，其特征在于，包括：接收最优路径中的节点发送的第二兴趣包，所述第二兴趣包存储有：内容名称和最大缓存判决指标，其中，所述最大缓存指标为最优路径中多个节点的缓存判决指标中的最大值；获取所述最大缓存判决指标；获取与所述第二兴趣包中内容名称对应的数据；将所述数据和所述最大缓存判决指标存储在数据包中，并发送所述数据包。7.一种基于内容中心网络的缓存放置装置，其特征在于，包括：第一接收模块，用于接收用户发送的第一兴趣包并对所述第一兴趣包解析，所述第一兴趣包存...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵彦平，李良，李海峰，庞振江，周小强，武穆清，赵敏，凌申，张勇，韩东锋，全明睿，王建民，
申请(专利权)人：北京智芯微电子科技有限公司，国网山西省电力公司检修分公司，国网信息通信产业集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11