车载内容中心网络下基于一致性哈希的移动感知协作缓存方法技术

本发明专利技术属于车载内容中心网络技术领域，提供了一种车载内容中心网络下基于一致性哈希的移动感知协作缓存方法。RSU根据车辆的历史移动路径来预测车辆在下一个时间片最有可能到达的位置，再将当前处在同一区块下并且具有相同预测目的地的车辆划分为一组。RSU通过一致性哈希将组内的车辆组成哈希环并加权配置虚拟节点，然后将哈希环广播给各车辆，从而形成内容与车辆间的映射关系。各车辆在接收到内容后根据流行度做出缓存决策，通过一致性哈希映射到当前车辆的内容将会获得额外的流行度加成。最后，车辆会将被替换的内容转发给合适的邻居节点以分摊缓存负载。

A mobile aware cooperative caching method based on consistent hash in vehicle content center network

【技术实现步骤摘要】
车载内容中心网络下基于一致性哈希的移动感知协作缓存方法
本专利技术涉及一种车载内容中心网络下基于一致性哈希的移动感知协作缓存方法，属于车载内容中心网络

技术介绍
车载自组网(vehicularad-hocnetwork，VANET)是一种特殊类型的移动自组网，它包含了若干固定的基础设施和车辆。在VANET中，每一辆车都可以与其他车辆或固定的路边基础单元进行通信。在过去的几十年里，VANET逐渐成为了一个无关来源的内容共享平台，即VANET更多的是关注内容本身，而不是内容的实际载体。面向内容的应用涵盖了诸如娱乐、体育、购物等不同领域。为满足VANET面向内容的特点，提出了一种新的网络结构——内容中心网络(content-centricnetworking，CCN)。与IP网络不同，内容名称是CCN中的基本元素，它的特征是内容请求包(称为“兴趣”)和内容响应包(称为“数据”)的基本交换。CCN的网络内缓存有助于在车辆的移动性和时断时续的连通性下有效地分发流行内容，从而产生了以内容为中心的车载网络(vehicularcontentc本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载内容中心网络下基于一致性哈希的移动感知协作缓存方法，其特征在于，步骤如下：/n(1)首先在车载网的动态环境下将车辆进行分组，通过移动预测的方式找出具有相同预测目的地的车辆并归为一组，使得分组内的车辆之间具有相对稳定的连接；/n分组的生成与调整，具体过程如下：/n(1.1)车辆定期向对应的RSU上传自己的路径信息，RSU之间通过有线连接同步信息并利用基于部分匹配的预测方法，预测每个车辆下一个时间片可能到达的区块的概率，概率最高的区块被选为该车辆的预测目的地；对同一个区块内具有相同预测目的地的车辆，RSU把它们划分为一个组，并将每个组的预测目的地以及车辆和各车辆的预测概率P

【技术特征摘要】
1.一种车载内容中心网络下基于一致性哈希的移动感知协作缓存方法，其特征在于，步骤如下：
(1)首先在车载网的动态环境下将车辆进行分组，通过移动预测的方式找出具有相同预测目的地的车辆并归为一组，使得分组内的车辆之间具有相对稳定的连接；
分组的生成与调整，具体过程如下：
(1.1)车辆定期向对应的RSU上传自己的路径信息，RSU之间通过有线连接同步信息并利用基于部分匹配的预测方法，预测每个车辆下一个时间片可能到达的区块的概率，概率最高的区块被选为该车辆的预测目的地；对同一个区块内具有相同预测目的地的车辆，RSU把它们划分为一个组，并将每个组的预测目的地以及车辆和各车辆的预测概率Pi广播给各组车辆；RSU周期性地重复上述操作以保证分组的有效性；
(1.2)为了应对两次更新之间出现的异常情况，系统触发式地对分组进行调整；当车辆发现自己连续几个时间片都没有收到任何来自组内其他车辆的信标帧时，或发现自己偏离了预定的行驶路径时，车辆会持续向RSU发出带有“join”标志的信标帧，RSU在收到该信息后更新该车辆原分组的信息并告知原分组车辆，同时重新对该车辆进行预测并查找是否有合适的组供该车辆加入；一旦找到合适的组，RSU会告知该车辆并向新分组的车辆更新组的信息；加入新的组后，车辆将停止发送“join”信息；
另外，如果一个车辆在周期性的组划分过程中被单独编为一个组，它也会不断发送“join”请求直至RSU帮助它找到一个合适的分组并成功加入；
(2)为了减轻不同车辆对相同内容重复缓存的问题，在分组内将内容均匀分配给不同的车辆，使得每个车辆尽可能缓存不同内容，同时又能在组内快速获取其他内容，达到缓存空间共享的目的；
内容分配的具体过程如下：
(2.1)RSU在对车辆进行分组的同时，将每个车辆的ID通过哈希函数映射到0～232-1中的一个整数上，这些整数首尾相连构成一个哈希环；同样，每个内容的名称也被映射到一个整数对应的哈希环上的位点，每个内容从自己所在位点出发，沿哈希环顺时针搜索到的第一个车辆位点，这样就构建出一个内容与车辆的多对一映射，从而实现初步的内容分配；
(2.2)考虑到分组可能出现的车辆变化，尽管一致性哈希解决了所有车辆重新分配内容的问题，但一个车辆离开后原本分配的内容将全部顺延到下个车辆的范围，将导致分配不平衡的问题；同时，不同车辆的移动稳定性和可用缓存空间不同，实际上具备的缓存能力是有差异的；为此，为各个组内的车辆引入不同数量的虚拟节点，这些虚拟节点同样通过哈希函数映射到哈希环上的一个位点，在为一个内容确定对应缓存节点时，如果顺时针搜索到的第一个车辆位点是一个虚拟节点，那么这个内容对应的缓存节点即为这个虚拟节点所对应的车辆；RSU依据各车辆预测概率和可用存储空间加权设置虚拟节点数量：



其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚琳，李兆洋，吴国伟，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21