一种基于价值函数的雾计算网络内容缓存替换方法技术

本发明专利技术公开了一种基于价值函数的雾计算网络内容缓存替换方法，该方法中，在用户终端发出内容请求时，依次访问雾节点获取内容，并实时更新访问次数等信息；若遍历雾节点后仍无法获取内容，则根据其价值函数决定是否从云端将内容缓存到雾节点，该函数结合了内容流行度、内容大小和可用缓存存储空间等因素；并且本发明专利技术提出新的内容缓存替换方法，若需缓存内容大小大于雾节点剩余容量，则执行该内容缓存替换方法，选择最合适的雾节点删除一部分内容并对新的内容进行存储。本发明专利技术可应用于雾计算网络的设计和部署，提出的基于价值函数的内容缓存替换方法提高了用户请求被响应的概率，而且雾节点存储空间利用率较高，缓存性能优势明显。

A value function based replacement method of content cache in fog computing network

【技术实现步骤摘要】
一种基于价值函数的雾计算网络内容缓存替换方法
本专利技术涉及雾计算通信领域，具体涉及一种基于价值函数的雾计算网络内容缓存替换方法。
技术介绍
如今，对数据流量的需求日益增长。云计算技术对当前通信网络技术的发展做出了重大贡献，但是用户的大量访问会导致带宽严重不足、网络延迟等问题。为了解决这一问题，雾计算应运而生，它有效地提高了网络的吞吐量，降低了网络的时延。在雾计算网络中，雾节点距离用户非常近，具有存储、计算、通信等功能。因此，雾节点可以提前缓存流行的、有趣的内容。这样可以有效地减少用户访问网络的时间和卸载回程流量。因此，内容缓存技术正成为雾计算的一个重要研究课题。然而，目前研究较多的是内容受欢迎程度的影响，而忽略了缓存内容大小和缓存设备的剩余存储空间对缓存性能的影响。与此同时，缓存机制还存在其他一些问题需要解决。例如，应该考虑雾节点的存储容量有限，因为沉重的负荷将导致高延迟和低服务质量(QoS)的用户。因此，这些影响缓存性能的因素应该作为一个整体来考虑。在此基础上，定义和描述了价值函数。为了提高缓存命中率，提出了一种基于价值函数的缓存替本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于价值函数的雾计算网络内容缓存替换方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n(1)在用户终端UE

【技术特征摘要】
1.一种基于价值函数的雾计算网络内容缓存替换方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)在用户终端UEi请求内容ck时，UEi依次访问其通信区域内距离由近及远的雾节点集合packagei中的雾节点，若packagei中第1个雾节点Fi,1缓存有ck，则UEi与Fi,1建立通信连接并下载ck，并更新ck在Fi,1中的请求次数Fi,1的总访问次数以及Fi,1的剩余空间若Fi,1没有缓存ck，则按照轮询规则继续访问其他雾节点，并实时更新相关信息；
(2)若遍历完packagei中的所有雾节点均无用户请求的内容ck，则从云数据中心获取ck，并根据内容缓存价值判断是否满足需要在雾节点中缓存ck；如果存在雾节点对内容ck的缓存价值大于设定的最低阈值，则检查相应雾节点的剩余存储空间；否则放弃存储内容ck；所述缓存价值根据价值函数计算，价值函数定义为流行因子和空间影响因子的乘积；
(3)若存在满足剩余空间大于等于内容ck的大小的雾节点，则把ck存入该节点中，并更新其相关信息，缓存过程结束；否则，在packagei中的所有雾节点中选择缓存价值最低的内容进行缓存替换。


2.根据权利要求1所述的一种基于价值函数的雾计算网络内容缓存替换方法，其特征在于，所述步骤(2)中，流形因子定义为一个时间周期内内容被用户请求的平均次数。


3.根据权利要求1所述的一种基于价值函数的雾计算网络内容缓存替换方法，其特征在于，所述步骤(2)中，空间影响因子定义为：



其中，gk为内容ck的大小，为雾节点Fj剩余存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭杰，沈寄畅，臧振楠，孙颖，胡居荣，顾燕，郭洁，吕勇，李建霓，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32