【技术实现步骤摘要】
一种基于流量感知的边缘缓存系统和方法
本专利技术属于无线通信
，更具体地，涉及一种基于流量感知的边缘缓存系统和方法。
技术介绍
随着各种多媒体应用的快速发展，无线网络中的数据传输开始面临着越来越大的挑战。边缘缓存技术被认为是解决这一问题十分有前景的技术。通过将用户频繁请求的流行内容缓存在离他们最近的雾节点，边缘缓存可以有效减少内容交付时延并缓解回程链路和主干网中的流量拥塞。目前已有很多工作提出了各种复杂的缓存策略，它们大都假设缓存的内容可以立即交付给请求用户。在这种假设下为了将流量尽可能多地卸载到网络边缘，边缘缓存命中率(Edge-Caching-Hit-Ratio,ECHR)成为了缓存使能的系统中的重要的性能指标。一般认为，ECHR的最大化有助于提高用户的体验质量，降低网络的内容提供开销。但是实际上只有当雾节点缓存的内容能够及时成功地交付给请求用户时最大化ECHR才能提高用户的体验质量。不幸的是，用户和基站之间的连接通常是通过容量有限的无线链路实现的，这意味着网络边缘的缓存内容需要一段时间才能被处理并传输给请...
【技术保护点】
1.一种基于流量感知的边缘缓存系统，其特征在于，所述系统包括：用户层、雾接入层、网络边缘控制器及云数据中心；/n用户层包括若干用户端，每个用户端用于向雾接入层发送内容请求，并与覆盖范围包含发送内容请求时用户端所在的位置的基站建立通信连接；/n雾接入层包括：若干基站、若干雾节点和一个网络边缘控制器，每个基站与每个雾节点一一对应，其中，/n网络边缘控制器，用于将雾接入层的雾节点划分成不同的簇，并协调簇内雾节点之间的协作缓存，一个雾节点只属于一个簇，簇与簇之间相互独立，同一个簇内的雾节点之间能相互协作，不同簇之间的雾节点之间不能相互协作；/n每个基站，具备流量感知能力，用于在接收...
【技术特征摘要】
1.一种基于流量感知的边缘缓存系统，其特征在于，所述系统包括：用户层、雾接入层、网络边缘控制器及云数据中心；
用户层包括若干用户端，每个用户端用于向雾接入层发送内容请求，并与覆盖范围包含发送内容请求时用户端所在的位置的基站建立通信连接；
雾接入层包括：若干基站、若干雾节点和一个网络边缘控制器，每个基站与每个雾节点一一对应，其中，
网络边缘控制器，用于将雾接入层的雾节点划分成不同的簇，并协调簇内雾节点之间的协作缓存，一个雾节点只属于一个簇，簇与簇之间相互独立，同一个簇内的雾节点之间能相互协作，不同簇之间的雾节点之间不能相互协作；
每个基站，具备流量感知能力，用于在接收与之相连的用户请求时，收集与该基站对应的雾节点所在簇内的所有雾节点中与请求内容相关的部分，判断收集到的内容是否是完整的请求内容，若是，将收集到的内容传输给请求用户端，否则，向云数据中心发送获取该内容未缓存部分的请求；
每个雾节点，用于对整个网络中的部分内容，采用分片缓存技术进行边缘缓存；
云数据中心，用于在接收到基站发送的内容未缓存部分获取请求时，向基站发送该内容未缓存部分。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，将雾接入层的雾节点划分成不同的簇依据的是各个雾节点的地理位置、存储能力、内容请求业务处理能力和通信资源中的至少一个。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，雾节点还用于处理到达的业务请求，判断在雾接入层是否能够查找到当前请求内容，若是，将该业务请求分到边缘交付队列，否则，将该业务请求分到云端获取队列。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，雾节点处的内容请求到达、等待、以及交付的业务处理模型建模为排队论中的M/M/1排队过程。
5.一种基于如权利要求4所述的流量感知的边缘缓存系统的边缘缓存方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1.计算同一个簇内所有雾节点对应的基站的覆盖区域内产生的每个请求的总的平均下载时延，构建以该平均下载时延最小化、包含第一约束、第二约束和第三约束的不等式限制的目标函数，所述第一约束是...
【专利技术属性】
技术研发人员：李强，吴容，张园梅，李莹玉，肖泳，葛晓虎，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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