[發明專利]一種緩存替換方法及裝置

在審

• 申請號: 201710113447.3
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106888262A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 芮蘭蘭;邱雪松;陳炳偉;郭輝;王穎
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙)11413
• 代理人: 馬敬,項京

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，特別是涉及一種緩存替換方法及裝置。

背景技術

近年來，隨著互聯網技術快速發展，用戶對網絡信息的需求呈爆發式增長，用戶關注的是信息本身，而不是信息的存儲位置，因此，為了適應對海量信息的訪問需求，信息中心網絡(information centric networking，ICN)被提出，ICN是以信息為中心的網絡通信模型，取代傳統的以地址為中心的網絡通信模型，通信模式從主機到主機演變為主機到網絡，轉發機制由傳統的存儲轉發演變為緩存轉發。

通常情況下，網絡節點配置的緩存空間比較小，而隨著緩存內容項的不斷增加，緩存空間逐漸被占滿，內容項即為上述所說的信息；隨著時間的推移，緩存空間中已緩存的某些內容項可能已經不再被訪問到，如果不能及時地對這些內容項進行緩存替換，則會造成緩存空間的浪費，針對上述現象，可以對緩存空間中已緩存的內容項進行緩存替換。

由于緩存空間中已緩存的內容項數量比較多，因此不同內容項對應的訪問頻率可能相同，而傳統的LRU(Least Recently Used)、LFU(Least FrequentlyUsed)、FIFO(First In First Out)等緩存替換算法，本質上沒有協同機制，當對訪問頻率相同的多個內容項進行緩存替換時，沒有任何機制來對上述的內容項進行選擇，一般是采用隨機選擇方式從訪問頻率相同的多個內容項中選擇內容項，然后對所選擇的內容項進行緩存替換。雖然應用上述方式可以實現緩存替換，但是由于所選擇的內容項隨機性較強，不利于緩存空間的釋放，造成緩存空間利用率低，進而可能會導致緩存命中率低下。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種緩存替換方法及裝置，以提高緩存空間的利用率，進而提升緩存命中率。

為達到上述目的，本發明實施例公開了一種緩存替換方法，應用于信息中心網絡ICN的目標節點，所述方法包括：

接收待緩存內容項；

判斷當前緩存空間是否已經被存滿；

若已經被存滿，分別計算當前緩存空間中已緩存的各內容項對應的訪問頻率；

判斷當前緩存空間中是否存在第一內容項，所述第一內容項為當前緩存空間中訪問頻率最小且訪問頻率相同的內容項；

如果是，根據各個第一內容項的緩存內存確定第一替換內容項；

將所述第一替換內容項替換為所述待緩存內容項。

可選地，在判斷當前緩存空間中不存在第一內容項的情況下，所述方法還包括：

將當前緩存空間中訪問頻率最小的內容項確定為第二替換內容項；

將所述第二替換內容項替換為所述待緩存內容項。

可選地，所述根據各個第一內容項的緩存內存確定第一替換內容項的步驟，包括：

將緩存內存最大的第一內容項確定為第一替換內容項；或

基于每一第一內容項的緩存內存和生存時間，確定第一替換內容項，其中，所述生存時間用于表示該第一內容項在當前緩存空間中剩余的緩存時間。

可選地，所述基于每一第一內容項的緩存內存和生存時間，確定第一替換內容項的步驟，包括：

分別獲得每一第一內容項的效用函數值，其中，每一第一內容項的效用函數值采用以下公式計算：

其中，表示第i個第一內容項d_i對應的效用函數值，表示第i個第一內容項d_i的生存時間，表示第i個第一內容項d_i的緩存內存，C₁和C₂均為常量；

將效用函數值最小的第一內容項確定為第一替換內容項。

可選地，在所述判斷當前緩存空間是否已經被存滿的步驟之前，所述方法還包括：

判斷當前緩存空間中是否已緩存與所述待緩存內容項相同的第二內容項；

如果否，執行所述判斷當前緩存空間是否已經被存滿的步驟。

可選地，在當前緩存空間中已緩存與所述待緩存內容項相同的第二內容項的情況下，所述方法還包括：

對所述第二內容項的生存時間進行歸零或衰減處理；

計算所述第二內容項的生存時間進行歸零或衰減處理后對應的新效用函數值，將所述新效用函數值作為所述第二內容項對應的效用函數值。

可選地，所述方法還包括：

將所述第一替換內容項轉發至所述ICN中除所述目標節點以外的其他節點中。