[發(fā)明專利]一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710295143.3
• 申請(qǐng)日: 2017-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN107105043B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲樺;趙季紅;劉軍;李巖松;趙東坡;馬慧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L29/08
• 分類號(hào): H04L29/08;H04L12/24
• 代理公司: 61200 西安通大專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 范巍

1.一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存方法，其特征在于：包括以下步驟：

在軟件定義網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)融合架構(gòu)下，控制層的控制器根據(jù)全局網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛢?nèi)容的信息，對(duì)內(nèi)容進(jìn)行集中和整體的緩存優(yōu)化；所述控制器周期性的對(duì)緩存信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并在接收到數(shù)據(jù)層的緩存決策請(qǐng)求后進(jìn)行緩存決策；所述緩存決策是利用數(shù)據(jù)層中緩存節(jié)點(diǎn)的重要度和邊緣度以及內(nèi)容的流行度對(duì)緩存節(jié)點(diǎn)和內(nèi)容進(jìn)行整體的數(shù)學(xué)建模后應(yīng)用粒子群算法進(jìn)行優(yōu)化而得到的；

當(dāng)數(shù)據(jù)層的交換機(jī)接收到內(nèi)容服務(wù)器根據(jù)用戶請(qǐng)求發(fā)送的相應(yīng)內(nèi)容包后，首先對(duì)內(nèi)容包進(jìn)行判斷，若內(nèi)容包未進(jìn)行標(biāo)記，則交換機(jī)向控制器發(fā)送包含內(nèi)容名的緩存決策請(qǐng)求，控制器收到該緩存決策請(qǐng)求后根據(jù)緩存信息進(jìn)行緩存決策，然后將緩存決策結(jié)果通過(guò)緩存決策消息傳給請(qǐng)求緩存決策的交換機(jī)，交換機(jī)接收到緩存決策結(jié)果后將緩存決策結(jié)果寫入內(nèi)容包中，并對(duì)內(nèi)容包進(jìn)行標(biāo)記；若內(nèi)容包已標(biāo)記為已進(jìn)行緩存決策，則從內(nèi)容包中讀取緩存決策結(jié)果，若緩存結(jié)果是將內(nèi)容緩存在自身節(jié)點(diǎn)，則該交換機(jī)自身緩存該內(nèi)容，并傳輸該內(nèi)容包，若緩存結(jié)果不是將內(nèi)容緩存在自身節(jié)點(diǎn)，則繼續(xù)傳輸該內(nèi)容包。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存方法，其特征在于：所述緩存決策由具有邏輯中心化和全網(wǎng)感知的控制器完成，所述控制器周期性的對(duì)數(shù)據(jù)層的交換機(jī)下發(fā)統(tǒng)計(jì)緩存信息的消息，交換機(jī)收到所述控制器下發(fā)的統(tǒng)計(jì)信息的消息后，將自身統(tǒng)計(jì)的緩存信息發(fā)送給所述控制器，所述控制器對(duì)緩存信息進(jìn)行收集并做相應(yīng)的先期處理，所述先期處理包括計(jì)算交換機(jī)自身的節(jié)點(diǎn)的重要度和邊緣度以及內(nèi)容的流行度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存方法，其特征在于：所述緩存決策是以路徑為單位進(jìn)行優(yōu)化的結(jié)果，控制器接收到緩存決策請(qǐng)求后根據(jù)內(nèi)容路由路徑上節(jié)點(diǎn)的重要度和邊緣度以及路由路徑上各個(gè)節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)的內(nèi)容的流行度進(jìn)行緩存決策；同時(shí)控制器對(duì)需要緩存的內(nèi)容按照流行度進(jìn)行分類，每個(gè)分類包含一定數(shù)量的內(nèi)容，從而使決策過(guò)程針對(duì)于內(nèi)容類而不是某一個(gè)具體的內(nèi)容。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存方法，其特征在于：所述節(jié)點(diǎn)的重要度是指某一個(gè)內(nèi)容的路由路徑經(jīng)過(guò)該節(jié)點(diǎn)的次數(shù)；節(jié)點(diǎn)的邊緣度是指所有請(qǐng)求某一內(nèi)容的用戶與該節(jié)點(diǎn)之間路由路徑的平均距離；內(nèi)容的流行度是指某一個(gè)節(jié)點(diǎn)上統(tǒng)計(jì)的該內(nèi)容的請(qǐng)求次數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存方法，其特征在于：所述數(shù)學(xué)建模過(guò)程中，將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械慕粨Q機(jī)分為三類：核心節(jié)點(diǎn)、邊緣節(jié)點(diǎn)和普通節(jié)點(diǎn)；核心節(jié)點(diǎn)為重要度相比其他兩類較高的節(jié)點(diǎn)，邊緣節(jié)點(diǎn)為邊緣度相比其他兩類較高的節(jié)點(diǎn)，優(yōu)化的結(jié)果使流行度較高的內(nèi)容緩存在核心節(jié)點(diǎn)或/和邊緣節(jié)點(diǎn)，流行度較低的內(nèi)容緩存在普通節(jié)點(diǎn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存方法，其特征在于：通過(guò)數(shù)學(xué)建模，將內(nèi)容k緩存在節(jié)點(diǎn)i的優(yōu)化函數(shù)表示為：

α+β＝1

其中c₁,c₂為常數(shù)，B_ik表示節(jié)點(diǎn)i對(duì)于內(nèi)容k的重要度，表示節(jié)點(diǎn)i處對(duì)于內(nèi)容的最大重要度；l_i＝L_i/L_max，h表示用戶終端的數(shù)量，s_k表示節(jié)點(diǎn)i離第k個(gè)用戶終端的距離，L_max表示所有節(jié)點(diǎn)中最低的邊緣度；P_ik表示節(jié)點(diǎn)i處內(nèi)容k的流行度，表示節(jié)點(diǎn)i處內(nèi)容的最大流行度；

以路徑為優(yōu)化單位構(gòu)建優(yōu)化問(wèn)題如下：

D表示為路徑上節(jié)點(diǎn)的集合，C_i表示該路徑上節(jié)點(diǎn)i緩存的內(nèi)容的集合。