[發明專利]內容中心網絡用戶需求響應調度系統及方法

在審

• 申請號: 201710558541.X
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107547625A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 蘇洲;李金田
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙)31205
• 代理人: 陸聰明

技術領域

本發明屬于內容中心網絡技術領域，尤其涉及一種內容中心網絡用戶需求響應調度系統及方法。

背景技術

由于互聯網不斷發展，基于TCP/IP協議的現有互聯網逐漸暴露出許多的不適應性問題主要有：安全性差，不支持移動，不可靠，缺乏靈活性，有效性限制，對新應用僵化等。針對這些問題，國內外研究機構提出了多個未來互聯網架構。其中，采用名字路由的內容中心網絡架構，能夠通過路由器來緩存內容，從而有效促進數據傳輸，并且提高內容的檢索效率。內容中心網絡(Content Centric Network,CCN)是一種新的網絡架構，被設計成與當今基于TCP/IP協議的網絡相匹配，既能與當今網絡協議并行運行，也能夠獨立運行，而且不會破壞現有的網絡架構。

在內容中心網絡中，隨著數據流量的快速增長和智能移動設備的快速普及，用戶之間的數據服務(從端對端通信模式轉變成以內容為中心的通信模式)可以通過增加數據訪問接入點來改善服務質量。但是該方法由于用戶對主干網負載的極大需求，造成了內容提供商的運營成本快速增加。將內容緩存到基站或者用戶終端是新的有效途徑來緩解主干網的負載需求。用戶可以從基站或相鄰的用戶終端直接獲取需要內容，而不需要連接到主干網，用戶的服務質量的到提高。因此，將內容緩存到本地存儲服務器能夠有效減小用戶獲取內容的時延和網絡擁塞。

在內容中心網絡中，內容可以在網絡中各個路由節點中緩存。用戶獲取內容有兩種方式：一方面，如果用戶獲取的內容在邊緣存儲服務器節點上，用戶從本地的邊緣節點直接獲取，獲取內容的時延較小；另一方面，當用戶需求的內容不在本地的邊緣節點中的時候，用戶可以從CCN中的路由節點中獲取，由于經過了多跳的中繼路由節點，獲取內容的時延較大。將內容緩存到邊緣存儲服務器能夠有效地將請求的數據包進行分流，緩解網絡傳輸壓力，同時給用戶提供更快更好的網絡服務。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種內容中心網絡中用戶需求響應的數據傳輸系統，降低了服務運營商的運營成本，提高了數據傳輸速度。

此外，本發明還提供了一種內容中心網絡中用戶需求響應的數據傳輸方法，降低了網絡資源冗余，提高了網絡性能。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種內容中心網絡用戶需求響應調度系統，所述系統包括：內容中心網絡信息采集單元、用戶節點信息采集單元、邊緣存儲服務器信息采集單元、數據處理單元、用戶需求合同響應單元、用戶需求合同調度單元；所述內容中心網絡信息采集單元，邊緣存儲服務器信息采集單元，用戶節點信息采集單元連接數據處理單元，所述數據處理單元連接用戶需求合同響應單元，所述用戶需求合同響應單元連接用戶需求合同調度單元。

其中內容中心網絡信息采集單元，用于采集內容中心網絡中的路由節點的特征信息；用戶節點信息采集單元，用于采集內容中心網絡中用戶的特征信息；邊緣存儲服務器信息采集單元，用于采集邊緣服務器的特征信息；數據處理單元，用于根據所述內容中心網絡中路由節點的特征信息，用戶節點特征信息，邊緣存儲服務器中的特征信息計算得到用戶所屬類型，用戶獲取內容所需時延，內容提供商通過提供內容獲得的效用以及用戶所得的效用；用戶需求合同響應單元，用于根據所述用戶節點類型，用戶獲取內容所需時延和內容提供商通過提供內容獲得的效用生成用戶需求合同列表；用戶需求合同調度單元，用于根據所述用戶合同列表調度資源到用戶節點。

此外，所述系統還包括反饋單元，所述反饋單元分別與所述用戶需求合同調度單元，用戶需求合同響應單元連接，組成閉環系統。用戶需求合同響應單元還用于判斷內容提供商提供的合同是否滿足單調性約束條件的要求；是，則進入用戶需求合同調度單元；否，則通過反饋單元調節內容容量和價格來重新配置其需求響應合同，使得用戶可以找到符合其利益的合同，同時滿足單調性約束條件。

所述數據處理單元包括用戶所屬類型計算單元，用戶時延計算單元，效用分析單元，約束條件優化單元；其中用戶所屬類型計算單元，根據用戶節點的特征信息計算得到各個用戶類型；用戶時延計算單元根據邊緣存儲服務器和內容中心網絡的特征信息計算得到用戶從內容中心網絡和邊緣存儲服務器獲取內容的時延；效用分析單元，用于根據用戶時延計算單元提供的用戶獲取內容的時延計算得到用戶獲取內容的效用和內容提供商的效用；約束條件優化單元，用于根據單調性約束原則對用戶個人理性約束和激勵約束條件進行化簡。所述用戶所屬類型計算單元和用戶時延計算單元連接，用戶時延計算單元與效用分析單元連接，所屬效用分析單元與約束條件優化單元連接。