[發明專利]一種基于邊緣緩存的ISP與CP聯合內容分發機制的構建方法

在審

• 申請號: 201710845432.6
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107483630A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 方超;靳曉寧;王朱偉;吳文君;楊睿哲
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/24;H04N21/433;H04N21/4402
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 張慧

1.一種基于邊緣緩存的ISP與CP聯合內容分發機制的構建方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、獲取內容請求數據，提取與網絡內容相關的信息；

步驟2、統計內容分布特點，設計內容流行度模型；

步驟3、根據內容流行度模型，在網絡邊緣部署內容；

步驟4、統計CP內容源服務器的負載，計算CP服務成本；

步驟5、分析ISP網絡節點的負載與鏈路傳輸的流量，計算ISP網絡服務成本；

步驟6、根據部署的緩存容量，計算引入緩存所帶來的成本；

步驟7、構建基于邊緣緩存的ISP與CP聯合服務的收益模型

基于步驟步驟4、5、6中的成本模型，結合網絡用戶獲取內容服務所繳納的費用，使提供內容服務時的收益最大化，構建基于邊緣緩存的ISP與CP聯合服務的收益模型，同時借助邊緣緩存，ISP與CP協同工作為用戶提供內容服務。

2.如權利要求1所述的基于邊緣緩存的ISP與CP聯合內容分發機制的構建方法，其特征在于，步驟1具體為：對路由到移動通信網絡接入側的每個用戶請求，使用深度包檢測(Deep Packet Inspection，DPI)技術分析請求數據包的相關字段，提取出用戶所請求的內容名稱及其相關信息，并將這些信息存儲在設計的數據庫中。

3.如權利要求2所述的基于邊緣緩存的ISP與CP聯合內容分發機制的構建方法，其特征在于，步驟2具體為：基于步驟1中數據庫中存儲的視頻內容相關信息，計算每種視頻內容的內容流行度，并按照齊普夫(Zipf)分布模型來設計網絡視頻內容的流行度模型；假設視頻內容種類數為F，按照從1到F給視頻內容編號。在一段時間內，帶緩存基站總的請求數為R，那么內容編號為k的視頻流行度的分布為：其中，a₀為表示歸一化的請求率，_α表征了流行內容的數量。

4.如權利要求3所述的基于邊緣緩存的ISP與CP聯合內容分發機制的構建方法，其特征在于，步驟4中，在CP為用戶提供內容服務時，需要承擔的成本代價為其中，M表征了每個AP下接入的移動用戶數，A表征了網絡AP數，C表征了網絡不同內容數，為節點i對內容k的請求率，用來表征節點i向第j個接入點請求內容k，用來表征接入點j是否緩存了內容k，s^k為內容k的大小，C_CP為CP響應單位流量產生的費用。

5.如權利要求4所述的基于邊緣緩存的ISP與CP聯合內容分發機制的構建方法，其特征在于，步驟5中，通過分析ISP網絡節點的負載與鏈路傳輸的流量，ISP網絡提供內容服務的成本可以表示為其中，Hop(j,CP)為接入點j到CP的路由跳數，C_node與C_link分別為ISP網絡節點、鏈路處理與傳輸單位流量所需的費用。

6.如權利要求5所述的基于邊緣緩存的ISP與CP聯合內容分發機制的構建方法，其特征在于，步驟6中，根據緩存容量的大小，引入緩存所帶來的成本開銷可以表示為其中，C_Cache為引入單位大小緩存所產生的費用。

7.如權利要求6所述的基于邊緣緩存的ISP與CP聯合內容分發機制的構建方法，其特征在于，步驟7中，基于步驟4、5、6中的成本模型，結合網絡用戶i獲取內容服務所繳納的費用P_i，為了使提供內容服務時的收益最大化，構建基于邊緣緩存的ISP與CP聯合服務的收益模型，該模型可以表示為