[發明專利]一種基于緩存分布感知的概率緩存算法

有效

• 申請號: 201810166789.6
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108390936B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 徐哲鑫;馬良義;吳怡;林瀟
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/733;H04W4/44;H04W28/14
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 林世庭

本發明公開一種基于緩存分布感知的概率緩存算法，在統計階段，RSU統計和轉發請求包和數據包中的信息。RSU收到數據包后，通過對請求跳數加權求和獲得加權相對流行度；提取內容緩存間隔大小，通過歸一化方法獲得內容在傳輸路徑上的相對緩存間隔大小，若內容已被緩存，采用遞歸加權的方法獲得其相對緩存間隔。整合內容的相對流行度和相對緩存間隔獲得內容的緩存概率。概率緩存內容，依據緩存結果修改DATA包響應字段的記錄信息，轉發數據。本發明算法能很好的解決車聯網中快速響應用戶請求的問題，使VANET的服務能力得到顯著提高，稍經修改即可應用于嵌入式場合，具有非常廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及網絡通信技術領域，尤其涉及一種基于緩存分布感知的概率緩存算法。

背景技術

隨著移動物聯網、物聯網和無線傳感網絡技術的廣泛使用，車聯網的作用和優勢也越來越重要和顯著，并逐漸成為社會關注的焦點。VANET的高動態的拓撲動態性、高速的節點移動性及數據類型的多樣性等特有屬性，使得VANET中對節點請求的快速響應面臨新的挑戰。車輛發出的請求經由若干路側單元在服務器處獲取內容，并沿原路徑返回。多次的請求轉發導致了較長的響應時延，降低了用戶體驗。因此一種智能高效的緩存機制是現在急需的。

緩存技術，即將內容預先存儲在距離用戶近的節點上，節點可以直接進行內容訪問，而不需要從遠處的服務器獲取內容。緩存技術不僅可以減少用戶對內容的訪問時間，還可以減少網絡間重復性流量，從而優化網絡傳輸質量。而基于點對點通信的TCP/IP網絡，靈活性差，不利于緩存技術的實施。所以我們以內容為中心的數據命名網絡(Named DataNetworking,NDN)為基礎設計新的緩存算法。

當前的緩存算法主要分成兩類：基于全局的和分布式的兩種類型。前者的優勢是可以從全局獲得最優的緩存方案，實現網絡中緩存空間的高效利用，缺點在于進行全局緩存決策需要掌握大量網絡信息以及較長的計算時間。后者的優勢在于算法復雜度低，所需信息量少，適應性強，但是該方式對內容流行度的判斷容易出現較大偏差，穩定性不足。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于緩存分布感知的概率緩存算法。

本發明采用的技術方案是：

一種基于緩存分布感知的概率緩存算法，所述緩存算法應用于VANET中的路側單元，其包括以下步驟：

步驟S1：統計階段：路側單元節點接收來自車輛和其他路側單元的請求包和數據包，記錄每個請求包的請求內容ID、對應的周期和請求跳數、上一跳節點ID，記錄當前已緩存內容的ID、已統計周期個數和相對緩存間隔大小，并計算已緩存內容的平均加權請求頻率；

步驟S2：路側單元接收到數據內容data_m后，計算數據內容data_m的加權相對流行度G_m；當已緩存該數據內容data_m，基于已統計信息更新數據內容data_m的加權相對流行度G_m；

步驟S3：提取數據內容data_m中的緩存間隔d_m，計算數據內容data_m在傳遞路徑上的相對緩存間隔大小W_m；當數據內容data_m已被緩存，基于已統計信息更新其相對緩存間隔W_m；

步驟S4：路側單元結合待緩存數據內容data_m的加權相對流行度G_m和相對緩存間隔W_m計算數據內容data_m的緩存概率P_m，P_m的計算方法如下：

P_m＝G_m·W_m (1)；