[發明專利]一種基于內容中心網絡的改進K均值聚類路由方法

在審

• 申請號: 202010040289.5
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111245721A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 覃麗娟
• 申請（專利權）人: 東方紅衛星移動通信有限公司
• 主分類號: H04L12/721
• 分類號: H04L12/721;G06K9/62
• 代理公司: 重慶啟恒騰元專利代理事務所(普通合伙) 50232
• 代理人: 萬建

1.一種基于內容中心網絡的改進K均值聚類路由方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：對K均值聚類算法進行改進，其中改進的方面為相似性度量的定義、聚類準則函數的確定、聚類數目的確定、初始聚類中心的選取和迭代聚類中心的確定；

S2：利用步驟S1中改進后的K均值聚類算法對內容中心網絡節點進行聚類；

S3：聚類完成后，將每個聚類內部節點分為邊緣節點、控制節點和普通節點；

S4：設計Hello包、Response包、內容路徑信息表和緩存路徑信息表格式；

S5：不同節點收到不同種類的包，按照不同的轉發方式進行轉發。

2.根據權利要求1所述的一種基于內容中心網絡的改進K均值聚類路由方法，其特征在于，步驟S1中對K均值聚類算法進行改進中，相似性度量的函數如下：

其中，為樣本節點s_i到聚類中心c_j的節點關聯度，表示樣本節點s_i到聚類中心c_j最短路徑長度的歸一化，表示樣本節點s_i與聚類中心c_j的節點內容請求相似度歸一化。

3.根據權利要求2所述的一種基于內容中心網絡的改進K均值聚類路由方法，其特征在于，步驟S1中，使用改進K均值算法采用誤差平方和為聚類準則函數，定義如下：

其中，W_s(c_j)表示第j個聚類的節點與聚類中心間節點關聯度的平均值，其計算方法如下：

4.根據權利要求3所述的一種基于內容中心網絡的改進K均值聚類路由方法，其特征在于，步驟S1中確定聚類數目采用Elbow方法。

5.根據權利要求4所述的一種基于內容中心網絡的改進K均值聚類路由方法，其特征在于，初始聚類中心的選取，具體包括以下步驟：

A1：選擇任意一個樣本節點作為第一個聚類中心，計為c₁；

A2：計算其余樣本節點與c₁的節點關聯度

A3：選擇相似性程度最低即值最小的樣本節點作為第二個聚類中心c₂；

A4：去除這兩個聚類中心，計算其余樣本節點到c₂的節點關聯度

A5：計算和的平均值選擇W值最小的樣本節點作為第三個聚類中心c₃；

A6：依照此方法計算，直到選出k個聚類中心為止。

6.根據權利要求5所述的一種基于內容中心網絡的改進K均值聚類路由方法，其特征在于，步驟S1中，在迭代聚類中心的確定是遵循聚類中與聚類中心節點關聯度均值最接近的節點為新的聚類中心的原則進行選取。

7.根據權利要求6所述的一種基于內容中心網絡的改進K均值聚類路由方法，其特征在于，步驟S3中，對每個聚類內部節點進行分類時的分類方法為：邊緣節點是與其他聚類直接相連的節點；控制節點是節點關聯度最大的非邊緣節點；聚類內的其他節點都是普通節點。

8.根據權利要求7所述的一種基于內容中心網絡的改進K均值聚類路由方法，其特征在于，步驟S4中，設計的Hello包包括：Node name字段表示發出此包的節點名稱、Packagetype字段表示此包的類型、Content name/New nodename字段表示更新的內容名稱、Destination字段表示該包要發往的目的節點；

Response包包含：Node name字段表示發出此包的節點名稱、Response字段表示給對方的回復信息、Road/Node字段表示本聚類內部的節點信息、Destination字段表示該包要發往的目的節點；

內容路徑信息表包含：內容名稱、內容大小、請求次數、本節點到服務器的跳數、聚類內節點名稱、轉發接口、跳數；

緩存路徑信息表包含：內容名稱、內容大小、請求次數、本節點到服務器的跳數、聚類內節點名稱、轉發接口、跳數、本聚類是否有此內容緩存。