[發(fā)明專利]一種基于內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的改進K均值聚類路由方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010040289.5
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111245721A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 覃麗娟
• 申請（專利權(quán)）人: 東方紅衛(wèi)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(wù)所(普通合伙) 50232
• 代理人: 萬建

本發(fā)明公開了一種基于內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的改進K均值聚類路由方法，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(shù)的確定、聚類數(shù)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(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行聚類；S3：聚類完成后，將每個聚類內(nèi)部節(jié)點分為邊緣節(jié)點、控制節(jié)點和普通節(jié)點；S4：設(shè)計Hello包、Response包、內(nèi)容路徑信息表和緩存路徑信息表格式；S5：不同節(jié)點收到不同種類的包，按照不同的轉(zhuǎn)發(fā)方式進行轉(zhuǎn)發(fā)。本發(fā)明具有提高緩存資源利用率的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的改進K均值聚類路由方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的使用人數(shù)大幅度增長，接入互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備數(shù)量也急劇增加。數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用成為當(dāng)今用戶個性化和內(nèi)容化需求的重要組成部分，人們對于移動性和內(nèi)容高效分發(fā)及獲取的要求越來越高，傳統(tǒng)TCP/IP體系架構(gòu)在可擴展性問題、安全性問題、移動性問題和可管可控性問題上逐漸顯現(xiàn)出了它的不足。針對網(wǎng)絡(luò)中存在的問題，許多專家和學(xué)者們對未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向進行了大量的研究和探索，設(shè)計了一種新型互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，即內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)。

內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的路由轉(zhuǎn)發(fā)采用面向源服務(wù)器的方式，能夠充分利用在此路徑(請求節(jié)點到源服務(wù)器的路徑)上存儲的緩存內(nèi)容，距離較近但不在此路徑上的節(jié)點緩存資源卻不能被很好的利用。這種盲目式的路由方式容易忽略最近存儲節(jié)點的緩存內(nèi)容，直接面向較遠的源服務(wù)器，這會導(dǎo)致更長的路徑傳輸，更大的傳輸時延，也會增加節(jié)點負載，浪費鏈路資源。因此，設(shè)計一種高效的路由方法來提高緩存資源的利用率變得很重要。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利申請所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種提高緩存資源利用率的基于內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的改進K均值聚類路由方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種基于內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)的改進K均值聚類路由方法，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(shù)的確定、聚類數(shù)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(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行聚類；

S3：聚類完成后，將每個聚類內(nèi)部節(jié)點分為邊緣節(jié)點、控制節(jié)點和普通節(jié)點；

S4：設(shè)計Hello包、Response包、內(nèi)容路徑信息表和緩存路徑信息表格式；

S5：不同節(jié)點收到不同種類的包，按照不同的轉(zhuǎn)發(fā)方式進行轉(zhuǎn)發(fā)。

優(yōu)選的，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(shù)如下：

其中，為樣本節(jié)點s_i到聚類中心c_j的節(jié)點關(guān)聯(lián)度，表示樣本節(jié)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(jié)點s_i與聚類中心c_j的節(jié)點內(nèi)容請求相似度歸一化。

優(yōu)選的，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(shù)，定義如下：

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

優(yōu)選的，步驟S1中確定聚類數(shù)目采用Elbow方法.

優(yōu)選的，初始聚類中心的選取，具體包括以下步驟：