[發明專利]一種面向NVM的差異化服務的邊緣緩存拍賣方法

在審

• 申請號: 202010145809.9
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111445318A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 劉芳;張振源;蔡振華;蘇屹宏
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06Q30/08
• 分類號: G06Q30/08;H04L29/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明公開了一種面向NVM的差異化服務的邊緣緩存拍賣方法，包括以下步驟：S1：構建邊緣緩存模型，S2：定義用戶j感興趣內容集合為S_j，其中，定義對內容i感興趣的用戶集合為Ω_i；S3：將用戶對內容的需求定義為用戶估值，并利用用戶估值構建用戶估值的聯合概率密度分布函數；S4：構建用戶收益目標函數；S5：將差異化服務因素、NVM因素引入邊緣緩存模型，構建服務提供商的收益的數學目標函數，ER為服務提供商的收益；S6：將服務提供商所在系統分為兩個階段，求解最大化的服務提供商的收益。本發明通過聯合多因素構建互聯網場景邊緣緩存模型，實現了滿足用戶不同需求和考慮NVM磨損成本的同時，服務提供商的收益最大化。

技術領域

本發明涉及邊緣緩存技術領域，更具體地，涉及一種面向NVM的差異化服務的邊緣緩存拍賣方法。

背景技術

在大數據時代，隨著互聯網數據的爆炸式增長，據機構預測，到2020年將超過500億設備連入互聯網，并且互聯網數據也將達到44ZB，其中70％的數據需要在邊緣設備中進行處理。此外，大量的互聯網用戶頻繁地向云請求/獲取內容，這給網絡服務提供商SP的服務器帶來了巨大的負載壓力。在此大數據背景的網絡數據傳輸高峰期，由于云服務器承受了巨大的負載壓力，傳統的云計算技術難以滿足QoS和QoE。

大量的研究表明，邊緣緩存能有效地解決此類問題。但是邊緣緩存仍舊面臨一些挑戰。首先，邊緣設備的存儲容量及其面臨的窘境。現有的邊緣設備大多是小容量的，雖然其容量可以用NVM(非易失性內存/存儲)加以擴展，但NVM有著讀寫不對稱以及擦寫次數/壽命有限的缺點。其次，多樣且多變的用戶偏好將影響邊緣緩存的有效性。互聯網數據的增長趨勢，使得用戶偏好分布從遵循齊夫定律的分布變成了一種拉伸的指數分布SED。用戶偏好的改變會影響邊緣設備中的內容放置，甚至會使得NVM磨損加劇，減少NVM的壽命。第三，在實際的互聯網應用場景中，不同的互聯網用戶有著不同的服務等級需求，即差異化服務。內容服務質量取決于用戶對內容的需求，且SP需要對不同需求的用戶提供不同等級的服務質量。

參考文獻[1]公開了一種基于雙向拍賣機制的邊緣計算任務卸載方法及裝置，應用于邊緣計算系統中的資源分配服務器，其包括資源分配服務器、多個用戶設備和多個邊緣服務器，以實現提高邊緣服務器的計算資源的利用率。但其建模的是邊緣服務器側已知用戶設備側的需求，這在互聯網場景中是不可取的，其未考慮用戶的隱私性。另外，該方法未考慮將具有廣闊存儲前景的NVM適用在邊緣服務器側，未考慮邊緣服務器側的存儲磨損成本。

參考文獻[2]公開了一種基于邊緣緩存場景的最優拍賣方法。在互聯網場景中，考慮CP-SP-用戶三者之間的關系，SP從CP處獲取內容并緩存，用戶從SP中獲取內容。在此方法中，其假設用戶偏好未知，對CP-SP-用戶三者關系進行了建模，激勵用戶“講真話”，在SP中緩存最能獲利的內容，以最大化了SP的收益。但其在CP-SP-用戶三者之間，未考慮不同用戶對同一內容的不同服務等級的需求，將同一內容以同一服務質量交付給不同的用戶，這在互聯網應用場景中是不可取的。另外，該方法中的SP未考慮將具有廣闊存儲前景的NVM適用在邊緣服務器側，未考慮邊緣服務器側的存儲磨損成本。

因此基于研究一種將聯合因素的互聯場景模型，獲得最大化服務提供商收益的方法。

發明內容

本發明為克服上述現有技術中基于互聯網場景模型要素單一，無法獲得最大化服務提供商收益的缺陷，提供一種面向NVM的差異化服務的邊緣緩存拍賣方法。

本發明的首要目的是為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種面向NVM的差異化服務的邊緣緩存拍賣方法，包括以下步驟：

S1：構建邊緣緩存模型，所述邊緣緩存模型包括：m個內容發布者，服務提供商，n個用戶，其中m、n為正整數，所述內容發布者用于向發布視頻，所述用戶用于向服務提供商請求視頻；