[发明专利]一种内容中心网络协同缓存方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及网络缓存分布管理领域，具体涉及一种内容中心网络协同缓存方法及系统。

背景技术

互联网应用正在经历从面向主机的点到点通信模式到以内容为中心的通信模式转变。互联网应用主要围绕内容的分发和检索,即更加关心内容本身。为此，内容中心网络CCN(Content Centric Network)专注于探索以信息/内容/对象为中心的未来网络架构。CCN中缓存即内嵌缓存(In-network Caching)是每个路由器的基本设施。路由器按照一定的策略对经过它的数据包进行缓存，为后续到来的请求服务。

内嵌缓存是CCN的重要特点，其基本思想是缓存设备固有部署在每个路由器节点，CCN内嵌缓存的设计使请求可以在去往服务器的路途中被沿途的节点满足。LCE(Leave Copy Everywhere)是CCN默认的缓存决策策略,当对象返回时，沿途的所有节点都缓存该对象的副本，这种方式容易造成缓存冗余，降低了缓存系统所能缓存内容的多样性。为了不混淆语义表达，特别声明本文中的对象和内容是对网络中视频、网页等信息块的统称。

协同缓存用于优化网络缓存性能，其统筹各个节点的信息，从整体考虑每个节点的内容放置。按照协同的节点之间是否显式的交互信息可以分为显示协同和隐式协同。在CCN中，缓存节点不再是固定的，缓存的流量类型是多样化的，缓存的操作要求是线速的,即与线路最大速度级别相比拟的，显式协同决策算法由于其复杂度高、通信需求大导致耗时长而不适用于CCN。

图1是现有技术之概率隐式ProbCache协同策略示例图。对象返回路径中沿途节点缓存对象的概率与节点和请求者之间的距离成反比，即节点距离请求者越近，对象被缓存的概率越高，反之概率越低。该方法在减少对象复制次数的同时，试图快速地将对象复制到距离请求者更近的网络边缘。请求包头携带TSI字符和返回的内容消息包头携带TSB字符。TSI表示接收请求的路由器距离客户端的跳数。每个路由器在接收到请求后，如果该请求没有在本地命中，那么将TSI值加1后再把请求转发。收到用户1对对象y2的请求，r5记录TSI(y2)=1，而r4记录TSI(y2)=2。假设请求在S点命中，则返回的对象将按照与请求相反的路径向客户端转发。在对象消息的包头，TSI值由命中节点S填入收到请求包时的TSI值，并且该TSI值在对象消息向用户转发的过程中并不改变。即在对象消息向用户转发时，TSI值表示从用户到命中点S的跳数。对象消息的TSB值在命中点S填为0，随着对象消息的转发逐跳加1。TSB值表示该对象消息从命中点出发，已经走了的距离。

每个路由器在接收到命中节点返回的对象时，根据以下概率公式决定是否缓存该对象的副本：

ProbCache(x)=Σi=1c-(x-1)NiTtwNx×xc]]>

其中x、c值分别等于对象消息包头的TSB、TSI值，N_i表示节点i的缓存容量大小，T_tw表示目标时间常量，文献中设置为10。越靠近用户端，x值越大，ProbCache(x)值越大，则沿途的节点缓存对象的概率就越大。