[发明专利]一种P2PCache系统中的协作缓存方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种P2P Cache系统中的协作缓存方法，具体涉及一种P2P Cache系统中全局开销最小的协作缓存方法，属于网络通信技术领域。

背景技术

P2P应用具有传播内容速度快、可扩展性强等特点，自出现之后就受到了广泛的欢迎，并占据了互联网分发领域很大的比重。然而，由于P2P技术中逻辑网络和物理网络的失配，P2P用户经常会从网络距离很远的节点处获取数据，产生了大量的跨域流量，不但给骨干网带来巨大的压力，同时增加了运营商的运营成本。针对P2P网络所存在的问题，运营商采取了一系列的措施，来应对P2P流量的爆炸式增长。在初期阶段，主要采用激进的流量拦截技术，封杀网络中的P2P流量。随着P2P应用的快速发展，为了吸引用户，运营商改变了策略，采取了一些对用户友好的P2P流量优化方案，这类方案在不影响用户P2P应用体验的情况下，通过缓存(Cache)技术或节点选择技术，将用户产生的P2P流量限制在本地网络，从而减少了骨干网的压力，并提高了用户下载文件的速度。

P2P Cache技术的核心思想是“一次获取，多次服务”。P2P Cache系统通过缓存服务器把用户请求的内容缓存在本地，当其它用户请求相同的内容时，可以直接从本地缓存服务器下载内容，而不需要从网络距离较远的对等节点处下载数据，从而减少了骨干网中的流量。P2P Cache系统在现网中得到了广泛使用。

P2P Cache系统又分为单独缓存和协作缓存两种。单独缓存针对单个域(可以是一个城域网或省域网等区域网络)进行部署，采用独立的方式运行，部署在各个域的缓存节点与其它域之间没有联系，不能为其它域的用户提供服务。单个缓存节点的缓存能力有限，各域的缓存节点仅能存储少量的内容，很多用户仍然需要从外网下载所需要的文件。协作缓存指各个域所部署的缓存节点可以互相协作，共享所缓存的资源并为全局所有用户提供服务，可以提高整个缓存系统的效率。

在协作P2P Cache技术的研究中，需要解决的一个关键的问题是如何合理地调度和管理P2P Cache系统中的缓存资源，这依赖于缓存系统所采用的协作缓存策略。协作缓存系统根据缓存策略决定在各个P2P Cache节点缓存哪些文件，并选择缓存节点为用户服务。

当前的协作缓存策略都不考虑缓存节点存储数据的存储开销，只是简单地根据系统传输开销来决定要缓存或替换的文件，在设计协作缓存替换算法时，没有同时考虑文件流行度、文件大小、数据传输开销和数据缓存开销对协作缓存系统总开销的影响，因此，降低了系统缓存的效率，浪费系统资源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种提高系统缓存效率、节约系统资源、降低系统中全局开销的P2P Cache系统中的协作缓存方法。

为了解决以上技术问题，本发明一种P2P Cache系统中的协作缓存方法，包括至少一个P2P Cache系统，所有P2P Cache系统两两之间通过网间链路双向通信；所述P2P Cache系统中包括至少二个网络域，所有网络域两两之间通过网内链路双向通信；每个网络域中包括至少一个P2P用户节点和一个P2P缓存节点，所述P2P缓存节点部署在所述网络域的网关出口处，所述P2P用户节点与所述P2P缓存节点双向通信，协作缓存方法包括网络域i中的P2P用户节点A请求文件h的步骤，还包括如下步骤：

Q1、每个P2P缓存节点记录已缓存的文件，周期性的计算并存储已缓存文件在所在网络域中的全局价值V；

Q2、网络域i中的P2P用户节点A请求文件h的步骤中，P2P用户节点A所请求的文件h在网络域i中不存在时，判断是否缓存文件h，方法为：如果网络域i中的P2P缓存节点Q的剩余存储空间大于等于文件h的大小，则P2P缓存节点Q直接存储文件h，否则执行步骤Q3；

Q3、计算文件h在网络域i中的全局价值V_i^h并与P2P缓存节点Q中已缓存的文件的全局价值比较，如果文件h在P2P缓存节点Q中的全局价值V_i^h最小，则不进行缓存操作，否则，执行缓存替换操作；

步骤Q1和步骤Q3中计算文件h在网络域i中的全局价值的方法分为如下两种情况：

①如果文件h在网络域i中存在，则文件h在网络域i中的全局价值为：

，

其中j∈A^h,q∈{A^h∪i}；