[发明专利]一种基于中心控制的机会网络内容分发方案

说明书

本发明公开了一种基于中心控制的机会网络内容分发模型，利用中心服务器、蜂窝网络和机会网络构成的三层结构，提出一种基于中心控制的机会网络内容分发模型；中心服务器通过蜂窝网络收集机会网络的运行状态，确定辅助转发节点；移动节点根据从中心服务器获得的辅助转发节点信息，确定内容分发策略并基于直连链路完成数据传输。本发明改进了单纯基于设备对等直连的机会网络内容分发模型，克服了现有机会网络中依据节点局部信息做出的转发决策难以达到全局最优的问题，可以避免不必要的网络开销，改善转发节点的存储利用率，显著提高机会网络中数据投递的成功率。本发明适用于蜂窝网络的数据分流、基于设备直连的内容分发以及其它类似的应用场景。

技术领域

本发明属于移动互联网技术领域，具体涉及一项基于中心控制的机会网络内容分发方案。

背景技术

随着移动互联网应用的普及，大量的图片、视频信息进入人们的日常生活，然而有限的wifi热点和带宽以及蜂窝网络过高的流量费用已经无法满足人们对于大数据量资源的需求。与此同时，蜂窝网络已经处于超负荷的状态，视频网站也要支付高昂的带宽费用。机会网络是利用节点移动带来的相遇机会实现通信的自组织网络，有通信需求的节点对之间并不要求完整的通信链路。可以利用机会网络进行大数据量内容的转发，移动设备自身携带这些大数据量内容，在移动的过程中利用相遇机会进行通信，将数据转发给目标设备，这种以移动自组织网络形式进行的数据传输不仅速度快，而且不会产生额外的计费流量，同时能够减轻带宽压力，是一种非常有前景并值得推广的内容分发模式。

机会网络采用“存储-携带-转发”的工作模式进行多跳的消息投递，数据分发节点如果无法与目标节点实时连通就会先缓存数据，在移动过程中等待转发机会，直到遇到合适的中继节点或目标节点。机会网络内容分发机制中最核心的部分是内容分发策略的制定，目的是使得整个网络能够以尽可能少的开销完成可接受成功率的内容分发任务。当前，比较有代表性的机会网络内容分发策略包括基于历史数据预测的内容分发策略、基于副本拷贝的内容分发策略和基于社会属性的内容分发策略。

现有的机会网络内容分发策略，均由终端节点自主独立地完成转发决策，不需要特定的网络基础设施予以支持。但由于节点自身的计算和存储能力有限，所掌握和维护的历史信息有限，做出的转发决策难免有局限和陷于片面，难以达到全局最优。事实上，随着移动互联网技术的普及，绝大多数移动终端均同时具备3G/4G蜂窝网络、WiFi无线局域网，以及BlueTooth、WiFi Direct对等直连等多种联网能力。充分利用各种网络接口的通信能力，发挥好机会网络传输速度快、不产生额外计费流量的优势，实现蜂窝网络、WiFi网络和机会网络的有效协同，在提高用户满意度的同时，降低网络基础设施的带宽压力，减轻用户的计费流量负担，成为移动互联网技术发展中的现实需求，也是机会网络内容分发机制研究中亟待解决的问题。

发明内容

为克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于中心控制的机会网络内容分发方案，利用中心服务器、蜂窝网络和机会网络构成的三层结构，将控制和传输进行逻辑上的解耦，由中心服务器通过蜂窝网络收集机会网络的运行状态，确定适当的辅助转发节点；转发节点则根据从中心服务器获得的控制信息，确定内容分发策略并基于直连链路完成数据传输。本发明的核心是基于中心控制的机会网络内容分发策略，所采用的具体技术方案如下：

（1）利用中心服务器、蜂窝网络和机会网络构成的三层结构，将控制和传输进行逻辑上的解耦，中心服务器负责数据分析和分发控制，蜂窝网络进行小数据量的控制信息传输，机会网络实现大数据量的内容分发。

（2）中心服务器收集机会网络的运行状态，根据统计分析选择两类节点作为辅助转发节点：一类是强连通节点，另一类是强移动性节点。