[发明专利]一种基于内容流行度和节点重要度的CCN缓存方法

说明书

本发明公开了一种基于内容流行度和节点重要度的CCN缓存方法，在内容流行度进行排名的基础上考虑节点的中心度，在请求内容沿原路径返回时，将内容缓存在具有最大节点中心度的节点上，缓存满了之后在该节点内生成内容流行度排名表，然后将新到达内容的流行度分别与节点内最大最小流行度进行比较，然后决定是否在该节点缓存新来的内容。仿真结果表明：该方案提高了路由节点缓存命中率，减小了获取内容的平均跳数。

技术领域

本发明涉及互联网技术领域，特别是一种基于内容流行度和节点重要度的CCN缓存方法。

背景技术

互联网流量的爆炸式增长给网络的计算、存储与传输能力带来了巨大的挑战。据公司预测，近五年流量增长超过倍，未来五年将会继续增长近三倍。其中，与内容相关的网络视频流量增长尤为迅速。因特网的发展已经远远超出了最初的设想，用户对内容本身的关注与需求，使得当前以主机地址为中心的端对端通信网络的局限性越来越明显。

为了从根本上解决网络在传输控制、资源分配、地址空间可扩展性等的局限性，发展以内容为中心的新型互联网架构成为大势所趋。世界各国学术组织纷纷开始研宄未来网络体系架构及关键技术，主要基于两种思路进行研宄：一是”演进型技术路线，即从现有网络结构平滑演进；二是“革命型技术路线，即构建颠覆架构的全新网络体系结构。“演进型”路线通过修改现有的互联网体系结构以及网络运行体制，增强目前互联网的内容分发能力，如内容分发网络和对等网络等。演进型技术路线延续性强、可操作性高，能够在短内取得良好的效果，但是从长期来看，对现有网络的改造可能会降低整个网络架构的灵活性、可靠性与可管理性，并不能从根本上解决网络发展所面临的问题。针对上述挑战，美国学术界率先提出了面向内容的新型网络体系架构，信息中心网络ICN的概念是近期未来网络研究方向的统称，其中CCN网络是ICN网络最为科学成熟的网络架构。

CCN网络以内容为中心，摒弃了传统TCP/IP网络架构，通过中间路由节点进行数据缓存，解决了海量信息请求问题。内容中心网络(CCN)缓存可以改进系统性能已经被广泛接受，然而，怎样设计一个有效的缓存机制还未达成共识。CCN网络是一个以内容为中心，将信息对象作为架构的网络体系。以内容为中心就是整个网络的需求是内容，而不是主机，即CCN不在关注内容存储在哪里，而仅关心内容本身，如何更快、更准确、更高效的获取数据成为下一代网络研究的热点问题。因此，缓存节点的选取以及如何有效地缓存成为CCN网络中研究的热点。

CCN网络在路由节点对内容进行缓存，使内容接近用户，因而缓存策略研究成为CCN网络的关键技术之一。传统的主流缓存策略Always(处处缓存)、LCD(Leave Copy Down)都会很大程度上造成节点空间的浪费和缓存内容的冗余。改进的Betw(Betweenness)方案仅考虑了节点介数，容易造成两个主要问题：一是导致最流行的内容只缓存在高介数的节点，无法到达最靠近用户的位置；二是导致高介数的节点缓存更换频繁，流行内容缓存时间短。因此如何更快、更准确、更高效的获取数据成为下一代网络研究的热点问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种基于内容流行度和节点重要度的CCN缓存方法，本发明提高了路由节点缓存命中率，减小了获取内容的平均跳数。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的一种基于内容流行度和节点重要度的CCN缓存方法，包括以下步骤：

步骤1、针对CCN网络中的节点，计算节点的中心度；

步骤2、计算节点中内容的流行度；

步骤3、在中心度最高的节点放置缓存内容；

步骤4、当步骤3中的中心度最高的节点缓存满了之后，在该节点内生成一张流行度排名表；

步骤5、当有新的内容到达步骤4中的节点时，进入判别比较阶段；判别比较阶段具体如下：