[发明专利]基于内容流行度预测的缓存方法、装置、设备和介质

说明书

本发明公开了一种基于内容流行度预测的缓存方法、装置、设备和介质，所述方法包括：每隔一个预设时间段，利用SDN网络预测内容流行度，通过SDN控制器将内容流行度发送给各个节点；在每个节点上构建并维护一个内容流行度表；当目标内容到达转发路径上的节点后，计算目标内容在该节点被缓存的概率，以该概率决定是否在该节点缓存目标内容，若是，当该节点的缓存空间未满时，在该节点缓存目标内容；当该节点的缓存空间已满时，若目标内容的流行度高于内容流行度表的最低流行度，则在该节点缓存目标内容，并将目标内容替换掉内容流行度表中最低流行度对应的内容。本发明能够有效应对包括5G网络、工业互联网、触屏互联网、智能灌溉传感网络等应用新要求。

技术领域

本发明涉及一种基于内容流行度预测的缓存方法、装置、设备和介质，属于软件定义网络的缓存领域。

背景技术

未来的第五代(5G)移动通信被要求支持1000倍高的容量、100倍低的时延、海量连接，5G架构在设备、网络、业务、运营等维度全面采用云化设计。5G网络要传输有着低时延要求的音视频、交互信息等内容，如何避免5G网络成为瓶颈是一个新的挑战，将缓存引入到5G的网络架构中是克服该挑战的一条有效途径。按缓存在5G架构中的位置分类，可以分为终端缓存、基站缓存和核心网缓存三个层次。由于缓存空间受限，内容在被替换之前没有机会发挥作用的现象称为“无效缓存”，然而，当前方案普遍存在“无效缓存”，缓存空间没有发挥最大效率。

软件定义网络(Software-Defined Networking，简称SDN)将控制面与数据面相分离，在控制面，通过感知网络状态和网络资源，中央控制器可以对网络的逻辑控制功能和高层策略灵活地进行动态、优化地配置；而在数据面，可在不影响网络正常流量的情况下执行这一配置，进而实现网络资源的优化配置。所以，不管是核心网还是在接入网，SDN都是未来5G架构的优选技术，称为SDN-5G。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种基于内容流行度预测的缓存方法、装置、计算机设备及存储介质；本发明可以在SDN-5G网络中终端、基站和核心网等各层面的节点嵌入缓存功能，能够有效应对包括5G网络、工业互联网、触屏互联网、智能灌溉传感网络等应用新要求，每个节点都是独立地做出缓存放置和缓存替换的选择，而不需要各个节点之间的通信，具有开销很小的优点。

本发明的第一个目的在于提供一种基于内容流行度预测的缓存方法。

本发明的第二个目的在于提供一种基于内容流行度预测的缓存装置。

本发明的第三个目的在于提供一种计算机设备。

本发明的第四个目的在于提供一种存储介质。

本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于内容流行度预测的缓存方法，其特征在于，所述方法包括：

每隔一个预设时间段，利用SDN网络预测内容流行度，通过SDN控制器将内容流行度发送给各个节点；其中，SDN网络具有SDN控制器和多个SDN交换机，每个SDN交换机是SDN网络中的一个节点；

在每个节点上构建并维护一个内容流行度表，每隔一个预设时间段更新一次；

当目标内容到达转发路径上的节点后，计算目标内容在该节点被缓存的概率；其中，所述概率由目标内容被预测的流行度和转发路径上的节点缓存容量确定；

以目标内容在该节点被缓存的概率决定是否在该节点缓存目标内容，若是，则判断该节点的缓存空间是否已满；

当该节点的缓存空间未满时，在该节点缓存目标内容；当该节点的缓存空间已满时，若目标内容的流行度高于内容流行度表的最低流行度，则在该节点缓存目标内容，并将目标内容替换掉内容流行度表中最低流行度对应的内容。

进一步的，所述计算目标内容在该节点被缓存的概率，如下式：