[发明专利]一种信息中心网络中基于内容关联性的路径缓存方法

说明书

本发明属于信息中心网络的缓存决策技术领域，具体涉及一种信息中心网络中基于内容关联性的路径缓存方法。本发明通过找出与历史流行内容相关性最强的内容，发现目标内容与节点存储内容之间的相关性，同时考虑节点在路径中的位置，进行缓存决策。本发明具有较好的缓存命中率性能，可以综合根据节点在转发路径上的位置偏移和内容与当前节点其他流行内容之间的相关性作出缓存决策，能够及时节点频繁访问的内容的改变。本发明具备较好的适应性和弹性，能够适应网络拓扑的改变。

技术领域

本发明属于信息中心网络的缓存决策技术领域，具体涉及一种信息中心网络中基于内容关联性的路径缓存方法。

背景技术

信息中心网络(ICN)作为一种颠覆性的新型通信网络模型，近几年成为未来网络体系结构研究领域中的热点。ICN以信息为中心，直接使用信息名字实现数据的标识、检索和路由转发。信息中心网络将缓存作为内建结构，节点默认存储所有流经的数据，方便后续请求被尽快响应。在实际的网络中，一个信息的传播与流行趋势随时间不断发生改变，不同时间段内，信息的流行程度不同。已有的一些研究中，要么只考虑了节点的属性、网络结构或者缓存方法本身，而忽略了内容的特点，如经典的LCE、LCD等；要么使用深度学习等方法，分析内容的流行趋势，综合考虑节点的状态和内容的流行趋势等，些研究中提出的缓存方法都没有考虑经过同一节点的兴趣包所请求内容之间的关联，即同一个节点在不同时刻高频访问的内容之间具有一定的相关性。

发明内容

本发明的目的在于提供解决现有技术中对内容之间相关性的忽略的问题，具有较好的缓存命中率性能，可以综合根据节点在转发路径上的位置偏移和内容与当前节点其他流行内容之间的相关性作出缓存决策的一种信息中心网络中基于内容关联性的路径缓存方法。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：包括以下步骤：

步骤1：请求节点产生兴趣包，兴趣包中的hop字段初始化为0；请求节点将兴趣包沿路径转发到下一个路由节点；

步骤2：节点收到兴趣包后，将兴趣包中的hop字段加一；

步骤3：若当前节点是内容源节点或者中间缓存节点，则兴趣包到达传输终点，节点将兴趣包中的hop字段值保存到变量maxhop中；节点构建包含变量maxhop的数据包，并将数据包沿原路径返回至请求节点；

若当前节点不是内容源节点或者中间缓存节点，则节点按照FIB从端口将兴趣包转发给下一个路由节点，返回步骤2；

步骤4：数据包从内容源节点或者中间缓存节点返回至请求节点；数据包途径的节点除了要完成数据包的路由转发，还需要判断是否需要存储数据包中的数据，具体判断方法为：

步骤4.1：节点收到数据包后，分析数据包中内容与本地流行内容的关联性，计算目标内容与本地CS中一缓存内容的相关度ξ；

步骤4.2：节点根据数据包中的hop字段，提取当前节点在转发路径上的相对位置信息，通过归一化处理，计算出当前节点相对于请求节点的位置偏移度h；

步骤4.3：计算当前节点在路径上对于目标内容的缓存优先度ψ；

ψ＝ξ+h+p

其中，p为随机因子；

步骤4.4：判断当前节点在路径上对于目标内容的缓存优先度ψ是否小于设定的阈值ψ′；

若ψ＜ψ′，则当前节点不储存数据包中的数据；

若ψ≥ψ′，则当前节点将数据包中的内容存储到本地CS中。

本发明的有益效果在于：