[发明专利]一种基于社团的ICN二步缓存方法

说明书

本发明涉及一种基于社团的ICN二步缓存方法，其特征在于包括以下步骤：一、SDN控制器基于信息描述长度压缩技术识别ICN网络中的社团结构，对ICN网络进行社团划分；二、计算出各节点的节点社团重要度；三、SDN控制器基于openflow协议收集各社团中的节点的状态信息；四、计算各社团的节点的一步缓存优先级；五、用户发起兴趣请求，向网络请求感兴趣的数据内容；六、ICN交换机负责路由及搜索用户的兴趣包数据；七、SDN控制器计算新的缓存信息，制定二步缓存策略并向ICN交换机下发二步缓存策略；八、各节点根据SDN控制器下发的规则，执行二步缓存策略。本发明为ICN缓存机制的进一步优化提供一种有效的途径。

技术领域

本发明涉及一种基于社团的ICN二步缓存方法。

背景技术

当下互联网产业迅猛发展，新型网络应用层出不穷，对网络传输效率的要求越来越高。然而，以TCP/IP协议栈为主的现有互联网架构不断暴露出一系列缺陷，包括结构固化、扩展性较差、移动性支持受限、安全性先天不足等问题，无法适应当前互联网发展的需求。为了彻底地解决以上问题，学术界提出了软件定义网络(SDN)和以信息为中心的网络(ICN)。为了进一步优化网络，降低用户请求内容的响应时延，ICN引入缓存机制，将内容缓存在更靠近用户的地方，从而降低用户的访问时延，减少网络带宽的消耗和服务器的负载。但是，当前已提出的众多缓存机制中，依然存在“缓存无效”、“缓存同质化”等问题需要解决。

缓存放置策略用于确定内容的缓存位置，可分为沿途缓存与旁路缓存两类机制。沿途缓存是指内容对象被缓存在它所在沿路返回途中所经过的节点上的缓存机制，包括处处缓存、选择性缓存等。沿途缓存的不足之处是，容易造成缓存冗余，较容易造成无效缓存，浪费资源。旁路缓存机制通过事先收集网络状态信息，再计算缓存放置的全局最优化方案。例如葛国栋等提出基于最大内容活跃因子的路径缓存策略，首先根据内容活跃因子在转发路径上找到最大热点请求区域，然后采用一致性Hash协同缓存选择区域内的缓存节点。刘外喜等利用链路的空闲带宽将内容缓存到相邻节点，并根据转发端口数的比例、下游节点的链路利用率和内容的生命周期等调整内容对象在节点上的缓存概率。

与现有工作不同，本文按社团区域缓存内容对象，在全网范围内合理分散缓存对象，将内容对象按其流行度缓存在各社团内具有不同重要度的节点上，一方面可以实现负载均衡，另一方面可以提高各社团内各节点缓存内容的多样化。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种基于社团的ICN二步缓存方法。该方法ICN中引入SDN的思想和复杂网络的社团理论，提出基于社团特性的ICN缓存策略，通过社团分析，识别出ICN中的社团边界，再通过“二步缓存”机制将内容对象合理地缓存在每个社团中的合适节点上，为ICN缓存机制的进一步优化提供一种有效的途径。

为了达到上述目的，本发明一种基于社团的ICN二步缓存方法，主要包括以下步骤：

第一步、SDN控制器基于信息描述长度压缩技术识别ICN网络中的社团结构，对ICN网络进行社团划分；

第二步、计算出各节点的节点社团重要度；

第三步、SDN控制器基于openflow协议收集各社团中的节点的状态信息；

第四步、计算各社团的节点的一步缓存优先级；

第五步、用户发起兴趣请求，向网络请求感兴趣的数据内容；

第六步、ICN交换机负责路由及搜索用户的兴趣包数据；

第七步、SDN控制器根据重新计算的流行度来计算新的缓存信息，制定二步缓存策略，并向ICN交换机下发二步缓存策略；

第八步、各节点根据SDN控制器下发的规则，执行二步缓存策略。

优选地，所述第三步中的状态信息包括有剩余存储空间，存储容量、节点社团重要度和内容流行度等。