一种数据缓存的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种数据缓存的方法及装置，应用于信息中心网络中的缓存节点，方法包括：获得目标待缓存数据；判断总空间是否能容纳目标待缓存数据，如果否，转发到下一个缓存节点；如果是，根据缓存替换算法确定待替换项；判断若删除待替换项后的剩余空间是否能容纳目标待缓存数据，如果是，确定目标待缓存数据的流行度的排名和缓存节点的中心度的排名；判断目标待缓存数据的流行度的排名是否高于缓存节点的中心度的排名，如果是，删除待替换项，并将目标待缓存数据进行缓存。应用本发明专利技术实施例，能够提高数据分发的效率，实现了更合理的资源分配。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网络缓存
，特别涉及一种数据缓存的方法及装置。
技术介绍
目前，以信息中心网络(Information-CentricNetwork，简称ICN)为背景的研究广泛开展。在信息中心网络中，利用网络内置缓存提高数据获取及传输效率是该网络构架最重要的特性。ICN默认的缓存方法中，当数据返回给请求者时，沿途的所有缓存节点缓存该数据，没有协同缓存机制。默认缓存方法强迫缓存节点缓存所有经过的数据，不仅在ICN系统缓存空间有限的情况下，在空间有限的情况下，如果缓存节点缓存所有经过的数据，数据的多样性就受到限制。性，而且会导致大量的沿途数据替换，降低了ICN系统的整体效用。ICN默认的缓存方法存在盲目性的弊端，造成的缓存冗余的问题。缓存方法研究的重点是处理数据的副本数与有效的缓存分配这两个普遍度量的矛盾关系，从而权衡整体系统数据获取效率与网络资源利用率。通常情况下，数据的副本数越多越能够提高ICN系统数据获取效率，但整个网络的缓存空间是有限的，有限的缓存空间最好被用来容纳更多的特有数据而不是重复数据，一个数据存在大量副本不是一个很好的选择。所以解决默认缓存方法盲目性的弊端，减少缓存冗余，提出更优的缓存方法是目前ICN研究的一个重要方向。现有技术中，提供了一种内容中心网络中邻居协作缓存替换方法，其技术方案是：步骤1，当缓存节点有新数据请求时，先判断缓存节点的缓存空间是否已满；如果未满，则直接进入步骤3，如果已满，则进入步骤2，进行协作缓存替换判定；步骤2，检查缓存节点的邻居节点是否已缓存新数据，如果已缓存，则缓存节点不再缓存新数据；如果未缓存，则进入步骤3；步骤3，利用最近最少使用替换算法，缓存节点缓存新数据。该方法是对数据缓存的依据为邻居节点是否已缓存，但如果ICN拓扑动态多变，某时刻邻居节点已缓存目标数据并不意味着下一刻该邻居节点仍能够提供缓存的内容，这种方法通过邻居节点的协作，需要查询邻居节点是否缓存目标待缓存数据，降低了数据分发的效率，不能实现更合理的资源分配。
技术实现思路
本专利技术实施例公开了一种数据缓存的方法及装置，能够提高数据分发的效率，实现了更合理的资源分配。为达到上述目的，本专利技术实施例公开了一种数据缓存的方法，应用于信息中心网络中的缓存节点，方法包括：S1、获得目标待缓存数据；S2、判断自身的总空间是否能纳所述目标待缓存数据，如果能容纳，执行步骤S4，如果不能容纳，则执行步骤S3；S3、将所述目标待缓存数据转发到下一个缓存节点；S4、根据预设缓存替换算法确定待替换项，其中，所述预设缓存替换算法为基于所缓存数据的请求状态的算法，所述待替换项为所述缓存节点已缓存的数据；S5、判断若删除所述待替换项后缓存节点的剩余空间是否能容纳所述目标待缓存数据，如果能容纳，则执行步骤S6，如果不能容纳，则返回执行步骤S3；S6、确定所述目标待缓存数据的流行度的排名和缓存节点的中心度的排名，其中，所述目标待缓存数据的流行度为所述目标待缓存数据被信息中心网络中所有缓存节点请求的频率，所述缓存节点的中心度为与所述缓存节点相连的网络通路的数量；S7、判断所述目标待缓存数据的流行度的排名是否高于所述缓存节点的中心度的排名，如果高于，则执行步骤S8，如果低于，则执行步骤S3；S8、删除所述待替换项，并将所述目标待缓存数据进行缓存。较佳的，在所述步骤S4之前，所述方法还包括：S2.1、判断自身当前的剩余空间是否能容纳所述目标待缓存数据，如果否，则继续执行S4。较佳的，确定所述目标待缓存数据的流行度的排名所利用的计算公式为：r(Dj)=rank((q(Dj)*t)N]]>其中，r(Dj)为所述目标待缓存数据Dj的流行度的排名，q(Dj)为在信息中心网络中所有缓存节点对所述目标待缓存数据的请求频率，N为预设的判断请求者向信息中心网络中的缓存节点请求数据结束的阈值，t为从请求者向所述信息中心网络中的缓存节点请求数据到响应请求的缓存节点将全部请求数据反馈给所述请求者的时间；确定缓存节点的中心度的排名的计算公式为：r′(Ri)=rank(deg(Ri))M]]>其中，r′(Ri)为缓存节点Ri中心度的排名，deg(Ri)为缓存节点Ri的中心度，Ri∈[R1,R2,R3,……RM]，M为信息中心网络中的缓存节点的总数。较佳的，所述在信息中心网络中所有缓存节点对所述目标待缓存项的请求频率服从参数为1的Zipf分布。较佳的，所述预设缓存替换算法为最近最少使用替换算法或最少访问频率替换算法。为达到上述目的，本专利技术实施例还公开了一种数据缓存的装置，应用于信息中心网络中的缓存节点，装置包括：获取数据模块，用于获得目标待缓存数据；第一判断模块，用于判断自身的总空间是否能纳所述目标待缓存数据，如果能容纳，则执行待替换项确定模块，如果不能容纳，则执行转发模块；转发模块，用于将所述目标待缓存数据转发到下一个缓存节点；待替换项确定模块，用于根据预设缓存替换算法确定待替换项，其中，所述预设缓存替换算法为基于所缓存数据的请求状态的算法，所述待替换项为所述缓存节点已缓存的数据；第二判断模块，用于判断若删除所述待替换项后的所述缓存节点的剩余空间是否能容纳所述目标待缓存数据，如果能容纳，则执行确定排名模块，如果不能容纳，则返回执行转发模块；确定排名模块，用于确定所述目标待缓存数据的流行度的排名和缓存节点的中心度的排名，其中，所述目标待缓存数据的流行度为所述目标待缓存数据被信息中心网络中所有缓存节点请求的频率，所述缓存节点的中心度为与所述缓存节点相连的网络通路的数量；第三判断模块，用于判断所述目标待缓存数据的流行度的排名是否高于所述缓存节点的中心度的排名，如果高于，则执行缓存模块，如果低于，则执行转发模块；缓存模块，用于删除所述待替换项，并将所述目标待缓存数据进行缓存。较佳的，所述装置还包括：第四判断模块，用于判断自身当前的剩余空间是否能容纳所述目标待缓存数据，如果否，则继续执行待替换项确定模块。较佳的，确定所述目标待缓存数据的流行度的排名所利用的计算公式为：r(Dj)=rank((q(Dj)*t)N]]>其中，r(Dj)为所述目标待缓存数据Dj的流行度的排名，q(Dj)为在信息中心网络系统中所有缓存节点对所述目标待缓存数据的请求频率N为预设的判断请求者向信息中心网络中缓存节点请求数据结束的阈值，t为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据缓存的方法，其特征在于，应用于信息中心网络中的缓存节点，所述方法包括：S1、获得目标待缓存数据；S2、判断自身的总空间是否能纳所述目标待缓存数据，如果能容纳，执行步骤S4，如果不能容纳，则执行步骤S3；S3、将所述目标待缓存数据转发到下一个缓存节点；S4、根据预设缓存替换算法确定待替换项，其中，所述预设缓存替换算法为基于所缓存数据的请求状态的算法，所述待替换项为所述缓存节点已缓存的数据；S5、判断若删除所述待替换项后缓存节点的剩余空间是否能容纳所述目标待缓存数据，如果能容纳，则执行步骤S6，如果不能容纳，则返回执行步骤S3；S6、确定所述目标待缓存数据的流行度的排名和缓存节点的中心度的排名，其中，所述目标待缓存数据的流行度为所述目标待缓存数据被信息中心网络中所有缓存节点请求的频率，所述缓存节点的中心度为与所述缓存节点相连的网络通路的数量；S7、判断所述目标待缓存数据的流行度的排名是否高于所述缓存节点的中心度的排名，如果高于，则执行步骤S8，如果低于，则执行步骤S3；S8、删除所述待替换项，并将所述目标待缓存数据进行缓存。

【技术特征摘要】
1.一种数据缓存的方法，其特征在于，应用于信息中心网络中的缓存节点，
所述方法包括：
S1、获得目标待缓存数据；
S2、判断自身的总空间是否能纳所述目标待缓存数据，如果能容纳，执行
步骤S4，如果不能容纳，则执行步骤S3；
S3、将所述目标待缓存数据转发到下一个缓存节点；
S4、根据预设缓存替换算法确定待替换项，其中，所述预设缓存替换算法
为基于所缓存数据的请求状态的算法，所述待替换项为所述缓存节点已缓存的
数据；
S5、判断若删除所述待替换项后缓存节点的剩余空间是否能容纳所述目标
待缓存数据，如果能容纳，则执行步骤S6，如果不能容纳，则返回执行步骤S3；
S6、确定所述目标待缓存数据的流行度的排名和缓存节点的中心度的排名，
其中，所述目标待缓存数据的流行度为所述目标待缓存数据被信息中心网络中
所有缓存节点请求的频率，所述缓存节点的中心度为与所述缓存节点相连的网
络通路的数量；
S7、判断所述目标待缓存数据的流行度的排名是否高于所述缓存节点的中
心度的排名，如果高于，则执行步骤S8，如果低于，则执行步骤S3；
S8、删除所述待替换项，并将所述目标待缓存数据进行缓存。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述步骤S4之前，所述方法
还包括：
S2.1、判断自身当前的剩余空间是否能容纳所述目标待缓存数据，如果否，
则继续执行S4。
3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，确定所述目标待缓存数据的
流行度的排名所利用的计算公式为：
r(Dj)=rank((q(Dj)*t)N]]>其中，r(Dj)为所述目标待缓存数据Dj的流行度的排名，q(Dj)为在信息中
心网络中所有缓存节点对所述目标待缓存数据的请求频率，N为预设的判断请
求者向信息中心网络中的缓存节点请求数据结束的阈值，t为从请求者向所述信
息中心网络中的缓存节点请求数据到响应请求的缓存节点将全部请求数据反馈
给所述请求者的时间；
确定缓存节点的中心度的排名的计算公式为：
r′(Ri)=rank(deg(Ri))M]]>其中，r′(Ri)为缓存节点Ri中心度的排名，deg(Ri)为缓存节点Ri的中心度，
Ri∈[R1,R2,R3,……RM]，M为信息中心网络中的缓存节点的总数。
4.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述在信息中心网络中所有
缓存节点对所述目标待缓存项的请求频率服从参数为1的Zipf分布。
5.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述预设缓存替换算法为最
近最少使用替换算法或最少访问频率替换算法。
6.一种数据缓存的装置，其特征在于，应用于信息中心网络中的缓存节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：芮兰兰，邱雪松，彭昊，牛丹梅，杨杨，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11