本發(fā)明涉及一種基于社團的ICN二步緩存方法，其特征在于包括以下步驟：一、SDN控制器基于信息描述長度壓縮技術(shù)識別ICN網(wǎng)絡(luò)中的社團結(jié)構(gòu)，對ICN網(wǎng)絡(luò)進行社團劃分；二、計算出各節(jié)點的節(jié)點社團重要度；三、SDN控制器基于openflow協(xié)議收集各社團中的節(jié)點的狀態(tài)信息；四、計算各社團的節(jié)點的一步緩存優(yōu)先級；五、用戶發(fā)起興趣請求，向網(wǎng)絡(luò)請求感興趣的數(shù)據(jù)內(nèi)容；六、ICN交換機負責(zé)路由及搜索用戶的興趣包數(shù)據(jù)；七、SDN控制器計算新的緩存信息，制定二步緩存策略并向ICN交換機下發(fā)二步緩存策略；八、各節(jié)點根據(jù)SDN控制器下發(fā)的規(guī)則，執(zhí)行二步緩存策略。本發(fā)明為ICN緩存機制的進一步優(yōu)化提供一種有效的途徑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于社團的ICN二步緩存方法。

背景技術(shù)

當(dāng)下互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層出不窮，對網(wǎng)絡(luò)傳輸效率的要求越來越高。然而，以TCP/IP協(xié)議棧為主的現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)不斷暴露出一系列缺陷，包括結(jié)構(gòu)固化、擴展性較差、移動性支持受限、安全性先天不足等問題，無法適應(yīng)當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的需求。為了徹底地解決以上問題，學(xué)術(shù)界提出了軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)和以信息為中心的網(wǎng)絡(luò)(ICN)。為了進一步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，降低用戶請求內(nèi)容的響應(yīng)時延，ICN引入緩存機制，將內(nèi)容緩存在更靠近用戶的地方，從而降低用戶的訪問時延，減少網(wǎng)絡(luò)帶寬的消耗和服務(wù)器的負載。但是，當(dāng)前已提出的眾多緩存機制中，依然存在“緩存無效”、“緩存同質(zhì)化”等問題需要解決。

緩存放置策略用于確定內(nèi)容的緩存位置，可分為沿途緩存與旁路緩存兩類機制。沿途緩存是指內(nèi)容對象被緩存在它所在沿路返回途中所經(jīng)過的節(jié)點上的緩存機制，包括處處緩存、選擇性緩存等。沿途緩存的不足之處是，容易造成緩存冗余，較容易造成無效緩存，浪費資源。旁路緩存機制通過事先收集網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，再計算緩存放置的全局最優(yōu)化方案。例如葛國棟等提出基于最大內(nèi)容活躍因子的路徑緩存策略，首先根據(jù)內(nèi)容活躍因子在轉(zhuǎn)發(fā)路徑上找到最大熱點請求區(qū)域，然后采用一致性Hash協(xié)同緩存選擇區(qū)域內(nèi)的緩存節(jié)點。劉外喜等利用鏈路的空閑帶寬將內(nèi)容緩存到相鄰節(jié)點，并根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)端口數(shù)的比例、下游節(jié)點的鏈路利用率和內(nèi)容的生命周期等調(diào)整內(nèi)容對象在節(jié)點上的緩存概率。

與現(xiàn)有工作不同，本文按社團區(qū)域緩存內(nèi)容對象，在全網(wǎng)范圍內(nèi)合理分散緩存對象，將內(nèi)容對象按其流行度緩存在各社團內(nèi)具有不同重要度的節(jié)點上，一方面可以實現(xiàn)負載均衡，另一方面可以提高各社團內(nèi)各節(jié)點緩存內(nèi)容的多樣化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于社團的ICN二步緩存方法。該方法ICN中引入SDN的思想和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的社團理論，提出基于社團特性的ICN緩存策略，通過社團分析，識別出ICN中的社團邊界，再通過“二步緩存”機制將內(nèi)容對象合理地緩存在每個社團中的合適節(jié)點上，為ICN緩存機制的進一步優(yōu)化提供一種有效的途徑。

為了達到上述目的，本發(fā)明一種基于社團的ICN二步緩存方法，主要包括以下步驟：

第一步、SDN控制器基于信息描述長度壓縮技術(shù)識別ICN網(wǎng)絡(luò)中的社團結(jié)構(gòu)，對ICN網(wǎng)絡(luò)進行社團劃分；

第二步、計算出各節(jié)點的節(jié)點社團重要度；

第三步、SDN控制器基于openflow協(xié)議收集各社團中的節(jié)點的狀態(tài)信息；

第四步、計算各社團的節(jié)點的一步緩存優(yōu)先級；

第五步、用戶發(fā)起興趣請求，向網(wǎng)絡(luò)請求感興趣的數(shù)據(jù)內(nèi)容；

第六步、ICN交換機負責(zé)路由及搜索用戶的興趣包數(shù)據(jù)；

第七步、SDN控制器根據(jù)重新計算的流行度來計算新的緩存信息，制定二步緩存策略，并向ICN交換機下發(fā)二步緩存策略；

第八步、各節(jié)點根據(jù)SDN控制器下發(fā)的規(guī)則，執(zhí)行二步緩存策略。

優(yōu)選地，所述第三步中的狀態(tài)信息包括有剩余存儲空間，存儲容量、節(jié)點社團重要度和內(nèi)容流行度等。