CN105099944A - 一种缓存数据的方法及转发设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种缓存数据的方法，能够根据内容的流行度和缓存内容对网络带宽的影响确定内容的缓存位置，有助于节省网络的带宽。方法包括：第一内容递交路径上的第i转发设备接收来自服务器的第一数据报文，第一内容递交路径是第一用户设备和服务器间的报文传输路径，第一数据报文包括的缓存增益是第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益中的最大值；第i转发设备确定第一数据报文中的缓存增益与第一内容的标识对应的本地缓存增益匹配时，缓存第一数据报文包括的第一内容，第一内容的标识对应的本地缓存增益根据第一参数和第一内容的流行度计算生成。

Description

一种缓存数据的方法及转发设备

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种缓存数据的方法及转发设备。

背景技术

内容中心网络(英文名称为content-centricnetwork，英文缩写为CCN)中的路由器配置有缓存功能，能够对来自用户设备的请求进行快速响应，以节省CCN的带宽。例如：用户设备向内容递交路径(英文名称为contentdeliverypath)上的路由器发送请求，内容递交路径为用户设备和服务器间的报文传输路径，内容递交路径包括至少一台路由器，服务器用以提供与请求对应的内容，请求中携带内容的名称。路由器包括用以缓存内容的内容存储器(英文全称为contentstore，英文缩写为CS)。路由器可根据内容的名称，若确定CS中缓存有内容，发送CS中缓存的内容至用户设备。若确定CS中未缓存内容，则在保存的待定兴趣表(英文全称为pendinginteresttable，英文缩写为PIT)中查询是否存在与内容的名称对应的表项。若PIT中存在与内容的名称对应的表项，则添加接收请求的接口至PIT。若PIT中不存在与内容的名称对应的表项，则在PIT表中增加内容的名称对应的表项并向服务器请求内容。其中，路由器可根据缓存放置策略(英文名称为cacheplacementstrategy)对来自服务器的内容进行缓存。

现有的cacheplacementstrategy中，路径上的缓存策略(英文名称为on-pathcachingstrategy)主要是根据内容的流行度(英文名称为popularity)来确定内容的缓存位置，内容的流行度可由预设时间内请求内容的次数表示，请求是对同一内容的请求，内容的缓存位置是缓存内容的路由器。例如：基于本地流行度的缓存(英文名称为localpopularitybasedcaching，英文缩写为LPBC)策略是路由器缓存流行度最高的内容。路由器根据LPBC策略进行缓存时，仅考虑内容的流行度，并未考虑缓存内容对网络的带宽的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供涉及一种缓存数据的方法及转发设备，能够根据内容的流行度和缓存内容对网络带宽的影响确定内容的缓存位置，有助于节省网络的带宽。

本发明实施例提供的技术方案如下。

第一方面，提供了一种缓存数据的方法，所述方法包括：

第一内容递交路径上的第i转发设备接收来自服务器的第一数据报文，所述第一内容递交路径是第一用户设备和所述服务器间的报文传输路径，所述第一内容递交路径上所有转发设备的数量为k，所述i为大于等于1且小于等于k的整数，所述第一数据报文包括缓存增益、第一内容和所述第一内容的标识，所述缓存增益是所述第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益中的最大值，所述第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应；

所述第i转发设备确定所述第一数据报文中的缓存增益与所述第一内容的标识对应的本地缓存增益是否匹配，所述第一内容的标识对应的本地缓存增益根据第一参数和所述第一内容的流行度计算生成，所述第一参数用以标识所述第i转发设备和所述服务器间传输所述第一内容所消耗的带宽；

所述第i转发设备确定所述第一数据报文中的缓存增益与所述第一内容的标识对应的本地缓存增益匹配时，所述第i转发设备缓存所述第一数据报文包括的所述第一内容。

在上述第一方面的第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述第i转发设备确定所述第一数据报文中的缓存增益与所述第一内容的标识对应的本地缓存增益不匹配时，所述第i转发设备通过所述第一内容递交路径，发送所述第一数据报文至请求所述第一内容的设备，所述请求所述第一内容的设备为向所述第i转发设备发送第一请求报文的设备，所述第一请求报文用于请求所述服务器提供所述第一内容。

结合上述第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，还提供了第一方面的第二种可能实现的方式，所述第i转发设备接收来自服务器的第一数据报文之前，所述方法还包括：

所述第i转发设备接收第一请求报文，所述第一请求报文用于请求所述服务器提供所述第一内容，所述第一请求报文包括缓存增益和所述第一内容的标识，所述第一请求报文中的缓存增益为所述第一内容递交路径上所述第一用户设备至第i-1转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值，所述第i-1转发设备为沿所述第一用户设备至所述服务器的方向所述第i转发设备在所述第一内容递交路径的上一跳，所述第一内容递交路径上所述第一用户设备至第i-1转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应；

所述第i转发设备获得第二请求报文，所述第二请求报文包括缓存增益和所述第一内容的标识，所述第二请求报文中的缓存增益为所述第一内容递交路径上所述第一用户设备至所述第i转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值，所述第一内容递交路径上所述第一用户设备至第i转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应；

所述第i转发设备沿所述第一内容递交路径，发送所述第二请求报文至下一跳，所述下一跳为沿所述第一用户设备至所述服务器的方向所述第i转发设备在所述第一内容递交路径上的下一跳。

结合上述第一方面的第二种可能实现的方式，还提供了第一方面的第三种可能实现的方式，所述发送所述第二请求报文至下一跳之后，所述方法还包括：

所述第i转发设备接收来自第j转发设备的第三请求报文，所述第三请求报文用于请求所述服务器提供所述第一内容，所述第三请求报文包括缓存增益和所述第一内容的标识，所述第j转发设备为沿第二用户设备至所述服务器的方向所述第i转发设备在第二内容递交路径的上一跳，所述第二内容递交路径为所述第二用户设备和所述服务器间的报文传输路径，所述第三请求报文中的缓存增益为所述第二内容递交路径上所述第二用户设备至所述第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值，所述第二内容递交路径上所述第二用户设备至所述第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应；

存储所述第三请求报文中的缓存增益和标识所述第j转发设备的参数。

结合上述第一方面的第三种可能实现的方式，还提供了第一方面的第四种可能实现的方式，所述缓存所述第一数据报文包括的所述第一内容之后，所述方法还包括：

所述第三请求报文中的缓存增益大于所述第一数据报文中的缓存增益时，所述第i转发设备获取第二数据报文，所述第二数据报文包括所述第三请求报文中的缓存增益、所述第一内容和所述第一内容的标识；

根据标识所述第j转发设备的参数，发送所述第二数据报文至所述第j转发设备。

结合上述第一方面的第二种可能实现的方式至第一方面的第四种可能实现的方式中任意一种可能实现的方式，还提供了第一方面的第五种可能实现的方式，所述第i转发设备获得第二请求报文之前，所述方法还包括：

所述第i转发设备计算所述第一内容的标识对应的本地缓存增益；或者

所述第i转发设备从控制器获取所述第一内容的标识对应的本地缓存增益，所述控制器被配置用于为所述第i转发设备计算所述第一内容的标识对应的本地缓存增益。

结合上述任意一种可能实现的方式，还提供了第一方面的第六种可能实现的方式，所述第一内容的标识对应的本地缓存增益是第一内容的增益和第一内容的权重的乘积，所述第一内容的增益是所述第一参数、所述第一参数的权重、所述第一内容的流行度和所述第一内容的流行度的权重的乘积。

结合上述任意一种可能实现的方式，还提供了第一方面的第七种可能实现的方式，所述第i转发设备已缓存的内容所占的存储空间达到预定的阈值时，所述第一内容的标识对应的本地缓存增益是所述第一内容的增益与所述第一内容的权重之积减去第二内容的增益与所述第二内容的权重之积获得的差值，所述第一内容的增益是所述第一参数、所述第一参数的权重、所述第一内容的流行度和所述第一内容的流行度的权重的乘积，所述第二内容的增益是所述第二参数、所述第二参数的权重、所述第二内容的流行度和所述第二内容的流行度的权重的乘积，所述第二参数用以标识所述第i转发设备和提供所述第二内容的服务器间传输所述第二内容所消耗的带宽。

结合上述第一方面的第六种可能的实现方式或第七种可能的实现方式，所述缓存所述第一数据报文包括的所述第一内容包括：

所述第i转发设备确定已缓存的内容所占的存储空间达到预定的阈值，从所述已缓存的内容中选择与所述第一内容的大小匹配的内容集；

用所述第一内容替换与所述第一内容的大小匹配的内容集。

第二方面，提供了一种转发设备，所述转发设备位于第一内容递交路径，所述第一内容递交路径是第一用户设备和服务器间的报文传输路径，所述第一内容递交路径上所有转发设备的数量是k，所述转发设备为第i转发设备，所述i为大于等于1且小于等于k的整数，所述转发设备包括：

第二存储单元，用于存储所述第一内容的标识对应的本地缓存增益；

第一接收单元，用于接收来自所述服务器的第一数据报文，所述第一数据报文包括缓存增益、第一内容和所述第一内容的标识，所述第一数据报文中的缓存增益是所述第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益中的最大值，所述第一内容的标识对应的本地缓存增益根据第一参数和所述第一内容的流行度计算生成，所述第一参数用以标识所述第i转发设备和所述服务器间传输所述第一内容所消耗的带宽，所述第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应；

第一控制单元，用于确定所述第一数据报文中的缓存增益与所述第二存储单元中存储的所述第一内容的标识对应的本地缓存增益是否匹配；

第一存储单元，用于当所述第一控制单元确定所述第一数据报文中的缓存增益与所述第二存储单元中存储的所述第一内容的标识对应的本地缓存增益匹配时，缓存所述第一数据报文中的所述第一内容。

在上述第二方面的第一种可能实现的方式中，所述转发设备还包括：

第一发送单元，用于当所述第一控制单元确定所述第一数据报文中的缓存增益与所述第二存储单元中存储的所述第一内容的标识对应的本地缓存增益不匹配时，通过所述第一内容递交路径，发送所述第一数据报文至请求所述第一内容的设备，所述请求所述第一内容的设备为向所述第i转发设备发送第一请求报文的设备，所述第一请求报文用于请求所述服务器提供所述第一内容。

结合上述第二方面或第二方面的第一种可能实现的方式，还提供第二方面的第二种可能实现的方式，所述转发设备还包括：

第二接收单元，用于接收第一请求报文，所述第一请求报文用于请求所述服务器提供所述第一内容，所述第一请求报文包括缓存增益和所述第一内容的标识，所述第一请求报文中的缓存增益为所述第一内容递交路径上所述第一用户设备至第i-1转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值，所述第i-1转发设备为沿所述第一用户设备至所述服务器的方向所述第i转发设备在所述第一内容递交路径的上一跳，所述第一内容递交路径上所述第一用户设备至第i-1转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应；

第一获取单元，用于获得第二请求报文，所述第二请求报文包括缓存增益和所述第一内容的标识，所述第二请求报文中的缓存增益为所述第一内容递交路径上所述第一用户设备至所述第i转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值，所述第一内容递交路径上所述第一用户设备至第i转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应；

第二发送单元，用于沿所述第一内容递交路径，发送所述第二请求报文至下一跳，所述下一跳为沿所述第一用户设备至所述服务器的方向所述第i转发设备在第一内容递交路径上的下一跳。

结合上述第二方面的第二种可能实现的方式，还提供第二方面的第三种可能实现的方式，所述转发设备还包括：

第三接收单元，用于接收来自第j转发设备的第三请求报文，所述第三请求报文用于请求所述服务器提供所述第一内容，所述第三请求报文包括缓存增益和所述第一内容的标识，所述第j转发设备为沿第二用户设备至所述服务器的方向所述第i转发设备在第二内容递交路径的上一跳，所述第二内容递交路径为所述第二用户设备和所述服务器间的报文传输路径，所述第三请求报文中的缓存增益为所述第二内容递交路径上所述第二用户设备至所述第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值，所述第二内容递交路径上所述第二用户设备至所述第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应；

第二控制单元，用于将所述第三请求报文中的缓存增益和标识所述第j转发设备的参数存储于所述第二存储单元。

结合上述第二方面的第三种可能实现的方式，还提供第二方面的第四种可能实现的方式，所述转发设备还包括：

第二获取单元，用于当所述第二存储单元存储的所述第三请求报文中的缓存增益大于所述第一数据报文中的缓存增益时，获取第二数据报文，所述第二数据报文包括所述第三请求报文中的缓存增益、所述第一内容和所述第一内容的标识；

第三发送单元，用于根据所述第二存储单元存储的所述标识所述第j转发设备的参数，发送所述第二数据报文至所述第j转发设备。

第三方面，提供了一种控制器，所述控制器与第一用户设备、服务器和第一内容递交路径上的每台转发设备通信，第一内容递交路径为第一用户设备和服务器间的报文传输路径，所述控制器包括：

第一计算单元，用于为所述第一内容递交路径上的每台转发设备计算第一内容的本地缓存增益，第i转发设备为所述第一内容递交路径上的任意一台转发设备，所述第i转发设备的所述第一内容的本地缓存增益根据第一参数和所述第一内容的流行度计算生成，所述第一参数用以标识所述第i转发设备和所述服务器间传输所述第一内容所消耗的带宽；

第一获取单元，用于获取第一缓存增益，所述第一缓存增益为所述第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值，所述第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应；

第一发送单元，用于周期性向所述服务器发送所述第一缓存增益，周期性向第i转发设备发送所述第一内容的本地缓存增益。

在上述第三方面的第一种可能实现的方式中，所述控制器还包括：

第二计算单元，用于为第二内容递交路径上的每台转发设备计算第一内容的本地缓存增益，所述第二内容递交路径为第二用户设备和所述服务器间的报文传输路径，所述第二内容递交路径和所述第一内容递交路径间重合的路径为所述第i转发设备和所述服务器间的路径；

第二获取单元，用于获取第二缓存增益，所述第二缓存增益为所述第二内容递交路径上所述第二用户设备至第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值，所述第二内容递交路径上所述第二用户设备至第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应，所述第j转发设备为沿所述第二用户设备至所述服务器的方向所述第i转发设备在所述第二内容递交路径的上一跳；

第二发送单元，用于周期性向所述第i转发设备发送所述第二缓存增益。

通过上述方案，内容递交路径上的第i转发设备在第一内容的标识对应的本地缓存增益与接收到的第一数据报文中的缓存增益匹配时，缓存第一数据报文中的第一内容。通过第一数据报文中的缓存增益，使得第一数据报文中的第一内容缓存在第一内容递交路径上第一内容对应的最大的本地缓存增益的转发设备上，比如第i转发设备，实现了根据内容的流行度和缓存内容对网络带宽的影响确定内容的缓存位置。第i转发设备上第一内容的标识对应的本地缓存增益是第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益中的最大值，第一内容的标识对应的本地缓存增益的计算考虑了第i转发设备和服务器间的带宽因素，当第i转发设备缓存第一内容时，有助于进一步节省网络带宽。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种部署场景示意图。

图2为本发明实施例提供的一种请求报文的发送方法流程图。

图3为本发明实施例提供的一种请求报文的发送方法流程图。

图4为本发明实施例提供的另一种部署场景示意图。

图5为本发明实施例提供的一种请求报文的发送方法流程图。

图6为本发明实施例提供的一种缓存增益的获取方法流程图。

图7为本发明实施例提供的一种缓存数据的方法流程图。

图8为本发明实施例提供的一种数据报文的发送方法流程图。

图9为本发明实施例提供的一种转发设备的结构示意图。

图10为本发明实施例提供的一种转发设备的结构示意图。

图11为本发明实施例提供的一种转发设备的结构示意图。

图12为本发明实施例提供的一种控制器的结构示意图。

图13为本发明实施例提供的一种转发设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1给出了一个具体部署实例，该网络环境中包括至少三台用户设备102、104和106，以及CCN和至少一台用以提供内容的服务器120。CCN中包括多台转发设备112、114、116和118。转发设备可以是路由器或交换机等具有处理报文和转发报文能力的网络设备。用户设备102与CCN中的转发设备112通信。用户设备104与CCN中的转发设备118通信。用户设备106与CCN中的转发设备116通信。转发设备112分别连接转发设备114和118。转发设备114分别连接转发设备112、116和服务器120。该网络环境中包括多条内容递交路径。本发明的下述实施例中，将用户设备102与服务器120之间的报文传输路径作为第一内容递交路径，进行相关举例说明。当然，该网络环境中的任意一条内容递交路径均可作为第一内容递交路径，在下述实施例中不再逐一举例说明。

图2为本发明实施例提供的一种请求报文的发送方法流程图。下面从第一内容递交路径上第i转发设备的角度，对图2所示请求报文的发送方法进行详细介绍。第一内容递交路径为第一用户设备102与服务器120间的报文传输路径。第一内容递交路径上传输请求报文的方向为第一用户设备102至服务器120的方向。第一内容递交路径上转发设备的数量为k。第i转发设备为第一内容递交路径上的任意一台转发设备。i为大于等于1且小于等于k的整数。服务器120用以提供第一用户设备102所请求的第一内容。该方法包括下述操作。

201，第i转发设备接收来自第一用户设备102的第一请求报文，第一请求报文包括缓存增益和第一内容的标识。第一请求报文用于请求服务器120提供第一内容。来自第一用户设备102的第一请求报文中的缓存增益是预设值。

举例来说，第一内容递交路径可以是根据路由信息协议(RIP)、开放式最短路径优先协议(OSPF)或流量工程(TE)规划的路径。第一内容递交路径用以传输第一用户设备102和服务器120间的报文，例如数据报文、请求报文。数据报文为服务器120发送的用以携带第一内容的报文。第一内容的标识可以是第一内容的名称或者第一内容对应的统一资源定位符(英文全称为UniformResourceLocator，英文缩写为URL)。

202，第i转发设备获得第二请求报文，第二请求报文包括缓存增益和第一内容的标识。第二请求报文中的缓存增益是第一内容递交路径上第一用户设备102至第i转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值。

第一内容递交路径上第一用户设备102至第i转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与第一内容的标识对应。例如，第i转发设备有多个本地缓存增益，每个本地缓存增益对应某个内容的标识。以图1为例，假定第i转发设备为转发设备114，转发设备112的与第一内容标识对应的本地缓存增益与转发设备114的与第一内容标识对应的本地缓存增益中的最大值为第二请求报文中的缓存增益。

举例来说，第i转发设备可以用第一内容的本地缓存增益替换第一请求报文中的缓存增益以形成第二请求报文。或者，第i转发设备可以生成第二请求报文，第二请求报文中包括第一内容的本地缓存增益和第一内容的标识。第一内容的本地缓存增益为第i转发设备上第一内容的标识对应的本地缓存增益。

第i转发设备根据内容的增益的计算公式，周期性地生成内容的增益。第i转发设备上内容的增益的计算公式可以表示为：

${\mathrm{PlaceGain}}_i^m={\mathrm{\αr}}_i^m\×{\mathrm{\βh}}_i^m\×{\mathrm{\λs}}_m---\left(1\right)$

公式(1)中，i用以标识第i转发设备。m用以标识内容。用以标识第i转发设备上m的增益。用以标识第i转发设备上m的流行度。α用以标识的权重，α为根据在计算中的重要性设置的系数。用以标识第i转发设备和提供m的服务器120间传输m包括的单位内容所消耗的带宽。β用以标识的权重，β为根据在计算中的重要性设置的系数。s_m用以标识m包括的单位内容的数量。λ用以标识s_m的权重，λ为根据s_m在计算中的重要性设置的系数。α、β和λ的数值大于0。和s_m的乘积可用以标识第i转发设备和提供m的服务器120间传输m所消耗的带宽。其中，单位内容可以是以分组为单位的内容，可以是以文件为单位的内容，还可以是以比特(英文名称为bit)为单位的内容。

举例来说，α、β和λ的数值均为1，m₁用以标识第一用户设备102所请求的第一内容，第i转发设备依据第一参数和生成m1的增益。第一参数为和的乘积。第一参数用以标识第i转发设备和服务器120间传输m₁所需消耗的带宽。第一参数可用第一内容递交路径上第i转发设备和服务器120间的跳数表示。或者，第一参数可用第一内容递交路径上第i转发设备与服务器120间多跳链路的权重之和表示。每跳链路的权重可以是每跳链路的带宽的反比，或者是依据网络优化的需求所预先设置的参数。或者，第一参数可用第一内容递交路径上第i转发设备和服务器120间传输第一内容产生的传输时延表示。可以用预设时间内第i转发设备接收到的请求报文的个数表示。第i转发设备接收到的请求报文包括第一内容的标识m₁。或者，可以表示为预设时间内第i转发设备接收到的请求报文的个数与加权值计算的结果。预设时间内第i转发设备接收到的请求报文的个数与加权值计算的方法包括：根据用户的等级或重要性，为请求第一内容的用户设备设置用户的权重值。将用户设备发送的请求报文的个数与用户的权重值的乘积作为。例如：若第一用户设备102的用户的权重值是2，第一用户设备102向第i转发设备发送一个用以请求第一内容的报文，第i转发设备上统计的第一内容的流行度增加的数值为2。若第一用户设备102的用户的权重值是1，第一用户设备102向第i转发设备发送一个用以请求第一内容的报文，第i转发设备上统计的第一内容的流行度增加的数值为1。

第i转发设备在接收到第一请求报文前或接收到第一请求报文时，可根据生成的第一内容的增益获得第一内容的本地缓存增益。或者第i转发设备根据第一内容的增益周期性地获得第一内容的本地缓存增益。或者第i转发设备根据接收到的指令获得本地缓存增益。其中，第一内容的本地缓存增益为与第一内容的标识对应的本地缓存增益。

举例来说，第i转发设备已缓存的内容所占的存储空间未达到预定的阈值，第一内容的标识对应的本地缓存增益可以为第一内容的增益和第一内容的权重的乘积。预定的阈值用以标识第i转发设备上用以缓存内容的存储空间的容量。第一内容的权重用以标识第一内容的增益在计算第一内容的标识对应的本地缓存增益中的重要性。第一内容的权重的数值大于0。第一内容的标识对应的本地缓存增益的计算公式可表示为：

$\mathrm{LocalGain}={\mathrm{\γPlaceGain}}_i^{m_1}---\left(2\right)$

公式(2)中，LocalGain用以标识第一内容的本地缓存增益。γ用以标识的权重。γ为根据第一内容的增益在计算LocalGain中的重要性所设置的系数。γ的数值可以大于0。i用以标识第i转发设备。m₁用以标识第一用户设备102所请求的第一内容。用以标识第i转发设备上第一内容的增益。可采用上述公式(1)计算生成。

举例来说，第i转发设备已缓存的内容所占的存储空间达到预定的阈值，可采用上述公式(2)计算，还可采用下述公式(3)计算。

$\mathrm{LocalGain}={\mathrm{\γPlaceGain}}_i^{m_1}-{\mathrm{\δPlaceGain}}_i^{m_2}---\left(3\right)$

公式(3)中，LocalGain用以标识本地缓存增益。i用以标识第i转发设备。m₁用以标识第一用户设备102所请求的第一内容。m₂用以标识第i转发设备上已缓存的第二内容。第二内容可以是第i转发设备已缓存的内容中内容的增益最小的内容。γ用以标识m1的权重。用以标识第i转发设备上第一内容的增益。可采用公式(1)计算生成。δ用以标识m₂的权重。δ为根据第二内容的增益在计算LocalGain中的重要性所设置的系数。δ的数值可以大于0。用以标识第i转发设备上第二内容的增益。可采用公式(1)计算生成。

举例来说，第i转发设备可在获得第二请求报文之前或之后，生成第一内容对应的PIT表项。PIT表项包括第一内容的标识、第一内容的标识对应的本地缓存增益、标识第一用户设备102的参数和第一请求报文中的缓存增益。其中，标识第一用户设备102的参数可以是第一用户设备102的地址，或者是第i转发设备接收第一请求报文的接口的标识。第一请求报文中的缓存增益与标识第一用户设备102的参数对应。

203，第i转发设备沿第一内容递交路径，发送第二请求报文至下一跳。

举例来说，第i转发设备可根据预先配置的转发信息库(英文全称为forwardinginformationbase，英文缩写为FIB)包括的下一跳的信息发送第二请求报文。FIB包括第一内容的标识和下一跳。203中的下一跳为沿第一用户设备102至服务器120的方向上第i转发设备在第一内容递交路径的下一跳。203中的下一跳是服务器120或第i+1转发设备。第i+1转发设备位于第一内容递交路径上第i转发设备和服务器120间。FIB中的下一跳可以是第i转发设备连接下一跳的接口的标识或第i转发设备的地址。

上述实施例中，第i转发设备从第一请求报文中的缓存增益和第一内容的标识对应的本地缓存增益中选择一个较大值。第i转发设备将选择的较大值作为第二请求报文中的缓存增益。第i转发设备通过第一内容递交路径发送第二请求报文。第一内容递交路径上任意一台转发设备均可按照上述实施例的方法，将接收到的请求报文中的缓存增益和第一内容的标识对应的本地缓存增益进行比较和替换处理，使得服务器120通过来自第一内容递交路径的请求报文，获得第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益中的最大值。第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益与第一内容的标识对应。

图3为本发明实施例提供的一种请求报文的发送方法流程图。下面从第一内容递交路径和第二内容递交路径所共有的第i转发设备的角度，对图3所示请求报文的发送方法进行详细介绍。第一内容递交路径为第一用户设备102与服务器120间的报文传输路径。第一内容递交路径上传输请求报文的方向为第一用户设备102至服务器120的方向。第一内容递交路径上转发设备的数量为k。第二内容递交路径为第二用户设备104与服务器120间的报文传输路径。第二内容递交路径上传输请求报文的方向为第二用户设备104至服务器120的方向。第二内容递交路径和第一内容递交路径存在重合的路径，即第i转发设备至服务器120间的路径为重合的路径，i为大于等于1且小于等于k的整数。该方法包括下述操作。

301，第i转发设备接收来自第一内容递交路径的第一请求报文，第一请求报文包括缓存增益和第一内容的标识。第一请求报文用于请求服务器120提供第一内容。

举例来说，第i转发设备接收到的第一请求报文来自第一用户设备102，第一请求报文中的缓存增益是预设值。第i转发设备接收到的第一请求报文来自第i-1转发设备，第一请求报文中的缓存增益是第一内容递交路径上第一用户设备102至第i-1转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值。第一内容递交路径上第一用户设备102至第i-1转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存与第一内容的标识对应。第一内容递交路径上第一用户设备102至第i-1转发设备的路径上所有转发设备包括第i-1转发设备。第i-1转发设备是沿第一用户设备102至服务器120的方向第i转发设备在第一内容递交路径的上一跳。第i-1转发设备可采用上述公式(2)或上述公式(3)计算第一内容的标识对应的本地缓存增益。

302，第i转发设备获得第二请求报文，第二请求报文包括缓存增益和第一内容的标识。第二请求报文中的缓存增益是第一内容递交路径上第一用户设备102至第i转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值。

302中获得第二请求报文的方法与图2所示202中获得第二请求报文的方法相同。302中第一内容递交路径上第一用户设备102至第i转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与第一内容的标识对应。

第i转发设备可依据上述公式(1)周期性地生成第一内容的增益。第i转发设备已缓存的内容未达到预定的阈值，第一内容的标识对应的本地缓存增益可以为第一内容的增益和第一内容的权重的乘积，即第一内容的标识对应的本地缓存增益可采用公式(2)计算。第i转发设备已缓存的内容达到预定的阈值，第一内容的标识对应的本地缓存增益可采用公式(2)计算。或者，第一内容的标识对应的本地缓存增益为第一内容的增益和第二内容的增益的差值，即第一内容的标识对应的本地缓存增益可采用公式(3)计算。第i转发设备上存储有第二内容的增益。第二内容是第i转发设备上已缓存的内容中内容的增益最小的内容。

举例来说，第i转发设备可在获得第二请求报文之前或之后，生成第一内容对应的PIT表项。PIT表项包括第一内容的标识、第一内容的标识对应的本地缓存增益、第一请求报文中的缓存增益和标识发送第一请求报文的设备的参数。标识发送第一请求报文的设备的参数可以是发送第一请求报文的设备的地址，或者是第i转发设备接收第一请求报文的接口的标识。发送第一请求报文的设备可以是第一用户设备102或第i-1转发设备。

303，第i转发设备沿第一内容递交路径，发送第二请求报文至下一跳。

303中发送第二请求报文的方法与图2所示203中发送第二请求报文的方法相同。

304，第i转发设备接收第二内容递交路径的第j转发设备发送的第三请求报文。第三请求报文包括缓存增益和第一内容的标识。第三请求报文中的缓存增益为第二内容递交路径上第二用户设备104至第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值。

第j转发设备为沿第二用户设备104至服务器120的方向第i转发设备在第二内容递交路径的上一跳。第二内容递交路径上第二用户设备104至第j转发设备间所有转发设备包括第j转发设备。第二内容递交路径上的任意一台转发设备可采用公式(2)或公式(3)计算第一内容的标识对应的本地缓存增益。第二内容递交路径上第二用户设备104至第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与第一内容的标识对应。第二内容递交路径上的任意一台转发设备可按照图2对应的实施例提供的方法发送请求报文。

305，第i转发设备保存第三请求报文中的缓存增益和标识第j转发设备的参数。

举例来说，第i转发设备可在第三请求报文中的缓存增益大于第一内容的标识对应的本地缓存增益时，保存第三请求报文中的缓存增益和标识第j转发设备的参数。标识第i转发设备的参数可以为第j转发设备的地址或接收第三请求报文的接口标识。第三请求报文中的缓存增益和标识第i转发设备的参数对应。具体地，第i转发设备可对PIT表项进行扩展，将第三请求报文中的缓存增益和接收第三请求报文的接口的标识写入第一内容对应的PIT表项中。

举例来说，第i转发设备还可在第三请求报文中的缓存增益小于或等于第一内容的标识对应的本地缓存增益时，存储标识第j转发设备的参数，或者存储第三请求报文中的缓存增益和标识第j转发设备的参数。

上述实施例中，第i转发设备将接收到的第一请求报文中的缓存增益和第一内容的标识对应的本地缓存增益中的较大值携带在第二请求报文中。第i转发设备通过第一内容递交路径发送第二请求报文。第i转发设备在沿第一内容递交路径发送了第二请求报文之后，再接收到来自第二内容递交路径的用以请求第一内容的第三请求报文，第i转发设备不会再向服务器120发送请求第一内容的请求报文，有助于降低服务器120的负担。

为了更加清楚描述上述请求报文的发送方法，下面结合图1，对图2和图3所示请求报文的发送方法进行举例说明。第一内容递交路径是第一用户设备102和服务器120间的报文传输路径。第一内容递交路径上所有转发设备的数量为2。第一内容递交路径上包括第一转发设备112和第二转发设备114。第一用户设备102与第一转发设备112通信。第一转发设备112连接第二转发设备114。第二转发设备114与服务器120通信。服务器120可提供第一内容。第二内容递交路径是第二用户设备104和服务器120间的报文传输路径。第二内容递交路径上所有转发设备的数量为3。

第一转发设备112接收来自第一用户设备102的第一请求报文，第一请求报文包括第一内容的标识m₁和预设缓存增益。预设缓存增益的数值为0。第一转发设备112已缓存的内容所占的存储空间未达到预定的阈值，可采用公式(2)计算LocalGain。例如：第一转发设备112上第一内容的流行度为100。第一转发设备112至服务器120间的跳数为2。第一内容的大小为1。第一内容的权重γ、的权重α、的权重β和的权重λ均为1。第一转发设备112的LocalGain的数值为200。

第一转发设备112确定第一请求报文中的预设缓存增益小于第一转发设备112的LocalGain，第一转发设备112用第一转发设备112的LocalGain替换第一请求报文中的预设缓存增益，获得第二请求报文。第二请求报文中的缓存增益的数值为200。第二请求报文中的缓存增益表示第一内容递交路径上第一用户设备102至第一转发设备112间所有转发设备的LocalGain的最大值。第一转发设备112发送第二请求报文至第二转发设备114。第一转发设备112存储第一请求报文中的预设增益值和接收第一请求报文的接口的标识。

第二转发设备114接收来自第一转发设备112的第二请求报文，第二请求报文包括缓存增益和m₁。第二请求报文中的缓存增益的数值为200。第二转发设备114已缓存的内容所占的存储空间达到预定的阈值，可采用公式(2)或公式(3)计算LocalGain。例如：第二转发设备114上第一内容的增益的数值为220。第二转发设备114上第二内容的增益的数值为50。若采用公式(2)计算第二转发设备114的LocalGain，第二转发设备114的LocalGain为，即第二转发设备114的LocalGain的数值为220。若采用公式(3)计算第二转发设备114的LocalGain，第二转发设备114的LocalGain是和的差值，即第二转发设备114的LocalGain的数值为170。

若第二转发设备114的LocalGain采用公式(2)计算，第二转发设备114确定第二请求报文中的缓存增益小于第二转发设备114的LocalGain，第二转发设备114用第二转发设备114的LocalGain替换第二请求报文中的缓存增益，获得第三请求报文。第三请求报文中的缓存增益的数值为220。若第二转发设备114的LocalGain采用公式(3)计算，第二转发设备114确定第二请求报文中的缓存增益大于第二转发设备114的LocalGain，第二转发设备114将第二请求报文作为第三请求报文进行发送。第三请求报文中的缓存增益的数值为200。

第二转发设备114发送第三请求报文至服务器120。这样，服务器120接收到的请求报文中的缓存增益即为第一内容递交路径上所有转发设备的LocalGain中的最大值。第二转发设备114存储第二请求报文中的缓存增益和接收第二请求报文的接口的标识。

图1所示的网络场景还包括第二内容递交路径。第二内容递交路径上包括第一转发设备112、第二转发设备114和第四转发设备118。第二用户设备104和第四转发设备118通信。第四转发设备118连接第一转发设备112。第一转发设备112连接第二转发设备114。第二转发设备114与服务器120通信120。第一内容递交路径和第二内容递交路径存在重合的路径，即第一转发设备112经第二转发设备114至服务器120的路径为重合的路径。

第四转发设备118接收来自第二用户设备104的第四请求报文，第四请求报文包括m₁和预设缓存增益。预设缓存增益的数值为0。第四转发设备118已缓存的内容所占的存储空间未达到预定的阈值，可采用公式(2)计算LocalGain。例如：第四转发设备118的LocalGain的数值为300。第四转发设备118用LocalGain替换第四请求报文中的预设缓存增益，获得第五请求报文。第五请求报文中的缓存增益的数值为300。

第一转发设备112在发送了第二请求报文后，接收到第二内容递交路径的第四转发设备118的第五请求报文。第一转发设备112不再向服务器120发送请求报文，存储第五请求报文中的缓存增益和接收第五请求报文的接口的标识。

图4为本发明实施例提供的另一种部署场景示意图。该网络环境中包括至少三台用户设备102、104和106，以及CCN和至少一台用以提供内容的服务器120。CCN中包括控制器130，多台转发设备112、114、116和118。转发设备可以是路由器或交换机等具有处理报文和转发报文能力的网络设备。控制器130与服务器120，转发设备112、114、116和118通信。用户设备102与CCN中的转发设备112通信。用户设备104与CCN中的转发设备118通信。用户设备106与CCN中的转发设备116通信。转发设备112分别连接转发设备114和118。转发设备114分别连接转发设备112、116和服务器120。该网络环境中包括多条内容递交路径。控制器130为每台转发设备计算其自身的第一内容对应的LocalGain，并将一条内容递交路径上所有转发设备的LocalGain中的最大值发送给服务器120，相较于图1所示场景，减少了转发设备的负担。当然，控制器130还可从每台转发设备获取由转发设备计算的第一内容对应的LocalGain，并将一条内容递交路径上所有转发设备的LocalGain中的最大值发送给服务器120。本发明的下述实施例中，将用户设备102与服务器120之间的报文传输路径作为第一内容递交路径，进行相关举例说明。

图5为本发明实施例提供的一种请求报文的发送方法流程图。下面结合图4，从第一内容递交路径上第i转发设备的角度，对图5所示请求报文的发送方法进行详细介绍。第一内容递交路径是第一用户设备102和服务器120间的报文传输路径。第一内容递交路径上传输请求报文的方向为第一用户设备102至服务器120的方向。第一内容递交路径上所有转发设备的数量为k。i为大于等于1且小于等于k的整数。该方法包括下述操作。

501，第一内容递交路径上的第i转发设备接收控制器130发送的第一内容的标识对应的本地缓存增益。

第一内容的标识对应的本地缓存增益可由控制器130计算生成。控制器130可采用公式(2)或公式(3)计算第一内容的标识对应的本地缓存增益。第i转发设备可通过来自控制器130的报文，获取第一内容的标识对应的本地缓存增益。

502，第i转发设备将来自上一跳的请求报文发送给下一跳，请求报文包括第一内容的标识。

举例来说，502的上一跳为第一用户设备102或第i-1转发设备。第i-1转发设备为沿第一用户设备102至服务器120的方向上第i转发设备在第一内容递交路径的上一跳。502的下一跳为服务器120或第i+1转发设备。第i+1转发设备为沿第一用户设备102至服务器120的方向上第i转发设备在第一内容递交路径上的下一跳。

举例来说，第i转发设备可从控制器130获取标识上一跳的参数。或者，第i转发设备通过接收请求报文的接口获取标识上一跳的参数。标识上一跳的参数是上一跳的地址或接收请求报文的接口的标识。

503，第i转发设备存储第一内容的标识、第一内容的标识对应的本地缓存增益和标识上一跳的参数。

上述实施例中，501可先于502执行，也可在502和503之间执行，还可以与502同时执行。

上述实施例中，第i转发设备可从控制器130获取第一内容的标识对应的本地缓存增益，在减少了转发设备的负担的同时，还能够节省带宽的消耗。

可选地，502之后，数据报文的发送方法还包括：第i转发设备存储控制器130发送的第二缓存增益和标识第j转发设备的参数。第二缓存增益为第二内容递交路径上第二用户设备104至第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值。第二内容递交路径为第二用户设备104和服务器120间的报文传输路径。第一内容递交路径和第二内容递交路径存在重合的路径，即第i转发设备至服务器120间的路径为重合的路径。第j转发设备为沿第二用户设备104至服务器120的方向上第i设备在第二内容递交路径的上一跳。第二用户设备104和第j转发设备间所有转发设备包括第j转发设备。第二内容递交路径上的任意一台转发设备的本地缓存增益可由控制器130根据公式(2)或公式(3)计算生成。第二内容递交路径上第二用户设备104至第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与第一内容的标识对应。第二内容递交路径上的任意一台转发设备可按照501至503的方法发送请求报文。

上述实施例中，第一内容递交路径上的第i转发设备存储第二缓存增益，可在向第j转发设备发送第一数据报文时，用第二缓存增益替换第一数据报文中的缓存增益。这样，第i转发设备转发第一内容至第二内容递交路径时，第二缓存增益与自身的第一内容的本地缓存增益匹配的转发设备缓存第一内容，以动态调整第一内容的缓存位置。第一内容的本地缓存增益为与第一内容的标识对应的本地缓存增益。

图6为本发明实施例提供的一种缓存增益的获取方法流程图。下面结合图4，从控制器130的角度，对图6所示缓存增益的获取方法进行详细介绍。第一内容递交路径是第一用户设备102和服务器120间的报文传输路径。第一内容递交路径上所有转发设备的数量为k。i为大于等于1且小于等于k的整数。该方法包括下述操作。

601，控制器130获取第一缓存增益，第一缓存增益为第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值。

控制器130可为第一内容递交路径上的每台转发设备计算该转发设备的本地缓存增益。该转发设备的本地缓存增益为该转发设备上与第一内容的标识对应的本地缓存增益。例如：控制器130可周期性从第i转发设备获取计算第一内容的增益所需的第一内容的流行度。控制器130可采用公式(2)或公式(3)，周期性计算第一内容的标识对应的本地缓存增益。第i转发设备是第一内容递交路径上的任意一台转发设备。控制器130可根据第一内容递交路径上每台转发设备的本地缓存增益，获取第一缓存增益。第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益与第一内容的标识对应。

602，控制器130周期性向服务器120发送第一缓存增益，周期性向第一内容递交路径上的每台转发设备发送本地缓存增益。

控制器130周期性向第一内容递交路径上的每台转发设备发送的本地缓存增益与接收本地缓存增益的转发设备对应。该本地缓存增益与第一内容的标识对应。

可选地，第二内容递交路径与第一内容递交路径存在重合的路径，重合的路径为第i转发设备至服务器120间的路径。602之后，本发明实施例提供的缓存增益的获取方法还包括：

603，控制器130周期性向第i转发设备发送第二缓存增益，第二缓存增益为第二内容递交路径上第二用户设备104至第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值。

举例来说，控制器130可采用601中的方法获取第二缓存增益。第二内容递交路径上第二用户设备104至第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与第一内容的标识对应。可选地，控制器130可在向服务器130发送了第一缓存增益之后，发送第二缓存增益。

上述实施例中，控制器130向第一内容递交路径上每台转发设备发送转发设备对应的本地缓存增益，有助于每台转发设备在本地缓存增益和第一数据报文中的缓存增益匹配时缓存第一数据报文中的第一内容。另外，控制器130还下发第第二缓存增益至第i转发设备，第i转发设备转发第一内容至第二内容递交路径时，可用第二缓存增益替换第一数据报文中的缓存增益。这样，第二内容递交路径上本地缓存增益与第二的缓存增益匹配的转发设备缓存第一内容，以动态调整第一内容的缓存位置。

为了更加清楚描述上述请求报文的发送方法，下面结合图4，对图5所示请求报文的发送方法进行举例说明。第一内容递交路径是第一用户设备102和服务器120间的报文传输路径。第一内容递交路径上所有转发设备的数量为2。第一内容递交路径上包括第一转发设备112和第二转发设备114。第一用户设备102与第一转发设备112通信。第一转发设备112连接第二转发设备114。第二转发设备114与服务器120通信。服务器120可提供第一内容。

第二内容递交路径是第二用户设备104和服务器120间的报文传输路径。第二内容递交路径上所有转发设备的数量为3。第二内容递交路径上包括第一转发设备112、第二转发设备114和第四转发设备118。第二用户设备104和第四转发设备118通信。第四转发设备118连接第一转发设备112。第一转发设备112连接第二转发设备114。第二转发设备114与服务器120通信。第一内容递交路径和第二内容递交路径存在重合的路径，即第一转发设备112经第二转发设备114至服务器120的路径为重合的路径。

控制器130计算获得的第一转发设备112的LocalGain的数值为200，并发送第一转发设备112的LocalGain和第一用户设备102的地址至第一转发设备112。控制器130计算获得的第二转发设备114的LocalGain的数值为170，并发送第二转发设备114的LocalGain和第一转发设备112的地址至第二转发设备114。控制器130计算获得的第四转发设备118的LocalGain的数值为300，并发送第四转发设备118的LocalGain和第四转发设备118的的地址至第一转发设备112和第四转发设备118。

第一转发设备112将来自第一用户设备102的第一请求报文发送至第二转发设备114，第一请求报文包括第一内容的标识。第一转发设备112存储来自控制器130的第一转发设备112的LocalGain、第一用户设备102的地址和第一内容的标识。第一转发设备112还存储来自控制器130的第四转发设备118的LocalGain、第四转发设备118的地址和第一内容的标识。

第二转发设备114将来自第一转发设备112的第一请求报文发送至服务器120。第二转发设备114存储来自控制器130的第二转发设备114的LocalGain、第一转发设备112的地址和第一内容的标识。

第四转发设备118将来自第二用户设备104的第二请求报文发送至第一转发设备112，第二请求报文包括第一内容的标识。第四转发设备118存储来自控制器130的第四转发设备118的LocalGain、第二用户设备104的地址和第一内容的标识。

为了减轻服务器120的负担，第一转发设备112发送第一请求报文后接收到第二请求报文，不再向服务器120发送请求报文。第一转发设备112可对存储的第四转发设备118的LocalGain和第四转发设备118的地址进行存储，以便向第四转发设备118发送来自服务器120的第一内容。

图7为本发明实施例提供的一种缓存数据的方法流程图。下面结合图1和图4，从第一内容递交路径上第i转发设备的角度对图7所示缓存数据的方法进行详细介绍。第一内容递交路径是第一用户设备102和服务器120间的报文传输路径。第一内容递交路径上传输数据报文的方向为服务器120至第一用户设备102的方向。第一内容递交路径是第一用户设备102和服务器120间的报文传输路径第一内容递交路径上所有转发设备的数量为k，i为大于等于1且小于等于k的整数。该方法包括下述操作。

701，第i转发设备接收来自上一跳的第一数据报文。第一数据报文包括缓存增益、第一内容和第一内容的标识。第一数据报文用以向第一用户设备发送第一内容。第一数据报文中的缓存增益是第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益中的最大值。

举例来说，701中的上一跳为服务器120或第i+1转发设备。第i+1转发设备是沿服务器120至第一用户设备102的方向上第i转发设备在第一内容递交路径的上一跳。第一数据报文可以是CCN的数据包(英文名称为datapacket)形式的报文。第一数据报文中的缓存增益可以是图2和图3对应实施例提供的方法发送给服务器120，还可以是图5和图6对应实施例中提供的方法发送给服务器120。第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益与第一内容的标识对应。

702，第i转发设备确定第一数据报文中的缓存增益与第一内容的标识对应的本地缓存增益匹配，缓存第一内容。

举例来说，匹配可以是路径上的缓存增益与第一内容的标识对应的本地缓存增益相同，还可以是路径上的缓存增益与第一内容的标识对应的本地缓存增益的差值在预设范围内。

举例来说，第i转发设备缓存第一内容包括：若第i转发设备已缓存的内容所占的存储空间未达到预定的阈值，直接缓存第一内容。若第i转发设备已缓存的内容所占的存储空间达到预定的阈值，第i转发设备从已缓存的内容中选择与第一内容的大小匹配的内容集，用第一内容替换与第一内容的大小匹配的内容集。其中，内容集包括已缓存的内容中增益最小的内容。

可选地，第i转发设备确定第一数据报文中的缓存增益与第一内容的标识对应的本地缓存增益不匹配时，第i转发设备通过第一内容递交路径，发送第一数据报文至请求第一内容的设备，请求第一内容的设备为向第i转发设备发送第一请求报文的设备。举例来说，第i转发设备可根据接收第一请求报文的接口的标识，转发第一数据报文。

上述实施例中，第一内容递交路径上的转发设备在自身的本地缓存增益和第一数据报文中的缓存增益匹配时，缓存第一数据报文中的第一内容。这样，第一数据报文中的第一内容能够缓存在第一内容递交路径上具有最大的本地缓存增益的转发设备上，比如第i转发设备，实现了根据内容的流行度和内容缓存位置对网络带宽的影响确定内容缓存位置。

为了更加清楚描述上述缓存数据的方法，下面结合图1和图4，对图7所示缓存数据的方法进行举例说明。第一内容递交路径是第一用户设备102和服务器120间的报文传输路径。第一内容递交路径上所有转发设备的数量为k，k＝2。第一内容递交路径上包括第一转发设备112和第二转发设备114。第一用户设备102与第一转发设备112通信。第一转发设备112连接第二转发设备114。第二转发设备114与服务器120通信。服务器120可提供第一内容。

在第二转发设备114采用公式(2)计算LocalGain时，服务器120发送的第一数据报文中的缓存增益是第二转发设备114的LocalGain，即路径上的缓存增益的数值为220。服务器120发送第一数据报文至第二转发设备114，第一数据报文包括缓存增益、第一内容和第一内容的标识。第二转发设备114接收来自服务器120的第一数据报文。第二转发设备114确定第二转发设备114的LocalGain等于路径上的缓存增益，缓存第一数据报文中的第一内容。由于第二转发设备114已缓存的内容所占的存储空间达到预定的阈值，第二转发设备114用第一内容替换已缓存的第二内容。第二转发设备114可根据接收请求报文的接口的标识，发送第一数据报文至第一转发设备112。第一转发设备112接收来自第二转发设备114的第一数据报文。第一转发设备112的LocalGain为200。第一转发设备112确定第一转发设备112的LocalGain小于第一数据报文中的缓存增益，不缓存第一数据报文中的第一内容。第一转发设备112根据接收请求报文的接口的标识，发送第一数据报文至第一用户设备102。

在第二转发设备114采用公式(3)计算LocalGain时，服务器120发送的第一数据报文中的缓存增益是第一转发设备112的LocalGain，即路径上的缓存增益的数值为200。服务器120发送第一数据报文至第二转发设备114，第一数据报文包括缓存增益、第一内容和第一内容的标识。第二转发设备114接收来自服务器120的第一数据报文。第二转发设备112的LocalGain为170。第二转发设备114确定第二转发设备114的LocalGain小于路径上的缓存增益，不缓存第一数据报文中的第一内容。第二转发设备114根据接收请求报文的接口的标识，发送第一数据报文至第一转发设备112。由于第二转发设备114已缓存的内容所在的存储空间达到预定的阈值，在计算第二转发设备114的LocalGain时考虑了替换已缓存的第二内容所带来的增益损失，使得第二转发设备114无需缓存第一内容，减少了第二转发设备114频繁地缓存操作。第一转发设备112接收来自第二转发设备114的第一数据报文。第一数据报文中的缓存增益为200。第一转发设备112的LocalGain为200。第一转发设备112确定第一转发设备112的LocalGain和第一数据报文中的缓存增益相同，缓存第一数据报文中的第一内容。第一转发设备112根据接收请求报文的接口的标识，发送第一数据报文至第一用户设备102。第一转发设备112缓存了第一内容，若第一转发设备112再接收到用以请求第一内容的请求报文，则将缓存的第一内容发送至请求第一内容的设备，无需再从服务器120获取第一内容，节省了第一转发设备112和服务器120之间的带宽。

图8为本发明实施例提供的一种数据报文的发送方法流程图。下面从第一内容递交路径和第二内容递交路径所共有的第i转发设备的角度，对图8所示数据报文的发送方法进行详细介绍。第一内容递交路径为第一用户设备102与服务器120间的报文传输路径。第一内容递交路径上传输数据报文的方向为服务器120至第一用户设备102的方向。第二内容递交路径为第二用户设备104与服务器120间的报文传输路径。第二内容递交路径上传输数据报文的方向为服务器120至第二用户设备104的方向。第二内容递交路径和第一内容递交路径存在重合的路径，即第i转发设备至服务器120间的路径为重合的路径，i为大于等于1且小于等于k的整数，k为第一内容递交路径上转发设备的数量。第i转发设备上第一内容的标识对应的缓存增益与第一数据报文中的缓存增益匹配时或者不匹配时均会执行图8所示的方法。该方法包括下述操作。

801，第i转发设备获取存储的第b增益和标识发送请求报文的设备的参数。

举例来说，第b增益为第一缓存增益时，标识发送请求报文的设备的参数是发送请求报文的设备的地址或接收请求报文的接口的标识。发送请求报文的设备是第一用户设备102或第i-1转发设备。第一缓存增益与第一内容递交路径上第一用户设备102至第i-1转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值。第一内容递交路径上第一用户设备102至第i-1转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与第一内容的标识对应。第i-1转发设备是沿第一用户设备102至服务器120方向第i转发设备在第一内容递交路径的上一跳，还是沿服务器120至第一用户设备102方向第i转发设备在第一内容递交路径的下一跳。第i转发设备接收来自第一用户设备102的请求报文的接口用以标识第i转发设备。第i转发设备接收来自第i-1设备的请求报文的接口用以标识第i-1转发设备。

举例来说，第b增益为第二缓存增益时，标识发送请求报文的设备的参数是第j转发设备的地址或连接第j转发设备的接口的标识。第二缓存增益是第二内容递交路径上第二用户设备104至第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值。第二内容递交路径上第二用户设备104至第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与第一内容的标识对应。第j转发设备是沿第二用户设备104至服务器120方向第i转发设备在第二内容递交路径的上一跳，还是沿服务器120至第二用户设备104方向第i转发设备在第二内容递交路径的下一跳。

举例来说，第i转发设备可从第一内容对应的PIT表项中获取第b增益和标识发送请求报文的设备的参数。标识发送请求报文的设备的参数和第b增益对应。

802，第i转发设备比较第b增益与第一数据报文中的缓存增益的大小，在第b增益大于第一数据报文中的缓存增益时，执行803，否则执行804。

举例来说，第b增益为第一缓存增益时，第b增益小于等于第一数据报文中的缓存增益，均执行804。第b增益为第二缓存增益时，第b增益小于或等于第一数据报文中的缓存增益时执行804，第b增益大于第一数据报文中的缓存增益时执行803。

803，第i转发设备获取第二数据报文，并通过第二内容递交路径发送第二数据报文。

举例来说，第i转发设备可以用第b增益替换第一数据报文中的缓存增益以形成第二数据报文。或者，第i转发设备可以生成第二数据报文，第二数据报文中包括第b增益、第一内容和第一内容的标识。

举例来说，第j转发设备是沿第二用户设备104至服务器120方向第i转发设备在第二内容递交路径的上一跳，还是沿服务器120至第二用户设备104方向第i转发设备在第二内容递交路径的下一跳。第i转发设备可根据存储的标识第j转发设备的参数，通过第二内容递交路径，向第j转发设备发送第二数据报文。

804，第i转发设备发送第一数据报文至请求第一内容的设备。

举例来说，第i转发设备可沿第一内容递交路径和第二内容递交路径发送第一数据报文。请求第一内容的设备为第一用户设备102、第i-1转发设备或第j转发设备。沿第一用户设备102至服务器120方向第i转发设备在第一内容递交路径的上一跳是第一用户设备102时，第i转发设备依据存储的标识第一用户设备102的参数，通过第一内容递交路径，向第一用户设备102发送第一数据报文。第i转发设备向第i-1转发设备和第j转发设备发送第一数据报文的方法与向第一用户设备102发送第一数据报文的方法相同。

上述实施例中，第一内容递交路径上的第i转发设备在转发来自服务器120的第一数据报文时，在存储的第b增益大于第一数据报文中的缓存增益时，根据第b增益获取第二数据报文。第i转发设备向第二内容递交路径上的转发设备发送第二数据报文，有助于第二内容递交路径上的转发设备缓存第一内容。上述实施例实现了在第一内容的流行度和网络带宽这两个因素发生改变时，动态调整第一内容的缓存位置，有助于进一步节省网络的带宽。

可选地，第i转发设备在执行了发送第一数据报文和/或第二数据报文的操作后，可清除存储的第一内容的标识、第一内容的标识对应的本地缓存增益、第b增益、和标识发送请求报文的设备的参数。举例来说，第i转发设备可清除第一内容对应的PIT表项。

为了更加清楚描述上述数据报文的发送方法，下面结合图1和图4，对图8所示数据报文的发送方法进行举例说明。服务器120可提供第一内容。第一内容递交路径是第一用户设备102和服务器120间的报文传输路径。第一内容递交路径上所有转发设备的数量为k，k＝2。第一内容递交路径上包括第一转发设备112和第二转发设备114。第二内容递交路径是第二用户设备104和服务器120间的报文传输路径。第二内容递交路径上包括第四转发设备118、第一转发设备112和第二转发设备114。第三内容递交路径是第三用户设备106和服务器120间的报文传输路径。第三内容递交路径上包括第三转发设备116、第一转发设备112和第二转发设备114。

若第二转发设备114采用公式(3)计算LocalGain，服务器120发送的第一数据报文中的缓存增益为200。服务器120发送第一数据报文至第二转发设备114。第一数据报文包括缓存增益、第一内容和第一内容的标识。第二转发设备114接收来自服务器120的第一数据报文。第二转发设备114的LocalGain为170。第二转发设备114确定第二转发设备114的LocalGain小于第一数据报文中的缓存增益，发送第一数据报文至第一转发设备112。

第一转发设备112接收来自第二转发设备114的第一数据报文。第一转发设备112的LocalGain为200。第一转发设备112确定第一转发设备112的LocalGain和第一数据报文中的缓存增益相同，缓存第一内容的同时或之后，发送第一数据报文至第一用户设备102。第一转发设备112还存储缓存增益和第四转发设备118的地址。第一转发设备112存储的缓存增益缓存增益是第四转发设备118的LocalGain，数值是300。第一转发设备112确定存储的缓存增益大于第一数据报文中的缓存增益，获得包括存储的缓存增益的第二数据报文。第一转发设备112发送第二数据报文至第四转发设备118。第四转发设备118可根据第四转发设备118的LocalGain和第二数据报文中的缓存增益匹配，缓存第二数据报文中的第一内容。

第二转发设备114还存储有缓存增益和第三转发设备116的地址。第二转发设备114存储的缓存增益是第三转发设备116的LocalGain，数值是150。第二转发设备114确定存储的缓存增益小于第一数据报文中的缓存增益，发送第一数据报文至第三转发设备116。第三转发设备116可根据第三转发设备116的LocalGain与第一数据报文中的缓存增益不匹配，转发第一数据报文至第二用户设备104。

图9对应的实施例提供的转发设备可以为图1或图4所示网络场景中任意一条内容递交路径包括的转发设备。下面结合图1或图4，对图9所示转发设备进行详细说明。

图9对应的实施例提供的转发设备为第一内容递交路径上的第i转发设备。第一内容递交路径是第一用户设备102和服务器120间的报文传输路径。第一内容递交路径上所有转发设备的数量是k。i为大于等于1且小于等于k的整数。第i转发设备包括：第一接收单元901、第一控制单元902、第一存储单元903和第二存储单元904。第一接收单元901连接第一控制单元902。第一控制单元902连接第一存储单元903和第二存储单元904。

第一接收单元901用于接收来自服务器的第一数据报文。第一数据报文包括缓存增益、第一内容和第一内容的标识。第一数据报文中的缓存增益是第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益中的最大值。第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益与第一内容的标识对应。所有转发设备的本地缓存增益与第一内容的标识对应。第一内容的标识对应的本地缓存增益根据第一参数和第一内容的流行度计算生成。第一参数用以标识第i转发设备和服务器间传输第一内容所消耗的带宽。

举例来说，第一接收单元901接收的第一数据报文可来自于第i转发设备连接的服务器120，还可来自于第i转发设备连接的第i+1转发设备。第i+1转发设备为沿第一用户设备102至服务器120的方向第i转发设备在第一内容递交路径上的下一跳，还是沿服务器120至第一用户设备102的方向第i转发设备在第一内容递交路径上的上一跳。第一内容递交路径上的任意一台转发设备接收到的数据报文与服务器120发送的数据报文相同。

第一控制单元902用于确定第一接收单元901接收到的第一数据报文中的缓存增益与第二存储单元904中第一内容的标识对应的本地缓存增益是否匹配。其中，第一内容的标识对应的本地缓存增益可由第i转发设备计算生成，还可由控制器130计算生成。第一内容的标识对应的本地缓存增益可采用图2对应的实施例提供的公式(2)或公式(3)计算生成。

举例来说，第一控制单元902具体用于在第一存储单元903中已缓存的内容所占的存储空间达到预定的阈值时，从已缓存的内容中选择与第一内容的大小匹配的内容集。第一控制单元902用第一内容替换内容集。内容集可包括已缓存的内容中内容的增益最小的内容。

第一存储单元903用于存储第一数据报文中的第一内容。

第二存储单元904用于存储第一内容的标识对应的本地缓存增益。

上述实施例中，第一内容递交路径上的第i转发设备根据自身的本地缓存增益是否和第一数据报文中的缓存增益匹配，来确定是否缓存第一数据报文中的第一内容。这样，第一数据报文中的第一内容能够缓存在第一内容递交路径上具有最大的本地缓存增益的转发设备上，比如第i转发设备，实现了根据内容的流行度和内容缓存位置对网络带宽的影响确定内容缓存位置。

可选地，第i转发设备还包括第一发送单元905。第一发送单元905用于第一控制单元902确定第一数据报文中的缓存增益与第二存储单元中存储的第一内容的标识对应的本地缓存增益不匹配时，通过第一内容递交路径，发送第一数据报文至请求第一内容的设备。请求第一内容的设备为向第i转发设备发送第一请求报文的设备。其中，向第i转发设备发送第一请求报文的设备为沿第一用户设备102至服务器120的方向第i转发设备在第一内容递交路径上的上一跳。上一跳为第一用户设备102或第i-1转发设备。

图10对应的实施例提供的转发设备是在图9对应的实施例提供的转发设备的基础上，增加了用于发送请求报文的结构。下面结合图9，对图10所示的转发设备进行详细说明，具体如下：

图10对应的实施例提供的转发设备为第一内容递交路径上的第i转发设备。第i转发设备包括：第一接收单元901、第一控制单元902、第一存储单元903、第二存储单元904、第二接收单元911、第一获取单元912和第二发送单元913。其中，第一接收单元901、第一控制单元902、第一存储单元903和第二存储单元904与图9对应的实施例中的相应结构相同，在此不再赘述。第二接收单元911连接第一获取单元912。第一获取单元912连接第二发送单元913。

第二接收单元911用于接收第一请求报文。第一请求报文包括缓存增益和第一内容的标识。第一请求报文中的缓存增益为第一内容递交路径上第一用户设备至第i-1转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值。第一内容递交路径上第一用户设备至第i-1转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与第一内容的标识对应。第i-1转发设备为沿第一用户设备至服务器的方向第i转发设备在第一内容递交路径的上一跳。若第i转发设备连接第一用户设备102，则第一请求报文中的缓存增益为预设增益值。若第i转发设备连接第i-1转发设备，则第一请求报文中的缓存增益是第一内容递交路径上第一用户设备102和第i-1转发设备间所有转发设备的本地缓存增益的最大值。第i-1转发设备间是沿第一用户设备102至服务器120的方向第i转发设备在第一内容递交路径上的上一跳。

第一获取单元912用于获得第二请求报文，第二请求报文包括缓存增益和第一内容的标识，第二请求报文中的缓存增益为第一内容递交路径上第一用户设备至第i转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值。第一内容递交路径上第一用户设备至第i转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与第一内容的标识对应。其中，第一获取单元912可从第二存储单元904获取第一内容的标识对应的本地缓存增益。第一获取单元912可将第一请求报文中的缓存增益、标识发送第一请求报文的设备的参数和第一内容的标识存储于第二存储单元904。标识发送第一请求报文的设备的参数为发送第一请求报文的设备的地址或第i转发设备连接发送第一请求报文的设备的接口的标识。

第二发送单元913用于沿第一内容递交路径，发送第二请求报文至下一跳，下一跳为沿第一用户设备至服务器的方向第i转发设备在第一内容递交路径上的下一跳。下一跳为服务器120或第i+1转发设备。

上述实施例中，第i转发设备将接收到的第一请求报文中的缓存增益和第一内容的标识对应的本地缓存增益中的较大值携带在第二请求报文中，使得服务器120可从第一内容递交路径上接收到的请求报文中获取路径上的缓存增益。

可选地，在图10对应的实施例提供的转发设备的基础上，转发设备还包括：第三接收单元914和第二控制单元915。第三接收单元914用于接收来自第j转发设备的第三请求报文，第三请求报文用于请求服务器提供第一内容，第三请求报文包括缓存增益和第一内容的标识，第j转发设备为沿第二用户设备至服务器的方向第i转发设备在第二内容递交路径的上一跳，第二内容递交路径为第二用户设备和服务器间的报文传输路径，第三请求报文中的缓存增益为第二内容递交路径上第二用户设备至第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值。第二内容递交路径上第二用户设备至第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与第一内容的标识对应。第二控制单元915用于将第三请求报文中的缓存增益和标识第j转发设备的参数存储于第二存储单元904，标识第j转发设备的参数为第j转发设备的地址或第i转发设备连接第j转发设备的接口。

本发明实施例提供的转发设备可在图9或图10对应的实施例的基础上，增加用以处理数据报文的结构。图11对应的实施例提供的转发设备为第一内容递交路径上的第i转发设备。第i转发设备包括：第一接收单元901、第一控制单元902、第一存储单元903、第二存储单元904、第二接收单元911、第一获取单元912、第二发送单元913、第二获取单元921和第三发送单元9222。其中，第一接收单元901、第一控制单元902、第一存储单元903、第二存储单元904、第二接收单元911、第一获取单元912和第二发送单元913与图10对应的实施例中的相应结构相同。可选地，图11对应的实施例还包括第一发送单元905(图11中未示出)、第三接收单元914(图11中未示出)和第二控制单元915(图11中未示出)。

第一接收单元901用于接收第一数据报文。第一数据报文包括第一内容、缓存增益和第一内容的标识。

第二存储单元904用于存储第一内容的标识对应的本地缓存增益、第一内容的标识、第一请求报文中的缓存增益、标识发送第一请求报文的设备的参数、第三请求报文中的缓存增益和标识第j设备的参数。发送第一请求报文的设备为第一用户设备102或第i-1转发设备。第i-1转发设备为沿第一用户设备102至服务器120的方向上第i转发设备在第一内容递交路径的上一跳。第j转发设备为沿第二用户设备104至服务器120的方向上第i转发设备在第二内容递交路径的上一跳。

第二获取单元921用于当第二存储单元904存储的第三请求报文中的缓存增益大于第一数据报文中的缓存增益时，获取第二数据报文，第二数据报文包括第三请求报文中的缓存增益、第一内容和第一内容的标识。

第三发送单元922用于用于根据第二存储单元存储的标识第j转发设备的参数，发送第二数据报文至第j转发设备。

举例来说，第三发送单元922用于发送第一接收单元901接收的第一数据报文至下一跳。下一跳为沿服务器120至第一用户设备102的方向第i转发设备在第一内容递交路径上的下一跳。下一跳为第一用户设备102或第i-1转发设备。

上述实施例中，第一内容递交路径上的第i转发设备在转发来自服务器120的第一数据报文时，在存储的缓存增益大于第一数据报文中的缓存增益时，用存储的缓存增益替换第一数据报文中的路径上的缓存增益，获取第二数据报文。这样，第i转发设备通过第二内容递交路径发送第二数据报文时，第二路径上的转发设备就有机会缓存第一内容。上述实施例实现了在第一内容的流行度和网络带宽这两个因素发生改变时，动态调整第一内容的缓存位置，有助于进一步节省网络的带宽。

图12为本发明实施例提供的一种控制器。下面结合图4，对图12所示控制器130进行详细说明。控制器130与第一用户设备、服务器和第一内容递交路径上的每台转发设备通信。第一内容递交路径为第一用户设备和服务器间的报文传输路径。控制器130包括：第一计算单元1031、第一获取单元1032和第一发送单元1033。

第一计算单元1031用于为第一内容递交路径上的每台转发设备计算第一内容的本地缓存增益，第i转发设备为第一内容递交路径上的任意一台转发设备，第i转发设备的第一内容的本地缓存增益根据第一参数和第一内容的流行度计算生成，第一参数用以标识第i转发设备和服务器间传输第一内容所消耗的带宽。

第一获取单元1032用于获取第一缓存增益，第一缓存增益为第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值。第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益与第一内容的标识对应。

第一发送单元1033用于周期性向服务器发送第一缓存增益，周期性向第i转发设备发送第一内容的本地缓存增益。

可选地，控制器130还包括：第二计算单元1034、第二获取单元1035和第二发送单元1036。

第二计算单元1034用于用于为第二内容递交路径上的每台转发设备计算第一内容的本地缓存增益，第二内容递交路径为第二用户设备和服务器间的报文传输路径，第二内容递交路径和第一内容递交路径间重合的路径为第i转发设备和服务器间的路径。

第二获取单元1035用于获取第二缓存增益，第二缓存增益为第二内容递交路径上第二用户设备和第j转发设备间所有转发设备的本地缓存增益的最大值，第j转发设备为沿第二用户设备至服务器的方向第i转发设备在第二内容递交路径的上一跳。第二内容递交路径上第二用户设备和第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与第一内容的标识对应。

第二发送单元1036用于周期性向第i转发设备发送第二缓存增益。

上述实施例中，控制器130为第一内容递交路径上每台转发设备计算本地缓存增益，有助于每台转发设备在本地缓存增益和第一数据报文中的缓存增益匹配时缓存第一数据报文中的第一内容。另外，控制器130还下发第二缓存增益至第i转发设备，第i转发设备转发第一内容至第二内容递交路径时，可用第二缓存增益替换第一数据报文中的缓存增益。这样，第二内容递交路径上本地缓存增益与第二缓存增益匹配的转发设备缓存第一内容，以动态调整第一内容的缓存位置。

图13示出了一种转发设备。转发设备可以是路由器，也可以是交换机。转发设备配置有用以缓存内容的缓存空间。参见图13，转发设备包括接收电路1101、发送电路1102、存储器1103和处理器1104。接收电路1101、发送电路1102、存储器1103和处理器1104通过通信总线11011连接。接收电路1101和发送电路1102可通过转发设备上的以太网芯片来实现。该实施例的转发设备可以为图9至图11对应的实施例中任意一个实施例提供的转发设备。

存储器1103用于存储应用程序、第一内容和转发设备的本地缓存增益。应用程序可以包括一条或多条计算机指令。

处理器1104从存储器1103中读取计算机指令，执行如下操作：

通过接收电路1101，接收来自服务器的第一数据报文，第一内容递交路径是第一用户设备和服务器间的报文传输路径，第一内容递交路径上所有转发设备的数量为k，i为大于等于1且小于等于k的整数，第一数据报文包括缓存增益、第一内容和第一内容的标识，第一数据报文中的缓存增益是第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益中的最大值，第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益中的最大值与第一内容的标识对应；

确定第一数据报文中的缓存增益与第一内容的标识对应的本地缓存增益是否匹配，第一内容的标识对应的本地缓存增益根据第一参数和第一内容的流行度计算生成，第一参数用以标识第i转发设备和服务器间传输第一内容所消耗的带宽；

确定第一数据报文中的缓存增益与第一内容的标识对应的本地缓存增益匹配时，缓存第一数据报文包括的第一内容至存储器1103。

可选地，处理器1104可通过发送电路1102发送第一数据报文至请求第一内容的设备。

上述通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器。结合本发明实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。当使用软件实现时，可以将实现上述功能的代码存储在计算机可读介质中。计算机可读介质包括计算机存储介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。以此为例但不限于：计算机可读介质可以是随机存取存储器(英文全称为randomaccessmemory，英文缩写为RAM)、只读存储器(英文全称为read-onlymemory，英文缩写为ROM)、电可擦可编程只读存储器(英文全称为electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，英文缩写为EEPROM)、只读光盘(英文全称为compactdisc-readonlymemory，英文缩写为CD-ROM)或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。计算机可读介质可以是压缩光碟(英文全称为compactdisk，英文缩写为CD)、激光碟、光碟、数字视频光碟(英文全称为digitalvideodisc，英文缩写为DVD)、软盘或者蓝光光碟。

总之，以上所述仅为本发明技术方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种缓存数据的方法，其特征在于，所述方法包括：

第一内容递交路径上的第i转发设备接收来自服务器的第一数据报文，所述第一内容递交路径是第一用户设备和所述服务器间的报文传输路径，所述第一内容递交路径上所有转发设备的数量为k，所述i为大于等于1且小于等于k的整数，所述第一数据报文包括缓存增益、第一内容和所述第一内容的标识，所述缓存增益是所述第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益中的最大值，所述第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应；

所述第i转发设备确定所述第一数据报文中的缓存增益与所述第一内容的标识对应的本地缓存增益是否匹配，所述第一内容的标识对应的本地缓存增益根据第一参数和所述第一内容的流行度计算生成，所述第一参数用以标识所述第i转发设备和所述服务器间传输所述第一内容所消耗的带宽；

所述第i转发设备确定所述第一数据报文中的缓存增益与所述第一内容的标识对应的本地缓存增益匹配时，所述第i转发设备缓存所述第一数据报文包括的所述第一内容。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述第i转发设备确定所述第一数据报文中的缓存增益与所述第一内容的标识对应的本地缓存增益不匹配时，所述第i转发设备通过所述第一内容递交路径，发送所述第一数据报文至请求所述第一内容的设备，所述请求所述第一内容的设备为向所述第i转发设备发送第一请求报文的设备，所述第一请求报文用于请求所述服务器提供所述第一内容。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第i转发设备接收来自服务器的第一数据报文之前，所述方法还包括：

所述第i转发设备接收第一请求报文，所述第一请求报文用于请求所述服务器提供所述第一内容，所述第一请求报文包括缓存增益和所述第一内容的标识，所述第一请求报文中的缓存增益为所述第一内容递交路径上所述第一用户设备至第i-1转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值，所述第i-1转发设备为沿所述第一用户设备至所述服务器的方向所述第i转发设备在所述第一内容递交路径的上一跳，所述第一内容递交路径上所述第一用户设备至第i-1转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应；

所述第i转发设备获得第二请求报文，所述第二请求报文包括缓存增益和所述第一内容的标识，所述第二请求报文中的缓存增益为所述第一内容递交路径上所述第一用户设备至所述第i转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值，所述第一内容递交路径上所述第一用户设备至第i转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应；

所述第i转发设备沿所述第一内容递交路径，发送所述第二请求报文至下一跳，所述下一跳为沿所述第一用户设备至所述服务器的方向所述第i转发设备在所述第一内容递交路径上的下一跳。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发送所述第二请求报文至下一跳之后，所述方法还包括：

所述第i转发设备接收来自第j转发设备的第三请求报文，所述第三请求报文用于请求所述服务器提供所述第一内容，所述第三请求报文包括缓存增益和所述第一内容的标识，所述第j转发设备为沿第二用户设备至所述服务器的方向所述第i转发设备在第二内容递交路径的上一跳，所述第二内容递交路径为所述第二用户设备和所述服务器间的报文传输路径，所述第三请求报文中的缓存增益为所述第二内容递交路径上所述第二用户设备至所述第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值，所述第二内容递交路径上所述第二用户设备至所述第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应；

存储所述第三请求报文中的缓存增益和标识所述第j转发设备的参数。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述缓存所述第一数据报文包括的所述第一内容之后，所述方法还包括：

所述第三请求报文中的缓存增益大于所述第一数据报文中的缓存增益时，所述第i转发设备获取第二数据报文，所述第二数据报文包括所述第三请求报文中的缓存增益、所述第一内容和所述第一内容的标识；

根据标识所述第j转发设备的参数，发送所述第二数据报文至所述第j转发设备。

6.如权利要求3-5任一所述的方法，其特征在于，所述第i转发设备获得第二请求报文之前，所述方法还包括：

所述第i转发设备计算所述第一内容的标识对应的本地缓存增益；或者

所述第i转发设备从控制器获取所述第一内容的标识对应的本地缓存增益，所述控制器被配置用于为所述第i转发设备计算所述第一内容的标识对应的本地缓存增益。

7.如权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，所述第一内容的标识对应的本地缓存增益是第一内容的增益和第一内容的权重的乘积，所述第一内容的增益是所述第一参数、所述第一参数的权重、所述第一内容的流行度和所述第一内容的流行度的权重的乘积。

8.如权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述第i转发设备已缓存的内容所占的存储空间达到预定的阈值时，所述第一内容的标识对应的本地缓存增益是所述第一内容的增益与所述第一内容的权重之积减去第二内容的增益与所述第二内容的权重之积获得的差值，所述第一内容的增益是所述第一参数、所述第一参数的权重、所述第一内容的流行度和所述第一内容的流行度的权重的乘积，所述第二内容的增益是所述第二参数、所述第二参数的权重、所述第二内容的流行度和所述第二内容的流行度的权重的乘积，所述第二参数用以标识所述第i转发设备和提供所述第二内容的服务器间传输所述第二内容所消耗的带宽。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述缓存所述第一数据报文包括的所述第一内容包括：

所述第i转发设备确定已缓存的内容所占的存储空间达到预定的阈值，从所述已缓存的内容中选择与所述第一内容的大小匹配的内容集；

用所述第一内容替换与所述第一内容的大小匹配的内容集。

10.一种转发设备，其特征在于，所述转发设备位于第一内容递交路径，所述第一内容递交路径是第一用户设备和服务器间的报文传输路径，所述第一内容递交路径上所有转发设备的数量是k，所述转发设备为第i转发设备，所述i为大于等于1且小于等于k的整数，所述转发设备包括：

第二存储单元，用于存储所述第一内容的标识对应的本地缓存增益；

第一接收单元，用于接收来自所述服务器的第一数据报文，所述第一数据报文包括缓存增益、第一内容和所述第一内容的标识，所述第一数据报文中的缓存增益是所述第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益中的最大值，所述第一内容的标识对应的本地缓存增益根据第一参数和所述第一内容的流行度计算生成，所述第一参数用以标识所述第i转发设备和所述服务器间传输所述第一内容所消耗的带宽，所述第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应；

第一控制单元，用于确定所述第一数据报文中的缓存增益与所述第二存储单元中存储的所述第一内容的标识对应的本地缓存增益是否匹配；

第一存储单元，用于当所述第一控制单元确定所述第一数据报文中的缓存增益与所述第二存储单元中存储的所述第一内容的标识对应的本地缓存增益匹配时，缓存所述第一数据报文中的所述第一内容。

11.如权利要求10所述的转发设备，其特征在于，所述转发设备还包括：

第一发送单元，用于当所述第一控制单元确定所述第一数据报文中的缓存增益与所述第二存储单元中存储的所述第一内容的标识对应的本地缓存增益不匹配时，通过所述第一内容递交路径，发送所述第一数据报文至请求所述第一内容的设备，所述请求所述第一内容的设备为向所述第i转发设备发送第一请求报文的设备，所述第一请求报文用于请求所述服务器提供所述第一内容。

12.如权利要求10或11所述的转发设备，其特征在于，所述转发设备还包括：

第二接收单元，用于接收第一请求报文，所述第一请求报文用于请求所述服务器提供所述第一内容，所述第一请求报文包括缓存增益和所述第一内容的标识，所述第一请求报文中的缓存增益为所述第一内容递交路径上所述第一用户设备至第i-1转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值，所述第i-1转发设备为沿所述第一用户设备至所述服务器的方向所述第i转发设备在所述第一内容递交路径的上一跳，所述第一内容递交路径上所述第一用户设备至第i-1转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应；

第一获取单元，用于获得第二请求报文，所述第二请求报文包括缓存增益和所述第一内容的标识，所述第二请求报文中的缓存增益为所述第一内容递交路径上所述第一用户设备至所述第i转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值，所述第一内容递交路径上所述第一用户设备至第i转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应；

第二发送单元，用于沿所述第一内容递交路径，发送所述第二请求报文至下一跳，所述下一跳为沿所述第一用户设备至所述服务器的方向所述第i转发设备在第一内容递交路径上的下一跳。

13.如权利要求12所述的转发设备，其特征在于，所述转发设备还包括：

第三接收单元，用于接收来自第j转发设备的第三请求报文，所述第三请求报文用于请求所述服务器提供所述第一内容，所述第三请求报文包括缓存增益和所述第一内容的标识，所述第j转发设备为沿第二用户设备至所述服务器的方向所述第i转发设备在第二内容递交路径的上一跳，所述第二内容递交路径为所述第二用户设备和所述服务器间的报文传输路径，所述第三请求报文中的缓存增益为所述第二内容递交路径上所述第二用户设备至所述第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值，所述第二内容递交路径上所述第二用户设备至所述第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应；

第二控制单元，用于将所述第三请求报文中的缓存增益和标识所述第j转发设备的参数存储于所述第二存储单元。

14.如权利要求13所述的转发设备，其特征在于，所述转发设备还包括：

第二获取单元，用于当所述第二存储单元存储的所述第三请求报文中的缓存增益大于所述第一数据报文中的缓存增益时，获取第二数据报文，所述第二数据报文包括所述第三请求报文中的缓存增益、所述第一内容和所述第一内容的标识；

第三发送单元，用于根据所述第二存储单元存储的所述标识所述第j转发设备的参数，发送所述第二数据报文至所述第j转发设备。

15.一种控制器，其特征在于，所述控制器与第一用户设备、服务器和第一内容递交路径上的每台转发设备通信，第一内容递交路径为第一用户设备和服务器间的报文传输路径，所述控制器包括：

第一计算单元，用于为所述第一内容递交路径上的每台转发设备计算第一内容的本地缓存增益，第i转发设备为所述第一内容递交路径上的任意一台转发设备，所述第i转发设备的所述第一内容的本地缓存增益根据第一参数和所述第一内容的流行度计算生成，所述第一参数用以标识所述第i转发设备和所述服务器间传输所述第一内容所消耗的带宽；

第一获取单元，用于获取第一缓存增益，所述第一缓存增益为所述第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值，所述第一内容递交路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应；

第一发送单元，用于周期性向所述服务器发送所述第一缓存增益，周期性向第i转发设备发送所述第一内容的本地缓存增益。

16.如权利要求15所述的控制器，其特征在于，所述控制器还包括：

第二计算单元，用于为第二内容递交路径上的每台转发设备计算第一内容的本地缓存增益，所述第二内容递交路径为第二用户设备和所述服务器间的报文传输路径，所述第二内容递交路径和所述第一内容递交路径间重合的路径为所述第i转发设备和所述服务器间的路径；

第二获取单元，用于获取第二缓存增益，所述第二缓存增益为所述第二内容递交路径上所述第二用户设备至第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益的最大值，所述第二内容递交路径上所述第二用户设备至第j转发设备的路径上所有转发设备的本地缓存增益与所述第一内容的标识对应，所述第j转发设备为沿所述第二用户设备至所述服务器的方向所述第i转发设备在所述第二内容递交路径的上一跳；

第二发送单元，用于周期性向所述第i转发设备发送所述第二缓存增益。