CN107872399B - 内容中心移动网络的内容分发方法、装置、设备及介质 - Google Patents

内容中心移动网络的内容分发方法、装置、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明适用计算机网络技术领域，提供了一种内容中心移动网络的内容分发方法、装置、设备及介质，该方法包括：接收多个内容请求者发送的内容请求数据包，向内容请求者的邻居节点广播由内容请求数据包中的内容请求数据块组合得到的内容请求块集合，将返回参与响应的邻居节点设置为内容参与者，根据分配激励策略和每个内容参与者的链路下载速率、缓存内容，将所有内容请求数据块分配给内容参与者，以使接收到内容请求数据块的内容参与者向内容请求者返回对应的内容响应数据包，从而在内容中心移动网络中完成多个用户请求不同内容时的内容分发，考虑了邻居节点是否愿意协作，并实现了内容分发的最优任务调度，有效地提高了内容分发效率。

Description

内容中心移动网络的内容分发方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明属于计算机网络技术领域，尤其涉及一种内容中心移动网络的内容分发方法、装置、设备及介质。
背景技术
当前互联网的体系结构为主机和主机之间(Host-to-Host)的通信模式，该模式主要解决的应用需求是计算资源共享，然而，随着近年来全球移动数据流量的急剧增长，基于IP的互联网体系结构在内容分发、移动性、可扩展性和安全性等方面面临着重大挑战，互联网体系结构正在从以主机为中心的通讯模型向以内容为中心的网络模型演化。
内容中心移动网络CCMN(Content-Centric Mobile Networking)正是一种以内容为中心的网络模型。在内容中心移动网络中，不再对数据所在的地址命名，而是直接对数据本身命名，被命名的数据己经成为最为关键的网络实体，不再关注设备的安全性，而是直接关注命名内容的安全，让数据传输机制从根本上实现可自由扩展，每一个网络节点具有缓存功能，支持多种智能路由转发策略。然而，受异构网络、变化的无线链路状态和缺少激励策略等影响，内容中心移动网络在高效率的内容分发方面面临新挑战。
现有的内容中心移动网络主要通过在无线网络的边缘节点缓存流行度较高的内容，来降低内容获取时间、提高内容分发效率等，在具体实现时，研究人员提出移动用户之间通过WIFI共享自身通过蜂窝网络下载的部分视频流、通过对用户移动轨迹进行预测来决定用户所请求的内容在不同边缘节点间的迁移、以及通过分析用户以往轨迹的时间和空间特征来实现多基站之间的内容分发合作等方式，这些方式都仅未考虑到多个用户请求不同内容的情况，也未考虑到进行合作的用户是否愿意分享自身的缓存和无线电资源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内容中心移动网络的内容分发方法、装置、设备及介质，旨在解决现有技术中的内容中心移动网络内容分发效率不高、用户体验较差。
一方面，本发明提供了一种内容中心移动网络的内容分发方法，所述方法包括下述步骤：
当接收到多个内容请求者发送的内容请求数据包时，对所述所有内容请求数据包中的内容请求数据块进行组合，以得到对应的内容请求块集合；
向每个所述内容请求者的邻居节点广播所述内容请求块集合，并检测所述邻居节点是否有返回参与响应；
当检测到所述邻居节点返回的参与响应时，将返回所述参与响应的邻居节点设置为内容参与者，获取所述每个内容参与者的链路下载速率和所述每个内容参与者的缓存内容；
根据所述每个内容参与者的链路下载速率、所述每个内容参与者的缓存内容和预设的分配激励策略，将所述所有内容请求数据块分配给所述内容参与者，以使接收到所述内容请求数据块的内容参与者向所述内容请求者返回对应的内容响应数据包。
另一方面，本发明提供了一种内容中心移动网络的内容分发装置，所述装置包括：
请求接收单元，用于当接收到多个内容请求者发送的内容请求数据包时，对所述所有内容请求数据包中的内容请求数据块进行组合，以得到对应的内容请求块集合；
内容广播单元，用于向每个所述内容请求者的邻居节点广播所述内容请求块集合，并检测所述邻居节点是否有返回参与响应；
参与者确定单元，用于当检测到所述邻居节点返回的参与响应时，将返回所述参与响应的邻居节点设置为内容参与者，获取所述每个内容参与者的链路下载速率和所述每个内容参与者的缓存内容；以及
任务分配单元，用于根据所述每个内容参与者的链路下载速率、所述每个内容参与者的缓存内容和预设的分配激励策略，将所述所有内容请求数据块分配给所述内容参与者，以使接收到所述内容请求数据块的内容参与者向所述内容请求者返回对应的内容响应数据包。
另一方面，本发明还提供了一种内容分发设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述内容中心移动网络的内容分发方法所述的步骤。
另一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述内容中心移动网络的内容分发方法所述的步骤。
本发明在接收多个内容请求者发送的内容请求数据包时，向每个内容请求者的邻居节点广播由所有内容请求数据包中的内容请求数据块组合得到的内容请求块集合，将返回参与响应的邻居节点设置为内容参与者，根据每个内容参与者的链路下载速率、缓存内容和预设的分配激励策略，将所有内容请求数据块分配给内容参与者，以使接收到内容请求数据块的内容参与者向内容请求者返回对应的内容响应数据包，从而在内容中心网络中完成多个用户请求不同内容时的内容分发，充分考虑了邻居节点是否愿意协作、以及愿意协作的邻居节点的网络状况，通过分配激励策略实现了内容请求数据包中内容请求数据块的最优调度，进而有效地提高了内容中心移动网络内容分发的效率、降低了内容分发的成本，提高了用户体验。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的内容中心移动网络的内容分发方法的实现流程图；
图2是本发明实施例一提供的内容中心移动网络的内容分发方法中按照排序后的顺序将内容请求块集合中未被分配的内容请求数据块分配给内容参与者的实现流程图；
图3是本发明实施例一提供的内容中心移动网络的内容分发方法、Multicast算法和Best Route算法的仿真结果图；
图4是本发明实施例二提供的内容中心移动网络的内容分发装置的结构示意图；
图5是本发明实施例二提供的内容中心移动网络的内容分发装置的优选结构示意图；以及
图6是本发明实施例三提供的内容分发设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：
实施例一：
图1示出了本发明实施例一提供的内容中心移动网络的内容分发方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：
在步骤S101中，当接收多个内容请求者发送的内容请求数据包时，对所有内容请求数据包的内容请求数据块进行组合，以得到对应的内容请求块集合。
本发明适用于内容中心移动网络的内容分发平台或设备。在内容中心移动网络中，内容请求者通过发送带有内容名称的内容请求数据包来请求带有相同内容名称的数据包，内容请求数据包将会被拆分为内容请求数据块进行传输。在接收到内容请求者发送的内容请求数据包时，内容分发设备对所有内容请求数据包的内容请求数据块进行组合，得到对应的内容请求块集合。其中，内容请求者又可称为信息消费者、数据消费者或消费者。
作为示例地，内容请求块集合可表示为：
Figure BDA0001470687500000051
其中，
Figure BDA0001470687500000052
为内容请求者j发送的内容请求数据包fj的第k个内容请求数据块，IJ为内容请求者的集合。
在步骤S102中，向每个内容请求者的邻居节点广播内容请求块集合，并检测邻居节点是否有返回参与响应。
在本发明实施例中，在获得由所有内容请求数据包的内容请求数据块构成的内容请求块集合后，需要在当前网络中查找或下载每个内容请求数据块所请求的数据包(内容响应数据包)、并将这些内容响应数据包对应地发送给内容请求者，内容请求数据包的每个内容请求数据块中也分别带有相应的内容名称，每个内容请求数据块所请求的数据包即为带有相同内容名称的内容响应数据包。
在本发明实施例中，为了降低内容中心移动网络内容分发的成本、提高内容中心移动网络内容分发的效率，可将内容分发外包给内容请求者的邻居节点。具体地，可向每个内容请求者的邻居节点广播内容请求块集合，并检测邻居节点返回的参与响应。
在步骤S103中，当检测到邻居节点返回的参与响应时，将返回参与响应的邻居节点设置为内容参与者，获取每个内容参与者的链路下载速率和每个内容参与者的缓存内容。
在本发明实施例中，当检测到邻居节点返回的参与响应时，可认为返回参与响应的邻居节点愿意参与到内容请求块集合对应的内容分发过程中，因此将返回参与响应的邻居节点设置为内容参与者，接收每个内容参与者发送的自身的链路下载速率、以及自身的缓存内容，从而充分地考虑到邻居节点是否愿意参与协助，即是否愿意分享自身的缓存内容和无线电资源。其中，内容参与者也可称为信息提供者、数据提供者或提供者。
在步骤S104中，根据每个内容参与者的链路下载速率、每个内容参与者的缓存内容和预设的分配激励策略，将所有内容请求数据块分配给内容参与者，以使接收到内容请求数据块的内容参与者向内容请求者返回对应的内容响应数据包。
在本发明实施例中，由于内容参与者的缓存内容中可能存在内容请求块集合中内容请求数据块所请求的内容响应数据包，可对内容参与者的缓存内容进行检测，当存在内容请求数据块所请求的内容响应数据包时，将内容请求数据块分配给缓存了该内容响应数据包的内容参与者，由该内容参与者直接通过无线传输方式(如WiFi、蓝牙等)将内容响应数据包发送给内容请求数据块对应的内容请求者。优选地，当多个内容参与者都缓存了同一内容响应数据包时，将内容请求数据块分配给与内容请求者距离最近的内容参与者，从而有效地提高内容中心移动网络内容分发的效率。
在本发明实施例中，当内容请求块集合中还存在未被分配的内容请求数据块时，可先确定这些未被分配的内容请求数据块的优先级，按照优先级高低的顺序对未被分配的内容请求数据块进行排序，按照排序后的顺序，依次将未被分配的内容请求数据块分配给内容参与者。优选地，在确定内容请求块集合中未被分配内容请求数据块的优先级时，先按照这些内容请求数据块在内容请求数据包中位置的前后顺序，确定这些内容请求数据块的优先级，再从预设的蜂窝基站获取所有内容请求数据包的流行度，按照所有内容请求数据包流行度的高低顺序，确定位于不同内容请求数据包同一位置的内容请求数据块的优先级，从而较为准确地确定内容请求数据块的优先级。作为示例地，例如，在同一内容请求数据包中，内容请求数据块f1 1的优先级高于内容请求数据块f1 2，又如，在不同内容请求数据包中，当内容请求数据包f2的流行度高于内容请求数据包f4的流行度时，内容请求数据块
Figure BDA0001470687500000061
的优先级高于内容请求数据块
Figure BDA0001470687500000062
优选地，如图2所示，按照排序后的顺序将未被分配的内容请求数据块一一分配给内容参与者的过程通过下述步骤实现：
在步骤S201中，按照未被分配的内容请求数据块排序后的顺序，从未被分配的内容请求数据块中获取当前内容请求数据块。
在本发明实施例中，当前内容请求数据块是指当前未被分配的、排序后的内容请求数据块中的第一个内容请求数据块。
在步骤S202中，根据每个内容参与者的链路下载速率，计算将当前内容请求数据块分配给不同的内容参与者时内容请求者对应的内容平均获取速率。
在本发明实施例中，由于在内容参与者的缓存内容中不存在当前内容请求数据块所请求的内容响应数据包，分配到当前内容请求数据块的内容参与者需要通过自身的蜂窝网络下载相应的内容响应数据包，内容响应数据包的下载速率即内容参与者的链路下载速率。由于不同内容参与者的链路下载速率可能不同，在将当前内容请求数据块分配给不同的内容参与者时，当前内容请求数据块对应的内容请求者的内容平均获取速率也可能不同，因此可根据每个内容参与者的链路下载速率，计算假如将当前内容请求数据块分别分配给不同内容参与者时当前内容请求数据块对应的内容请求者的内容平均获取速率，以便后续对内容请求数据块进行最优分配。其中，内容请求者的内容平均获取速率即该内容请求者获取到内容请求数据包请求的所有内容的平均速率。
作为示例地，当将内容请求数据块
Figure BDA0001470687500000071
分配给不同的内容参与者时，内容请求者j的内容平均获取速率的计算公式可为：
Figure BDA0001470687500000072
其中，n为内容请求者j发送的内容请求数据包fj中已被分配的内容请求数据块的数量，ξ'为对内容请求数据块
Figure BDA0001470687500000073
进行分配前内容请求者j的内容平均获取速率，
Figure BDA0001470687500000074
为内容请求数据块
Figure BDA0001470687500000075
的大小，
Figure BDA0001470687500000076
为内容请求者j获得内容请求数据块
Figure BDA0001470687500000077
所请求的内容响应数据包的时长，当内容请求数据块
Figure BDA0001470687500000078
所请求的内容响应数据包在内容参与者的缓存内容中时，
Figure BDA0001470687500000079
当内容请求数据块
Figure BDA00014706875000000710
所请求的内容响应数据包不在内容参与者的缓存内容中时，
Figure BDA0001470687500000081
rw为内容请求者和内容参与者之间的无线传输速率，
Figure BDA0001470687500000082
为内容参与者i的链路下载速率。
在步骤S203中，根据每个内容请求者对应的内容平均获取速率，计算将当前内容请求数据块分配给不同的内容参与者时内容请求者的收益。
在本发明实施例中，可根据每个内容请求者对应的内容平均获取速率和预设的、每个内容请求者的速率关心度，计算假如将当前内容请求数据块分配给不同的内容参与者时内容请求者的收益，内容请求者的收益计算公式可为：
Uj＝log(1+θjξj)，其中，ξj为内容请求者j对应的内容平均获取速率，θj为内容请求者j的速率关心度，Uj为内容请求者j的收益。
在步骤S204中，根据每个内容请求者的收益，计算将当前内容请求数据块分配给不同的内容参与者时获得的内容请求者总收益，将当前内容请求数据块分配给获得内容请求者总收益数值最大的内容参与者。
在本发明实施例中，当将当前内容请求数据块分配给不同的内容参与者时，当前内容请求数据块对应的内容请求者的收益可能不同，内容请求者总收益也就不同，内容请求者总收益即所有内容请求者的收益之和，计算公式可为：
Figure BDA0001470687500000083
其中，W为内容请求者总收益。为了实现当前内容请求数据块的最优分配，可将当前内容请求数据块分配给数值最大的内容请求者总收益所对应的内容参与者，由该内容参与者下载当前内容请求数据块所请求的内容响应数据包，并通过无线传输方式将该内容响应数据包发送给对应的内容请求者，从而充分考虑到内容参与者的网络状况，实现了内容分发的最优调度。
在步骤S205中，检测内容请求块集合中是否还存在未被分配的内容请求数据块。
在本发明实施例中，若内容请求块集合中还存在为未被分配的内容请求数据块，跳转到步骤S201执行至从内容请求块集合中未被分配的内容请求数据块中获取当前内容请求数据块的步骤，否则，执行步骤S206。
在步骤S206中，输出内容请求块集合中的内容请求数据块分配完成的消息。
在仿真实验中，如图3所示，在不同内容流行度偏斜系数(齐夫定律Zipf中的参数α，内容流行度偏斜系数越大，内容请求者请求流行度高的内容的概率越高)条件下，本发明实施例得到的仿真结果优于Multicast(多播)算法、Best Route(最短路径)算法的仿真结果，即本发明实施例得到的内容请求者平均收益高于Multicast(多播)算法、Best Route(最短路径)算法获得的内容请求者平均收益，内容请求者平均收益为内容请求者总收益除以内容请求者数量得到的平均值。
在本发明实施例中，通过邻居节点的参与和协作完成内容中心移动网络中多个用户请求不同内容时的内容分发，在内容分发时不仅充分考虑了邻居节点是否愿意参与协作，还考虑到内容参与者的网络状况，根据内容参与者的网络状况和预设的分配激励策略实现了内容分发的最优调度，从而有效地提高了内容中心移动网络内容分发的效率、降低了内容中心移动网络内容分发的成本，进而有效地提高了用户体验。
实施例二：
图4示出了本发明实施例二提供的内容中心移动网络的内容分发装置的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，其中包括：
请求接收单元41，用于当接收到多个内容请求者发送的内容请求数据包时，对所有内容请求数据包中的内容请求数据块进行组合，以得到对应的内容请求块集合。
在本发明实施例中，在接收到内容请求者发送的内容请求数据包时，将所有内容请求数据包的内容请求数据块组合得到内容请求块集合。作为示例地，内容请求块集合可表示为：
Figure BDA0001470687500000091
其中，
Figure BDA0001470687500000092
为内容请求者j发送的内容请求数据包fj的第k个内容请求数据块，IJ为内容请求者的集合。
内容广播单元42，用于向每个内容请求者的邻居节点广播内容请求块集合，并检测邻居节点是否有返回参与响应。
在本发明实施例中，在获得由所有内容请求数据包的内容请求数据块构成的内容请求块集合后，需要在当前网络中查找或下载每个内容请求数据块所请求的数据包(内容响应数据包)、并将这些内容响应数据包对应地发送给内容请求者，内容请求数据包的每个内容请求数据块中也分别带有相应的内容名称，每个内容请求数据块所请求的数据包即为带有相同内容名称的内容响应数据包。为了降低内容中心移动网络内容分发的成本、提高内容中心移动网络内容分发的效率，可将内容分发外包给内容请求者的邻居节点，具体地，可向每个内容请求者的邻居节点广播内容请求块集合，并检测邻居节点返回的参与响应。
参与者确定单元43，用于当检测到邻居节点返回的参与响应时，将返回参与响应的邻居节点设置为内容参与者，获取每个内容参与者的链路下载速率和每个内容参与者的缓存内容。
在本发明实施例中，当检测到邻居节点返回的参与响应时，可认为返回参与响应的邻居节点愿意参与到内容请求块集合对应的内容分发过程中，因此将返回参与响应的邻居节点设置为内容参与者，接收每个内容参与者发送的自身的链路下载速率、以及自身的缓存内容，从而充分地考虑到邻居节点是否愿意参与协作，即是否愿意分享自身的缓存内容和无线电资源。
任务分配单元44，用于根据每个内容参与者的链路下载速率、每个内容参与者的缓存内容和预设的分配激励策略，将所有内容请求数据块分配给内容参与者，以使接收到内容请求数据块的内容参与者向内容请求者返回对应的内容响应数据包。
在本发明实施例中，由于内容参与者的缓存内容中可能存在内容请求块集合中内容请求数据块所请求的内容响应数据包，可对内容参与者的缓存内容进行检测，当存在内容请求块集合中内容请求数据块所请求的内容响应数据包时，将内容请求数据块分配给缓存了该内容响应数据包的内容参与者，由该内容参与者直接通过无线传输方式(如WiFi、蓝牙等)将内容响应数据包发送给内容请求数据块对应的内容请求者。优选地，当多个内容参与者都缓存了同一内容响应数据包时，将内容请求数据块分配给与内容请求者距离最近的内容参与者，从而有效地提高内容中心移动网络内容分发的效率。
在本发明实施例中，当内容请求块集合中还存在未被分配的内容请求数据块时，可先确定这些未被分配的内容请求数据块的优先级，按照优先级高低的顺序对未被分配的内容请求数据块进行排序，按照排序后的顺序，依次将未被分配的内容请求数据块分配给内容参与者，再由内容参与者下载内容请求数据块对应的内容响应数据包，并通过无线传输方式将内容响应数据包发送给对应的内容请求者。
优选地，在确定内容请求块集合中未被分配内容请求数据块的优先级时，先按照这些内容请求数据块在内容请求数据包中位置的前后顺序，确定这些内容请求数据块的优先级，再从预设的蜂窝基站获取所有内容请求数据包的流行度，按照所有内容请求数据包流行度的高低顺序，确定位于不同内容请求数据包同一位置的内容请求数据块的优先级，从而较为准确地确定内容请求数据块的优先级。
优选地，如图5所示，任务分配单元44包括：
已缓存数据分配单元541，用于根据内容参与者的缓存内容和预设的就近分配策略，将内容请求块集合中内容请求数据块分配给缓存有对应内容响应数据包的内容参与者。
优先级排序单元542，用于确定内容请求块集合中未被分配的内容请求数据块的优先级，按照优先级对内容请求块集合中未被分配的内容请求数据块进行排序；以及
未缓存数据分配单元543，用于根据每个内容参与者的链路下载速率、分配激励策略和排序后的顺序，将内容请求块集合中未被分配的内容请求数据块分配给内容参与者。
优选地，未缓存数据分配单元543包括数据块获取单元、平均速率计算单元、收益计算单元、总收益计算单元和数据块分配单元，其中：
数据块获取单元，用于按照未被分配的内容请求数据块排序后的顺序，从未被分配的内容请求数据块中获取当前内容请求数据块。
在本发明实施例中，当前内容请求数据块是指当前未被分配的、排序后的内容请求数据块中的第一个内容请求数据块。
平均速率计算单元，用于根据每个内容参与者的链路下载速率，计算将当前内容请求数据块分配给不同的内容参与者时内容请求者对应的内容平均获取速率。
在本发明实施例中，由于在内容参与者的缓存内容中不存在当前内容请求数据块所请求的内容响应数据包，分配到当前内容请求数据块的内容参与者需要通过自身的蜂窝网络下载响应的内容响应数据包，内容响应数据包的下载速率即内容参与者的链路下载速率。由于不同内容参与者的链路下载速率可能不同，在将当前内容请求数据块分配给不同的内容参与者时，当前内容请求数据块对应的内容请求者的内容平均获取速率也可能不同，因此可根据每个内容参与者的链路下载速率，计算假如将当前内容请求数据块分别分配给不同内容参与者时当前内容请求数据块对应的内容请求者的内容平均获取速率，以便后续对内容请求数据块进行最优分配。
作为示例地，当将内容请求数据块
Figure BDA0001470687500000121
分配给不同的内容参与者时，内容请求者j对应的内容平均获取速率的计算公式可为：
Figure BDA0001470687500000122
其中，n为内容请求者j发送的内容请求数据包fj中已被分配的内容请求数据块的数量，ξ'为对内容请求数据块
Figure BDA0001470687500000123
进行分配前内容请求者j的内容平均获取速率，
Figure BDA0001470687500000124
为内容请求数据块
Figure BDA0001470687500000125
的大小，
Figure BDA0001470687500000126
为内容请求者j获得内容请求数据块
Figure BDA0001470687500000127
所请求的内容响应数据包的时长，当内容请求数据块
Figure BDA0001470687500000128
所请求的内容响应数据包在内容参与者的缓存内容中时，
Figure BDA0001470687500000131
当内容请求数据块
Figure BDA0001470687500000132
所请求的内容响应数据包不在内容参与者的缓存内容中时，
Figure BDA0001470687500000133
rw为内容请求者和内容参与者之间的无线传输速率，
Figure BDA0001470687500000134
为内容参与者i的链路下载速率。
收益计算单元，用于根据每个内容请求者对应的内容平均获取速率，计算将当前内容请求数据块分配给不同的内容参与者时内容请求者的收益。
在本发明实施例中，可根据每个内容请求者对应的内容平均获取速率和预设的、每个内容请求者的速率关心度，计算假如将当前内容请求数据块分配给不同的内容参与者时内容请求者的收益，内容请求者的收益计算公式可为：
Uj＝log(1+θjξj)，其中，ξj为内容请求者j对应的内容平均获取速率，θj为内容请求者j的速率关心度，Uj为内容请求者j的收益。
总收益计算单元，用于根据每个内容请求者的收益，计算将当前内容请求数据块分配给不同的内容参与者时获得的内容请求者总收益。
在本发明实施例中，可见将当前内容请求数据块分配给不同的内容参与者时，当前内容请求数据块对应的内容请求者的收益可能不同，内容请求者总收益也就不同，内容请求者总收益即所有内容请求者的收益之和，计算公式可为：
Figure BDA0001470687500000135
其中，W为内容请求者总收益。
数据块分配单元，用于将当前内容请求数据块分配给获得内容请求者总收益数值最大的内容参与者，当内容请求块集合中还存在未被分配的内容请求数据块时，由数据块获取单元执行从内容请求块集合中未被分配的内容请求数据块中获取当前内容请求数据块的操作。
在本发明实施例中，为了实现当前内容请求数据块的最优分配，可将当前内容请求数据块分配给数值最大的内容请求者总收益所对应的内容参与者，由该内容参与者下载当前内容请求数据块所请求的内容响应数据包，并通过无线传输方式将该内容响应数据包发送给对应的内容请求者，从而充分考虑到内容参与者的网络状况，实现了内容分发的最优调度。
在本发明实施例中，通过邻居节点的参与和协作完成内容中心移动网络中多个用户请求不同内容时的内容分发，在内容分发时不仅充分考虑了邻居节点是否愿意参与协作，还考虑到内容参与者的网络状况，根据内容参与者的网络状况和预设的分配激励策略实现了内容分发的最优调度，从而有效地提高了内容中心移动网络内容分发的效率、降低了内容中心移动网络内容分发的成本，进而有效地提高了用户体验。
在本发明实施例中，内容中心移动网络的内容分发装置的各单元可由相应的硬件或软件单元实现，各单元可以为独立的软、硬件单元，也可以集成为一个软、硬件单元，在此不用以限制本发明。
实施例三：
图6示出了本发明实施例三提供的内容分发设备的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。
本发明实施例的内容分发设备6包括处理器60、存储器61以及存储在存储器61中并可在处理器60上运行的计算机程序62。该处理器60执行计算机程序62时实现上述方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S104。或者，处理器60执行计算机程序62时实现上述装置实施例中各单元的功能，例如图4所示单元41至44的功能。
在本发明实施例中，接收多个内容请求者的内容请求数据包，向内容请求者的邻居节点广播由内容请求数据包的内容请求数据块构成的内容请求块集合，将返回参与响应的邻居节点设置为内容参与者，根据内容参与者的链路下载速率、缓存内容和分配激励策略，将所有内容请求数据块分配给内容参与者，以使接收到内容请求数据块的内容参与者向内容请求者返回对应的内容响应数据包，从而在内容中心网络中完成多个用户请求不同内容时的内容分发，充分考虑了邻居节点是否愿意协作、以及协作节点的网络状况，实现了内容请求数据包内容请求数据块的最优调度，进而有效地提高了内容分发的效率、降低了内容分发的成本，提高了用户体验。
实施例四：
在本发明实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例中的步骤，例如，图1所示的步骤S101至S104。或者，该计算机程序被处理器执行时实现上述装置实施例中各单元的功能，例如图4所示单元41至44的功能。
在本发明实施例中，接收多个内容请求者的内容请求数据包，向内容请求者的邻居节点广播由内容请求数据包的内容请求数据块构成的内容请求块集合，将返回参与响应的邻居节点设置为内容参与者，根据内容参与者的链路下载速率、缓存内容和分配激励策略，将所有内容请求数据块分配给内容参与者，以使接收到内容请求数据块的内容参与者向内容请求者返回对应的内容响应数据包，从而在内容中心网络中完成多个用户请求不同内容时的内容分发，充分考虑了邻居节点是否愿意协作、以及协作节点的网络状况，实现了内容请求数据包内容请求数据块的最优调度，进而有效地提高了内容分发的效率、降低了内容分发的成本，提高了用户体验。
本发明实施例的计算机可读存储介质可以包括能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质，例如，ROM/RAM、磁盘、光盘、闪存等存储器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内容中心移动网络的内容分发方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
当接收到多个内容请求者发送的内容请求数据包时，对所有内容请求数据包中的内容请求数据块进行组合，以得到对应的内容请求块集合；
向每个所述内容请求者的邻居节点广播所述内容请求块集合，并检测所述邻居节点是否有返回参与响应；
当检测到所述邻居节点返回的参与响应时，将返回所述参与响应的邻居节点设置为内容参与者，获取所述每个内容参与者的链路下载速率和所述每个内容参与者的缓存内容；
根据每个内容参与者的链路下载速率、所述每个内容参与者的缓存内容和预设的分配激励策略，将所有内容请求数据块分配给所述内容参与者，以使接收到所述内容请求数据块的内容参与者向所述内容请求者返回对应的内容响应数据包。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述所有内容请求数据块分配给所述内容参与者的步骤，包括：
根据所述内容参与者的缓存内容和预设的就近分配策略，将所述内容请求块集合中所述内容请求数据块分配给缓存有对应内容响应数据包的内容参与者；
确定所述内容请求块集合中未被分配的内容请求数据块的优先级，按照所述优先级对所述内容请求块集合中未被分配的所述内容请求数据块进行排序；
根据所述每个内容参与者的链路下载速率、所述分配激励策略和所述排序后的顺序，将所述内容请求块集合中未被分配的所述内容请求数据块分配给所述内容参与者。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述内容请求块集合中未被分配的所述内容请求数据块分配给所述内容参与者的步骤，包括：
按照所述排序后的顺序，从所述内容请求块集合中未被分配的所述内容请求数据块中获取当前内容请求数据块；
根据所述每个内容参与者的链路下载速率，计算将所述当前内容请求数据块分配给不同的所述内容参与者时所述内容请求者对应的内容平均获取速率；
根据所述每个内容请求者对应的内容平均获取速率，计算将所述当前内容请求数据块分配给不同的所述内容参与者时所述内容请求者的收益；
根据所述每个内容请求者的收益，计算将所述当前内容请求数据块分配给不同的所述内容参与者时获得的内容请求者总收益；
将所述当前内容请求数据块分配给获得所述内容请求者总收益数值最大的所述内容参与者，当所述内容请求块集合中还存在未被分配的所述内容请求数据块时，跳转至从所述内容请求块集合中未被分配的所述内容请求数据块中获取当前内容请求数据块的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，计算将所述当前内容请求数据块分配给不同的所述内容参与者时所述内容请求者的收益的步骤，包括：
根据所述每个内容请求者对应的内容平均获取速率和预设的、所述每个内容请求者的速率关心度，计算将所述当前内容请求数据块分配给不同的所述内容参与者时所述内容请求者的收益，所述内容请求者的收益计算公式为：
Uj＝log(1+θjξj)，其中，所述ξj为所述内容请求者j对应的内容平均获取速率，所述θj为所述内容请求者j的速率关心度，所述Uj为所述内容请求者j的收益。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述内容请求块集合中未被分配的内容请求数据块的优先级，按照所述优先级对所述内容请求块集合中未被分配的所述内容请求数据块进行排序的步骤，包括：
根据所述内容请求块集合中未被分配的所述内容请求数据块在所述内容请求数据包中位置的前后顺序，确定所述内容请求块集合中未被分配的所述内容请求数据块的优先级；
当所述内容请求块集合中未被分配的所述内容请求数据块在所述不同内容请求数据包中同一位置时，从预设的蜂窝基站获取所述不同内容请求数据包的流行度，根据所述不同内容请求数据包的流行度确定所述内容请求块集合中未被分配的所述内容请求数据块的优先级。
6.一种内容中心移动网络的内容分发装置，其特征在于，所述装置包括：
请求接收单元，用于当接收到多个内容请求者发送的内容请求数据包时，对所有内容请求数据包中的内容请求数据块进行组合，以得到对应的内容请求块集合；
内容广播单元，用于向每个所述内容请求者的邻居节点广播所述内容请求块集合，并检测所述邻居节点是否有返回参与响应；
参与者确定单元，用于当检测到所述邻居节点返回的参与响应时，将返回所述参与响应的邻居节点设置为内容参与者，获取所述每个内容参与者的链路下载速率和所述每个内容参与者的缓存内容；以及
任务分配单元，用于根据每个内容参与者的链路下载速率、所述每个内容参与者的缓存内容和预设的分配激励策略，将所有内容请求数据块分配给所述内容参与者，以使接收到所述内容请求数据块的内容参与者向所述内容请求者返回对应的内容响应数据包。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述任务分配单元包括：
已缓存数据分配单元，用于根据所述内容参与者的缓存内容和预设的就近分配策略，将所述内容请求块集合中所述内容请求数据块分配给缓存有对应内容响应数据包的内容参与者；
优先级排序单元，用于确定所述内容请求块集合中未被分配的内容请求数据块的优先级，按照所述优先级对所述内容请求块集合中未被分配的所述内容请求数据块进行排序；以及
未缓存数据分配单元，用于根据所述每个内容参与者的链路下载速率、所述分配激励策略和所述排序后的顺序，将所述内容请求块集合中未被分配的所述内容请求数据块分配给所述内容参与者。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述未缓存数据分配单元包括：
数据块获取单元，用于按照所述排序后的顺序，从所述内容请求块集合中未被分配的所述内容请求数据块中获取当前内容请求数据块；
平均速率计算单元，用于根据所述每个内容参与者的链路下载速率，计算将所述当前内容请求数据块分配给不同的所述内容参与者时所述内容请求者对应的内容平均获取速率；
收益计算单元，用于根据所述每个内容请求者对应的内容平均获取速率，计算将所述当前内容请求数据块分配给不同的所述内容参与者时所述内容请求者的收益；
总收益计算单元，用于根据所述每个内容请求者的收益，计算将所述当前内容请求数据块分配给不同的所述内容参与者时获得的内容请求者总收益；以及
数据块分配单元，用于将所述当前内容请求数据块分配给获得所述内容请求者总收益数值最大的所述内容参与者，当所述内容请求块集合中还存在未被分配的所述内容请求数据块时，由所述数据块获取单元执行从所述内容请求块集合中未被分配的所述内容请求数据块中获取当前内容请求数据块的操作。
9.一种内容分发设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
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