CN107911471A - 数据的分布式缓存方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种数据的分布式缓存方法及设备，其中，该方法包括：当接收到用户设备的内容请求时，确定所述内容请求的传输路径中介数最大的第一节点，其中所述内容请求用于请求内容数据；基于所述传输路径将所述内容数据返回给所述用户设备，并将所述内容数据分块存储在所述第一节点，以及所述第一节点周围的至少一个第二节点中。本发明实施例提供的方法及设备，通过分布式缓存的方法，提高了缓存内容的访问效率和命中率。

Description

数据的分布式缓存方法及设备

技术领域

本发明实施例涉及数据缓存技术领域，尤其涉及一种数据的分布式缓存方法及设备。

背景技术

传统的互联网是基于TCP/IP协议的网络架构。内容中心网络是一种新型的网络架构，它以内容为中心，内容请求者通过内容名获取信息。内容中心网络中，访问过的内容可以在中间节点进行缓存。当内容中心网络收到一份内容请求时，内容中心网络在离请求者最近的节点将数据返回给内容请求者。

在内容中心网络中，网内缓存是其关键技术之一。请求的内容可以在网内进行缓存，内容请求者可以通过网内节点获取信息，提供获取内容的效率。由于网内节点的容量有限，如何通过有限的资源来获得最高的网络效率一直是内容中心网络研究的重点。

发明内容

本发明实施例提供一种数据的分布式缓存方法及设备，用以通过分布式缓存的方法，提高内容中心网络中缓存内容的访问效率和命中率。

本发明实施例第一方面提供一种数据的分布式缓存方法，该方法包括：

当接收到用户设备的内容请求时，确定所述内容请求的传输路径中介数最大的第一节点，其中所述内容请求用于请求内容数据；

基于所述传输路径将所述内容数据返回给所述用户设备，并将所述内容数据分块存储在所述第一节点，以及所述第一节点周围的至少一个第二节点中。

可选的，所述第二节点到所述第一节点的跳数小于或等于预设阈值。

可选的，所述将所述内容数据分块存储在所述第一节点，以及所述第一节点周围的至少一个第二节点中，包括：

基于第一节点和所述至少一个第二节点中各节点之间的介数比例关系，对所述内容数据进行分割，并将分割后的内容数据存储在相应的第一节点或第二节点中。

可选的，所述将所述内容数据分块存储在所述第一节点，以及所述第一节点周围的至少一个第二节点中，包括：

基于预设的内容数据的访问次数与分块数量之间的对应关系，对所述内容数据进行分割，并将分割后的内容数据存储在相应的第一节点或第二节点中。

可选的，所述将所述内容数据分块存储在所述第一节点，以及所述第一节点周围的至少一个第二节点中，包括：

基于所述第一节点和所述至少一个第二节点的数量，对所述内容数据进行平均分割，并将分割后的内容数据一一对应的存储在第一节点或第二节点中。

本发明实施例第二方面提供一种服务器，该服务器包括：

确定模块，用于在接收到用户设备的内容请求时，确定所述内容请求的传输路径中介数最大的第一节点，其中所述内容请求用于请求内容数据；

发送模块，用于基于所述传输路径将所述内容数据返回给所述用户设备；

缓存模块，用于将所述内容数据分块存储在所述第一节点，以及所述第一节点周围的至少一个第二节点中。

可选的，所述第二节点到所述第一节点的跳数小于或等于预设阈值。

可选的，所述缓存模块，包括：

第一分块子模块，用于基于第一节点和所述至少一个第二节点中各节点之间的介数比例关系，对所述内容数据进行分割；

第一缓存子模块，用于将分割后的内容数据存储在相应的第一节点或第二节点中。

可选的，所述缓存模块，包括：

第二分块子模块，用于基于预设的内容数据的访问次数与分块数量之间的对应关系，对所述内容数据进行分割；

第二缓存子模块，用于将分割后的内容数据存储在相应的第一节点或第二节点中。

可选的，所述缓存模块，包括：

第三分块子模块，用于基于所述第一节点和所述至少一个第二节点的数量，对所述内容数据进行平均分割；

第三缓存子模块，用于将分割后的内容数据一一对应的存储在第一节点或第二节点中。

基于以上各方面，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例，通过在接收到用户设备的内容请求时，确定内容请求的传输路径中介数最大的第一节点，将用户设备请求的内容数据通过所述传输路径返回给用户设备，并将用户设备所请求的内容数据分块存储在第一节点以及第一节点周围的至少一个第二节点中，实现内容数据的分布式缓存，从而提高了内容中心网络中缓存的访问效率和命中率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明一实施例提供的数据的分布式缓存方法的流程图；

图2为本发明一实施例提供的数据的分布式缓存方法的流程图；

图3为本发明一实施例提供的数据的分布式缓存方法的流程图；

图4为本发明一实施例提供的数据的分布式缓存方法的流程图；

图5为本发明一实施例提供的服务器的结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的服务器的结构示意图；

图7为本发明一实施例提供的服务器的结构示意图；

图8为本发明一实施例提供的服务器的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤的过程或结构的装置不必限于清楚地列出的那些结构或步骤而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程或装置固有的其它步骤或结构。

现有技术中内容中心网络的缓存策略包括如下几种：

在一种缓存策略中，采用的是处处缓存(Leave Copy Everywhere，简称LCE)的缓存策略，在该种策略下，服务器在内容请求的路径上返回内容数据时，将内容数据在返回路径上的每个节点中进行内容副本的缓存。这个策略产生的内容冗余较多，占用内容中心网络中的缓存空间较多，降低了整个内容中心网络的内容多样性。

在另一中缓存策略中，内容中心网络中采用ProbCache算法对内容数据进行缓存。ProbCache算法根据内容数据传输路径上所有节点的缓存能力、节点距离用户设备的跳数等信息决定内容数据在该节点上进行缓存的概率。从而根据传输路径上各节点对应的缓存概率对内容数据进行缓存。ProbCache算法没有考虑到内容数据的流行度，影响了缓存的命中率和访问效率。

在又一种缓存策略中，采用Betw缓存策略对内容数据进行缓存。其利用图论中节点的介数的概念，将内容数据在传输路径中介数最大的节点上进行缓存。Betw缓存策略也同样存在降低内容中心网络中内容多样性的问题。

针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供一种数据的分布式缓存方法，该方法可以由内容中心网络中的服务器执行，参见图1，图1为本发明一实施例提供的数据的分布式缓存方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤101、当接收到用户设备的内容请求时，确定所述内容请求的传输路径中介数最大的第一节点，其中所述内容请求用于请求内容数据。

具体的，本实施例中可以根据如下公式，计算获得传输路径中介数最大的第一节点：

其中，BC(v)为节点v的介数，σ_st是节点s到节点t的所有最短路径数，σ_st(v)是其中经过节点v的最短路径数。以及上述公式获得传输路径中每个节点的介数后，经过求最大处理即可获得传输路径中介数最大的节点。本实施例中计算节点的介数的方法与现有技术相同在这里不再赘述。

步骤102、基于所述传输路径将所述内容数据返回给所述用户设备，并将所述内容数据分块存储在所述第一节点，以及所述第一节点周围的至少一个第二节点中。

可选的，本实施例中所称的第二节点为到第一节点的跳数小于或等于预设阈值的节点。第二节点直接与第一节点连接，或者通过其他一个或多个节点与第一节点间接连接。其中，预设阈值的取值可以根据需要进行设置，本实施例中不做限定。

本实施例中，在对内容数据进行分块时可以是均匀分块，也可以是非均匀的分块，本实施例中不做限定。比如可以根据每个第二节点的存储能力为每个第二节点分配相应大小的数据块，存储能力大的分配相对大一点的数据块，存储能力较差的相应的分配小一点的数据块。当然这里仅为示例说明而不是对本发明的唯一限定。

本实施例，通过在接收到用户设备的内容请求时，确定内容请求的传输路径中介数最大的第一节点，将用户设备请求的内容数据通过所述传输路径返回给用户设备，并将用户设备所请求的内容数据分块存储在第一节点以及第一节点周围的至少一个第二节点中，实现内容数据的分布式缓存，从而提高了内容中心网络中缓存的访问效率和命中率。

图2为本发明一实施例提供的数据的分布式缓存方法的流程图，如图2所示，该方法包括：

步骤201、当接收到用户设备的内容请求时，确定所述内容请求的传输路径中介数最大的第一节点，其中所述内容请求用于请求内容数据。

本实施例中步骤201的执行方式与上述步骤101的执行方式类似，在这里不再赘述。

步骤202、基于所述传输路径将所述内容数据返回给所述用户设备，并基于第一节点和所述至少一个第二节点中各节点之间的介数比例关系，对所述内容数据进行分割，并将分割后的内容数据存储在相应的第一节点或第二节点中。

本实施例中计算介数的方法与图1实施例中的方法类似在这里不再赘述。

示例的，假设第一节点的介数为5，第二节点有3个，介数分别为4、3、2，则将用户设备请求的内容数据按照5:4:3:2的比例分割成4块，并按照介数的比例将分割后的内容数据存储到相应的第一节点或第二节点中。这样就能够在实现内容数据分布式缓存的同时，提高缓存的访问效率和命中率。当然这里仅为示例说明而不是对本发明的唯一限定。

本实施例，通过在接收到用户设备的内容请求时，确定内容请求的传输路径中介数最大的第一节点，将用户设备请求的内容数据通过所述传输路径返回给用户设备，并基于第一节点和至少一个第二节点中各节点之间的介数比例关系，对内容数据进行分割，并将分割后的内容数据存储在相应的第一节点或第二节点中，从而实现内容数据的分布式缓存，提高了内容中心网络中缓存的访问效率和命中率。

图3为本发明一实施例提供的数据的分布式缓存方法的流程图，如图3所示，该方法包括：

步骤301、当接收到用户设备的内容请求时，确定所述内容请求的传输路径中介数最大的第一节点，其中所述内容请求用于请求内容数据。

本实施例中步骤301的执行方式与上述步骤101的执行方式类似，在这里不再赘述。

步骤302、基于所述传输路径将所述内容数据返回给所述用户设备，并基于预设的内容数据的访问次数与分块数量之间的对应关系，对所述内容数据进行分割，并将分割后的内容数据存储在相应的第一节点或第二节点中。

本实施例中内容数据的访问次数与分块数量之间的对应关系可以根据需要进行设定，比如，当这个内容中心网络中一内容数据被请求的次数为100次，则可以将该内容数据分割成10份或其他对应的份数，当内容数据被请求的次数较多时，相对的将内容数据分割成较多的份数，当内容数据被请求的次数较少时，相对的将内容数据分割成相对较少的份数，以提高内容数据的访问效率和命中率。

这里需要说明的是，本实施例在进行内容数据分割时，可以采用等分的策略进行分割，也可以根据第一节点以及第二节点的缓存能力进行分割，本实施例中不做具体限定。

本实施例，通过在接收到用户设备的内容请求时，确定内容请求的传输路径中介数最大的第一节点，将用户设备请求的内容数据通过所述传输路径返回给用户设备，并基于预设的内容数据的访问次数与分块数量之间的对应关系，对所述内容数据进行分割，并将分割后的内容数据存储在相应的第一节点或第二节点中，从而实现内容数据的分布式缓存，提高了内容中心网络中缓存的访问效率和命中率。

图4为本发明一实施例提供的数据的分布式缓存方法的流程图，如图4所示，该方法包括：

步骤401、当接收到用户设备的内容请求时，确定所述内容请求的传输路径中介数最大的第一节点，其中所述内容请求用于请求内容数据。

本实施例中步骤401的执行方式与上述步骤101的执行方式类似，在这里不再赘述。

步骤402、基于所述传输路径将所述内容数据返回给所述用户设备，并基于所述第一节点和所述至少一个第二节点的数量，对所述内容数据进行平均分割，并将分割后的内容数据一一对应的存储在第一节点或第二节点中。

示例的，假设第一节点和第二节点的数量总数为10个，则将用户设备请求的内容数据平均分割为10份，并将分割后的内容数据一一对应的存储在第一节点和第二节点中，即一个第一节点或第二节点中只缓存一个内容数据块。

当然上述示例仅为示例说明，而不是对本发明的唯一限定。

本实施例，通过在接收到用户设备的内容请求时，确定内容请求的传输路径中介数最大的第一节点，将用户设备请求的内容数据通过所述传输路径返回给用户设备，并基于所述第一节点和所述至少一个第二节点的数量，对所述内容数据进行平均分割，并将分割后的内容数据一一对应的存储在第一节点或第二节点中，从而实现内容数据的分布式缓存，提高了内容中心网络中缓存的访问效率和命中率。

图5为本发明一实施例提供的服务器的结构示意图，如图5所示，该服务器包括：

确定模块11，用于在接收到用户设备的内容请求时，确定所述内容请求的传输路径中介数最大的第一节点，其中所述内容请求用于请求内容数据；

发送模块12，用于基于所述传输路径将所述内容数据返回给所述用户设备；

缓存模块13，用于将所述内容数据分块存储在所述第一节点，以及所述第一节点周围的至少一个第二节点中。

可选的，所述第二节点到所述第一节点的跳数小于或等于预设阈值。

本实施例提供的服务器能够执行图1实施例的方法，其执行方式和有益效果类似，在这里不再赘述。

图6为本发明一实施例提供的服务器的结构示意图，如图6所示，在图5实施例的基础上，缓存模块13包括：

第一分块子模块131，用于基于第一节点和所述至少一个第二节点中各节点之间的介数比例关系，对所述内容数据进行分割；

第一缓存子模块132，用于将分割后的内容数据存储在相应的第一节点或第二节点中。

本实施例提供的服务器能够执行图2实施例的方法，其执行方式和有益效果类似，在这里不再赘述。

图7为本发明一实施例提供的服务器的结构示意图，如图7所示，在图5实施例的基础上，缓存模块13包括：

第二分块子模块133，用于基于预设的内容数据的访问次数与分块数量之间的对应关系，对所述内容数据进行分割；

第二缓存子模块134，用于将分割后的内容数据存储在相应的第一节点或第二节点中。

本实施例提供的服务器能够执行图3实施例的方法，其执行方式和有益效果类似，在这里不再赘述。

图8为本发明一实施例提供的服务器的结构示意图，如图8所示，在图5实施例的基础上，缓存模块13包括：

第三分块子模块135，用于基于所述第一节点和所述至少一个第二节点的数量，对所述内容数据进行平均分割；

第三缓存子模块136，用于将分割后的内容数据一一对应的存储在第一节点或第二节点中。

本实施例提供的服务器能够执行图4实施例的方法，其执行方式和有益效果类似，在这里不再赘述。

在示例性实施例中，还提供了一种服务器，该服务器包括处理器和用于存储该处理器的可执行指令的存储器，当处理器执行存储器中的可执行指令时，执行如下方法：

当接收到用户设备的内容请求时，确定所述内容请求的传输路径中介数最大的第一节点，其中所述内容请求用于请求内容数据；

基于所述传输路径将所述内容数据返回给所述用户设备，并将所述内容数据分块存储在所述第一节点，以及所述第一节点周围的至少一个第二节点中。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器，上述指令可由上述服务器的处理器执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

一种非临时性计算机可读存储介质，当该存储介质中的指令由服务器的处理器执行时，使得服务器能够执行如下方法：

当接收到用户设备的内容请求时，确定所述内容请求的传输路径中介数最大的第一节点，其中所述内容请求用于请求内容数据；

基于所述传输路径将所述内容数据返回给所述用户设备，并将所述内容数据分块存储在所述第一节点，以及所述第一节点周围的至少一个第二节点中。

最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解上述实施例方法中的全部或者部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可存储于一计算机可读存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可以为磁盘、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。

本发明实施例中的各个功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独的物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器、磁盘或光盘等。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种数据的分布式缓存方法，其特征在于，包括：

当接收到用户设备的内容请求时，确定所述内容请求的传输路径中介数最大的第一节点，其中所述内容请求用于请求内容数据；

基于所述传输路径将所述内容数据返回给所述用户设备，并将所述内容数据分块存储在所述第一节点，以及所述第一节点周围的至少一个第二节点中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二节点到所述第一节点的跳数小于或等于预设阈值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述内容数据分块存储在所述第一节点，以及所述第一节点周围的至少一个第二节点中，包括：

基于第一节点和所述至少一个第二节点中各节点之间的介数比例关系，对所述内容数据进行分割，并将分割后的内容数据存储在相应的第一节点或第二节点中。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述内容数据分块存储在所述第一节点，以及所述第一节点周围的至少一个第二节点中，包括：

基于预设的内容数据的访问次数与分块数量之间的对应关系，对所述内容数据进行分割，并将分割后的内容数据存储在相应的第一节点或第二节点中。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述内容数据分块存储在所述第一节点，以及所述第一节点周围的至少一个第二节点中，包括：

基于所述第一节点和所述至少一个第二节点的数量，对所述内容数据进行平均分割，并将分割后的内容数据一一对应的存储在第一节点或第二节点中。

6.一种服务器，其特征在于，包括：

确定模块，用于在接收到用户设备的内容请求时，确定所述内容请求的传输路径中介数最大的第一节点，其中所述内容请求用于请求内容数据；

发送模块，用于基于所述传输路径将所述内容数据返回给所述用户设备；

缓存模块，用于将所述内容数据分块存储在所述第一节点，以及所述第一节点周围的至少一个第二节点中。

7.根据权利要求6所述的服务器，其特征在于，所述第二节点到所述第一节点的跳数小于或等于预设阈值。

8.根据权利要求6所述的服务器，其特征在于，所述缓存模块，包括：

第一分块子模块，用于基于第一节点和所述至少一个第二节点中各节点之间的介数比例关系，对所述内容数据进行分割；

第一缓存子模块，用于将分割后的内容数据存储在相应的第一节点或第二节点中。

9.根据权利要求6所述的服务器，其特征在于，所述缓存模块，包括：

第二分块子模块，用于基于预设的内容数据的访问次数与分块数量之间的对应关系，对所述内容数据进行分割；

第二缓存子模块，用于将分割后的内容数据存储在相应的第一节点或第二节点中。

10.根据权利要求6所述的服务器，其特征在于，所述缓存模块，包括：

第三分块子模块，用于基于所述第一节点和所述至少一个第二节点的数量，对所述内容数据进行平均分割；

第三缓存子模块，用于将分割后的内容数据一一对应的存储在第一节点或第二节点中。