CN108900617B - 一种雾无线接入网的三层协作式缓存方法 - Google Patents

一种雾无线接入网的三层协作式缓存方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种雾无线接入网的三层协作式缓存方法，包括：(1)将雾无线接入网分成雾无线接入点层和云节点层；(2)规定用户的文件请求在网络中转发的路由；(3)雾无线接入点通过接收到的文件请求计算各文件的请求到达率，并根据文件的请求到达率计算背包算法中各文件的权重，最后采用背包算法求解雾无线接入点簇内的最优缓存分布；(4)簇头通过接收到的文件请求计算各文件的请求到达率，并根据请求到达率计算背包算法中各文件的权重，最后采用背包算法求解最优簇间协作缓存分布；(5)云节点通过接收到的文件请求计算文件到达率，并根据请求到达率计算背包算法中各文件的权重，最后采用背包算法求解云节点层最优缓存分布。本发明可以有效降低后传链路负载。

Description

一种雾无线接入网的三层协作式缓存方法
技术领域
本发明涉及内容缓存技术，尤其涉及一种雾无线接入网的三层协作式缓存方法。
背景技术
目前，为了降低网络中后传链路的负载，人们对无线通信系统中缓存布置的研究主要集中在云无线接入网等现有架构下，并且以基站层的单层缓存布置研究为主。
但是，现有的通信网络架构并不满足5G/B5G通信的要求，而且，随着5G/B5G时代到来，网络中文件数量大大增加，网络中后传链路的负载也将大大增加。因此，找到一种适用于5G/B5G网络架构的低链路负载的缓存布置策略是亟待解决的问题。
发明内容
发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种雾无线接入网的三层协作式缓存方法。
技术方案：本发明所述的雾无线接入网的三层协作式缓存方法，其特征在于该方法包括：
(1)将雾无线接入网分成雾无线接入点层和云节点层；其中，云端数据库与所有云节点连接，一个云节点覆盖多个雾无线接入点簇，每个雾无线接入点簇内有多个雾无线接入点；
(2)根据逐层向上转发的规则，规定用户的文件请求在网络中转发的路由；
(3)雾无线接入点通过接收到的文件请求计算各文件的请求到达率，并根据文件的请求到达率计算背包算法中各文件的权重，最后采用背包算法求解雾无线接入点簇内的最优缓存分布；
(4)簇头通过接收到的文件请求计算各文件的请求到达率，并根据文件的请求到达率计算背包算法中各文件的权重，最后采用背包算法求解最优簇间协作缓存分布；
(5)云节点通过接收到的文件请求计算文件到达率，并根据文件的请求到达率计算背包算法中各文件的权重，最后采用背包算法求解云节点层最优缓存分布。
进一步的，步骤(1)中同一簇内的雾无线接入点之间相互通信，不同簇的雾无线接入点之间不通信，云节点之间不通信，用户根据地理位置直接接入雾无线接入点簇中的簇头或其他雾无线接入点。
进一步的，步骤(2)中所述路由的规定具体为：
将用户的文件请求发送到本地雾无线接入点；
当本地雾无线接入点接收到文件请求时，检查本地是否缓存了被请求文件；若缓存了，则直接发送被请求文件；若没有缓存，则将文件请求转发到簇头；
当簇头接收到来自簇内其他雾无线接入点的文件请求时，检查本地保存的簇缓存文件列表中是否有被请求文件；若有，则控制簇内缓存了被请求文件的雾无线接入点和被请求的本地雾无线接入点协作，发送被请求文件；若无，则将文件请求转发到云节点；其中，所述簇缓存文件列表为本簇内雾无线接入点缓存的文件列表；
当云节点接收到来自所覆盖的雾无线接入点簇的文件请求时，首先检查本地是否缓存了被请求文件，若有，则直接发送给被请求文件的雾无线接入节点簇；若无，则检查本地保存的云缓存文件列表中是否有被请求文件；若云缓存文件列表中有被请求文件，则控制缓存了被请求文件的雾无线接入点簇和被请求的雾无线接入点簇协作，发送被请求文件；若缓存文件列表中无被请求文件，则从云端数据库中下载；其中，所述云缓存文件列表为本云节点所覆盖的所有雾无线接入点簇缓存的文件列表。
进一步的，步骤(3)中所述请求到达率的计算方法为：
①每个雾无线接入点通过接收的文件请求计算文件的归一化流行度：
Figure BDA0001717356240000021
其中
Figure BDA0001717356240000022
为文件f的归一化流行度，
Figure BDA0001717356240000023
为文件f在
Figure BDA0001717356240000024
处的本地流行度，
Figure BDA0001717356240000025
表示此F-AP是第m个簇中的第n个雾无线接入点，F为请求文件的总数量；
②通过文件的归一化流行度计算文件的请求到达率：
Figure BDA0001717356240000026
其中，
Figure BDA0001717356240000027
为文件f的请求到达率，λmn为
Figure BDA0001717356240000028
处所有文件请求的总到达率，为常数。
进一步的，步骤(3)所述背包算法中每个文件的权重定义为所需的信道容量要求，则：
A、
Figure BDA0001717356240000029
本地产生的信道容量要求为：
Figure BDA00017173562400000210
式中，
Figure BDA00017173562400000211
Figure BDA00017173562400000212
时表示
Figure BDA00017173562400000213
没有缓存被请求的文件，反之表示缓存了文件，
Figure BDA00017173562400000214
表示第m个簇中的第n个F-AP，
Figure BDA00017173562400000215
为文件f的请求的到达率，sf为文件f的大小，F为请求文件的总数量；
B、
Figure BDA00017173562400000216
和簇内其他雾无线接入点协作时产生的信道容量要求为：
Figure BDA00017173562400000217
式中，
Figure BDA0001717356240000031
Figure BDA0001717356240000032
表示簇头将文件f从
Figure BDA0001717356240000033
取出并发送到
Figure BDA0001717356240000034
Figure BDA0001717356240000035
表示没有将文件f从
Figure BDA0001717356240000036
取出并发送到
Figure BDA0001717356240000037
进一步的，步骤(4)中所述文件的请求到达率计算方法为：
①每个簇头通过接收的文件请求计算文件的归一化流行度：
Figure BDA0001717356240000038
式中，
Figure BDA0001717356240000039
为文件f在簇头m处的归一化流行度，
Figure BDA00017173562400000310
为文件f在簇头m处的流行度，βm为在簇头m处来自用户的文件请求的总到达率，F为请求文件的总数量；
②通过文件的归一化流行度计算文件的请求到达率：
Figure BDA00017173562400000311
式中，
Figure BDA00017173562400000312
为簇头m处文件f的请求到达率，
Figure BDA00017173562400000313
为
Figure BDA00017173562400000314
处文件f的请求到达率，式中，
Figure BDA00017173562400000315
Figure BDA00017173562400000316
时表示
Figure BDA00017173562400000317
没有缓存被请求的文件，反之表示缓存了文件，
Figure BDA00017173562400000318
Figure BDA00017173562400000319
表示簇头将文件f从
Figure BDA00017173562400000320
取出并发送到
Figure BDA00017173562400000321
反之表示没有，
Figure BDA00017173562400000322
表示第m个簇中的第n个F-AP，Nm为簇头m内的雾无线接入点数目。
进一步的，步骤(4)中所述背包算法中每个文件的权重定义为：
Figure BDA00017173562400000323
式中，
Figure BDA00017173562400000324
为背包算法中簇头m处文件f的权重，
Figure BDA00017173562400000325
表示文件f存放在簇头m中所带来的本地信道容量要求；
Figure BDA00017173562400000326
表示文件f存放在簇头m中对相邻的簇中的请求所带来的信道容量要求，sf是文件f的大小。
进一步的，步骤(5)中所述文件的请求到达率计算公式为：
Figure BDA00017173562400000327
式中，
Figure BDA00017173562400000328
表示对于文件f的请求在云节点处的到达率，
Figure BDA00017173562400000329
表示对于文件f的请求在簇头m处的到达率；
Figure BDA0001717356240000041
表示文件f是否缓存在簇头m中，若
Figure BDA0001717356240000042
则表示文件f缓存在簇头m中，反之未缓存；
Figure BDA0001717356240000043
表示簇头t是否将文件f发送到簇头m，若
Figure BDA0001717356240000044
则表示簇头t将文件f发送到簇头m，反之则没有，{t|t∈M&t≠m}表示对于除了簇头m以外所有的簇，M为当前云节点覆盖的簇的数目。
进一步的，步骤(5)中所述背包算法中每个文件的权重定义为：
Figure BDA0001717356240000045
式中，xf＝0或1，若xf＝1，则表示文件f缓存在当前云节点中，反之未缓存，
Figure BDA0001717356240000046
表示对于文件f的请求在云节点处的到达率，sf为文件f的大小，F为请求文件的个数。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：
(1)本发明通过将雾网中的F-AP划分为簇，形成三层的协作式缓存拓扑结构，可以有效提高网络中的缓存协作度，降低网络的后传链路负载。
(2)单个F-AP覆盖的用户很少，所接收到的文件请求难以揭示文件的聚集效应。F-AP适当成簇，可以通过更多的文件请求更准确的估计出文件的本地流行度
(3)本发明中三层缓存增加了缓存容量，可以有效提高缓存命中率；
(4)本发采用集中式算法，由上层节点控制下层节点。相比于传统缓存方法，明显降低后传链路负载，同时拥有更高的鲁棒性。
附图说明
图1为本发明中雾网缓存布置示意图；
图2为实施例中本发明性能与传统单层缓存以及部分协作式缓存的比较图；
图3为实施例中不同缓存容量下本发明的命中率比较图。
具体实施方式
本实施例提供了一种雾无线接入网的三层协作式缓存方法，包括以下步骤：
(1)将雾无线接入网分成雾无线接入点(F-AP)层和云节点(CU)层；如图1所示，云端数据库与所有云节点连接，一个云节点覆盖多个雾无线接入点簇，每个雾无线接入点簇内有多个雾无线接入点。同一簇内的雾无线接入点之间相互通信，不同簇的雾无线接入点之间不通信，云节点之间不通信，用户根据地理位置直接接入雾无线接入点簇中的簇头或其他雾无线接入点。
(2)根据逐层向上转发的规则，规定用户的文件请求在网络中转发的路由。
其中，所述路由的规定具体为：
将用户的文件请求发送到本地雾无线接入点；
当本地雾无线接入点接收到文件请求时，检查本地是否缓存了被请求文件；若缓存了，则直接发送被请求文件；若没有缓存，则将文件请求转发到簇头；
当簇头接收到来自簇内其他雾无线接入点的文件请求时，检查本地保存的簇缓存文件列表中是否有被请求文件；若有，则控制簇内缓存了被请求文件的雾无线接入点和被请求的本地雾无线接入点协作，发送被请求文件；若无，则将文件请求转发到云节点；其中，所述簇缓存文件列表为本簇内雾无线接入点缓存的文件列表；
当云节点接收到来自所覆盖的雾无线接入点簇的文件请求时，首先检查本地是否缓存了被请求文件，若有，则直接发送给被请求文件的雾无线接入节点簇；若无，则检查本地保存的云缓存文件列表中是否有被请求文件；若云缓存文件列表中有被请求文件，则控制缓存了被请求文件的雾无线接入点簇和被请求的雾无线接入点簇协作，发送被请求文件；若缓存文件列表中无被请求文件，则从云端数据库中下载；其中，所述云缓存文件列表为本云节点所覆盖的所有雾无线接入点簇缓存的文件列表。
(3)雾无线接入点通过接收到的文件请求计算各文件的请求到达率，并根据文件的请求到达率计算背包算法中各文件的权重，最后采用背包算法求解雾无线接入点簇内的最优缓存分布。
其中，所述请求到达率的计算方法为：
①每个雾无线接入点通过接收的文件请求计算文件的归一化流行度：
Figure BDA0001717356240000051
其中
Figure BDA0001717356240000052
为文件f的归一化流行度，
Figure BDA0001717356240000053
为文件f在
Figure BDA0001717356240000054
处的本地流行度，
Figure BDA0001717356240000055
表示此F-AP是第m个簇中的第n个雾无线接入点，F为请求文件的总数量；
②通过文件的归一化流行度计算文件的请求到达率：
Figure BDA0001717356240000056
其中，
Figure BDA0001717356240000057
为文件f的请求到达率，λmn为
Figure BDA0001717356240000058
处所有文件请求的总到达率，为常数。
其中，所述背包算法中每个文件的权重定义为所需的信道容量要求，则：
A、
Figure BDA0001717356240000059
本地产生的信道容量要求为：
Figure BDA00017173562400000510
式中，
Figure BDA00017173562400000511
Figure BDA00017173562400000512
时表示
Figure BDA00017173562400000513
没有缓存被请求的文件，反之表示缓存了文件，
Figure BDA0001717356240000061
表示第m个簇中的第n个F-AP，
Figure BDA0001717356240000062
为文件f的请求的到达率，sf为文件f的大小，F为请求文件的总数量；
B、
Figure BDA0001717356240000063
和簇内其他雾无线接入点协作时产生的信道容量要求为：
Figure BDA0001717356240000064
式中，
Figure BDA0001717356240000065
Figure BDA0001717356240000066
表示簇头将文件f从
Figure BDA0001717356240000067
取出并发送到
Figure BDA0001717356240000068
Figure BDA0001717356240000069
表示没有将文件f从
Figure BDA00017173562400000610
取出并发送到
Figure BDA00017173562400000611
当获知了每个文件的权重，即可采用背包算法得到最优最优缓存分布。其中，背包算法为现有技术，本发明中所有采用的背包算法也都为通用现有的背包算法，因此不再进行赘述。
(4)簇头通过接收到的文件请求计算各文件的请求到达率，并根据文件的请求到达率计算背包算法中各文件的权重，最后采用背包算法求解最优簇间协作缓存分布。
其中，所述文件的请求到达率计算方法为：
①每个簇头通过接收的文件请求计算文件的归一化流行度：
Figure BDA00017173562400000612
式中，
Figure BDA00017173562400000613
为文件f在簇头m处的归一化流行度，
Figure BDA00017173562400000614
为文件f在簇头m处的流行度，βm为在簇头m处来自用户的文件请求的总到达率，F为请求文件的总数量；
②通过文件的归一化流行度计算文件的请求到达率：
Figure BDA00017173562400000615
式中，
Figure BDA00017173562400000616
为簇头m处文件f的请求到达率，
Figure BDA00017173562400000617
为
Figure BDA00017173562400000618
处文件f的请求到达率，式中，
Figure BDA00017173562400000619
Figure BDA00017173562400000620
时表示
Figure BDA00017173562400000621
没有缓存被请求的文件，反之表示缓存了文件，
Figure BDA00017173562400000622
Figure BDA00017173562400000623
表示簇头将文件f从
Figure BDA00017173562400000624
取出并发送到
Figure BDA00017173562400000625
反之表示没有，
Figure BDA00017173562400000626
表示第m个簇中的第n个F-AP，Nm为簇头m内的雾无线接入点数目。
其中，所述背包算法中每个文件的权重定义为：
Figure BDA00017173562400000627
式中，
Figure BDA0001717356240000071
为背包算法中簇头m处文件f的权重，
Figure BDA0001717356240000072
表示文件f存放在簇头m中所带来的本地信道容量要求；
Figure BDA0001717356240000073
表示文件f存放在簇头m中对相邻的簇中的请求所带来的信道容量要求，sf是文件f的大小。
(5)云节点通过接收到的文件请求计算文件到达率，并根据文件的请求到达率计算背包算法中各文件的权重，最后采用背包算法求解云节点层最优缓存分布。
其中，所述文件的请求到达率计算公式为：
Figure BDA0001717356240000074
式中，
Figure BDA0001717356240000075
表示对于文件f的请求在云节点处的到达率，
Figure BDA0001717356240000076
表示对于文件f的请求在簇头m处的到达率；
Figure BDA0001717356240000077
表示文件f是否缓存在簇头m中，若
Figure BDA0001717356240000078
则表示文件f缓存在簇头m中，反之未缓存；
Figure BDA0001717356240000079
表示簇头t是否将文件f发送到簇头m，若
Figure BDA00017173562400000710
则表示簇头t将文件f发送到簇头m，反之则没有，{t|t∈M&t≠m}表示对于除了簇头m以外所有的簇，M为当前云节点覆盖的簇的数目。
其中，所述背包算法中每个文件的权重定义为：
Figure BDA00017173562400000711
式中，xf＝0或1，若xf＝1，则表示文件f缓存在当前云节点中，反之未缓存，
Figure BDA00017173562400000712
表示对于文件f的请求在云节点处的到达率，sf为文件f的大小，F为请求文件的个数。
(6)当用户兴趣发生变化时，重复步骤(3)-(5)，得到新的缓存分布。
对于本实施例进行仿真验证，如图2所示，该实施例例研究了网络缓存容量和后传链路负载的关系，假设F-AP、簇头、CU的缓存大小关系为Qmn:Qm:Q0＝1:4:10。分别取网络缓存总容量为文件总大小的0.05,0.1,0.15…0.45，作出缓存总容量和后传链路负载的关系。可以看出，在本算法中，当缓存总容量为总文件大小的15％时，后传链路负载已经降低为40.9％，增益明显高于另外两种算法，这主要是因为本文的算法引入了更高的协作度，因此更充分的利用了CU到簇的前传链路，有效降低了后传链路的负载。
该实施例还研究了缓存总容量与缓存命中率的关系，如图3所示假设F-AP、簇头、CU的缓存大小关系为Qmn:Qm:Q0＝1:4:10。分别取网络缓存总容量为文件总大小的0.05,0.1,0.15…0.45，作出了缓存总容量和缓存命中率的关系。可以看出当缓存总容量只占到文件总大小的10％时，命中率就已经达到了51.8％，此时对于部分协作式缓存和基于BP算法的缓存，本文提出的算法分别有28.5％和46.7％的增益，这是由于本文的缓存中同时存在垂直方向和水平方向的协作导致的。而观察本算法中只有某一层协作时的性能曲线，可以发现，最底层F-AP簇内的协作对于系统命中率的增益最大，而簇间协作的增益较小，但相对于部分协作式多层缓存，在缓存总容量为10％时都至少有12.4％的增益。值得注意的是仿真结果显示，当缓存容量在较小的范围内增长时，本算法的命中率提高速率也是最快的，这是因为本算法通过整个簇内用户的申请来估算流行度，这样得到的流行度要比另外两种算法更为精确。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种雾无线接入网的三层协作式缓存方法，其特征在于该方法包括：
(1)将雾无线接入网分成雾无线接入点层和云节点层；其中，云端数据库与所有云节点连接，一个云节点覆盖多个雾无线接入点簇，每个雾无线接入点簇内有多个雾无线接入点；
(2)根据逐层向上转发的规则，规定用户的文件请求在网络中转发的路由；
(3)雾无线接入点通过接收到的文件请求计算各文件的请求到达率，并根据文件的请求到达率计算背包算法中各文件的权重，最后采用背包算法求解雾无线接入点簇内的最优缓存分布；所述背包算法中每个文件的权重为所需的信道容量要求，则：
A、F-APn m本地产生的信道容量要求为：
Figure FDA0002616434050000011
式中，
Figure FDA0002616434050000012
或1，
Figure FDA0002616434050000013
时表示F-APn m没有缓存被请求的文件，反之表示缓存了文件，F-APn m表示第m个簇中的第n个F-AP，
Figure FDA0002616434050000014
为文件f的请求的到达率，sf为文件f的大小，F为请求文件的总数量；
B、F-APn m和簇内其他雾无线接入点协作时产生的信道容量要求为：
Figure FDA0002616434050000015
式中，
Figure FDA0002616434050000016
或0，
Figure FDA0002616434050000017
表示簇头将文件f从F-APk m取出并发送到F-APn m，
Figure FDA0002616434050000018
表示没有将文件f从F-APk m取出并发送到F-APn m，Nm为簇头m内的雾无线接入点数目；
(4)簇头通过接收到的文件请求计算各文件的请求到达率，并根据文件的请求到达率计算背包算法中各文件的权重，最后采用背包算法求解最优簇间协作缓存分布；所述背包算法中每个文件的权重为：
Figure FDA0002616434050000019
式中，
Figure FDA00026164340500000110
为背包算法中簇头m处文件f的权重，
Figure FDA00026164340500000111
表示文件f存放在簇头m中所带来的本地信道容量要求；
Figure FDA00026164340500000112
表示文件f存放在簇头m中对相邻的簇中的请求所带来的信道容量要求，sf是文件f的大小；
(5)云节点通过接收到的文件请求计算文件到达率，并根据文件的请求到达率计算背包算法中各文件的权重，最后采用背包算法求解云节点层最优缓存分布；所述背包算法中每个文件的权重为：
Figure FDA0002616434050000021
式中，xf＝0或1，若xf＝1，则表示文件f缓存在当前云节点中，反之未缓存，
Figure FDA0002616434050000022
表示对于文件f的请求在云节点处的到达率，sf为文件f的大小，F为请求文件的个数。
2.根据权利要求1所述的雾无线接入网的三层协作式缓存方法，其特征在于：步骤(1)中同一簇内的雾无线接入点之间相互通信，不同簇的雾无线接入点之间不通信，云节点之间不通信，用户根据地理位置直接接入雾无线接入点簇中的簇头或其他雾无线接入点。
3.根据权利要求1所述的雾无线接入网的三层协作式缓存方法，其特征在于：步骤(2)中所述路由的规定具体为：
将用户的文件请求发送到本地雾无线接入点；
当本地雾无线接入点接收到文件请求时，检查本地是否缓存了被请求文件；若缓存了，则直接发送被请求文件；若没有缓存，则将文件请求转发到簇头；
当簇头接收到来自簇内其他雾无线接入点的文件请求时，检查本地保存的簇缓存文件列表中是否有被请求文件；若有，则控制簇内缓存了被请求文件的雾无线接入点和被请求的本地雾无线接入点协作，发送被请求文件；若无，则将文件请求转发到云节点；其中，所述簇缓存文件列表为本簇内雾无线接入点缓存的文件列表；
当云节点接收到来自所覆盖的雾无线接入点簇的文件请求时，首先检查本地是否缓存了被请求文件,若有，则直接发送给被请求文件的雾无线接入节点簇；若无，则检查本地保存的云缓存文件列表中是否有被请求文件；若云缓存文件列表中有被请求文件，则控制缓存了被请求文件的雾无线接入点簇和被请求的雾无线接入点簇协作，发送被请求文件；若云缓存文件列表中无被请求文件，则从云端数据库中下载；其中，所述云缓存文件列表为本云节点所覆盖的所有雾无线接入点簇缓存的文件列表。
4.根据权利要求1所述的雾无线接入网的三层协作式缓存方法，其特征在于：步骤(3)中所述请求到达率的计算方法为：
①每个雾无线接入点通过接收的文件请求计算文件的归一化流行度：
Figure FDA0002616434050000023
其中
Figure FDA0002616434050000024
为文件f的归一化流行度，
Figure FDA0002616434050000025
为文件f在F-APn m处的本地流行度，F-APn m表示此F-AP是第m个簇中的第n个雾无线接入点，F为请求文件的总数量；
②通过文件的归一化流行度计算文件的请求到达率：
Figure FDA0002616434050000031
其中，
Figure FDA0002616434050000032
为文件f的请求到达率，λmn为F-APn m处所有文件请求的总到达率，为常数。
5.根据权利要求1所述的雾无线接入网的三层协作式缓存方法，其特征在于：步骤(4)中所述文件的请求到达率计算方法为：
①每个簇头通过接收的文件请求计算文件的归一化流行度：
Figure FDA0002616434050000033
式中，
Figure FDA0002616434050000034
为文件f在簇头m处的归一化流行度，
Figure FDA0002616434050000035
为文件f在簇头m处的流行度，βm为在簇头m处来自用户的文件请求的总到达率，F为请求文件的总数量；
②通过文件的归一化流行度计算文件的请求到达率：
Figure FDA0002616434050000036
式中，
Figure FDA0002616434050000037
为簇头m处文件f的请求到达率，
Figure FDA0002616434050000038
为F-APn m处文件f的请求到达率，式中，
Figure FDA0002616434050000039
或1，
Figure FDA00026164340500000310
时表示F-APn m没有缓存被请求的文件，反之表示缓存了文件，
Figure FDA00026164340500000311
或0，
Figure FDA00026164340500000312
表示簇头将文件f从F-APk m取出并发送到F-APn m，反之表示没有，F-APn m表示第m个簇中的第n个F-AP，Nm为簇头m内的雾无线接入点数目。
6.根据权利要求1所述的雾无线接入网的三层协作式缓存方法，其特征在于：步骤(5)中所述文件的请求到达率计算公式为：
Figure FDA00026164340500000313
式中，
Figure FDA00026164340500000314
表示对于文件f的请求在云节点处的到达率，
Figure FDA00026164340500000315
表示对于文件f的请求在簇头m处的到达率；
Figure FDA00026164340500000316
或1，表示文件f是否缓存在簇头m中，若
Figure FDA00026164340500000317
则表示文件f缓存在簇头m中，反之未缓存；
Figure FDA00026164340500000318
或1，表示簇头t是否将文件f发送到簇头m，若
Figure FDA00026164340500000319
则表示簇头t将文件f发送到簇头m，反之则没有，{t|t∈M&t≠m}表示对于除了簇头m以外所有的簇，M为当前云节点覆盖的簇的数目。
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