CN115297172A - 一种应用于元宇宙的资源缓存方法、装置及存储介质 - Google Patents

一种应用于元宇宙的资源缓存方法、装置及存储介质 Download PDF

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CN115297172A CN202210922286.3A CN202210922286A CN115297172A CN 115297172 A CN115297172 A CN 115297172A CN 202210922286 A CN202210922286 A CN 202210922286A CN 115297172 A CN115297172 A CN 115297172A
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Abstract

本发明提供了一种应用于元宇宙的资源缓存方法、装置及存储介质，涉及通信技术领域，该方法包括：获取用户端请求的资源请求消息，其中，资源请求消息包括多个数字孪生请求资源；计算用户端对多个数字孪生请求资源的需求度；基于多个数字孪生请求资源的需求度的大小，将多个数字孪生请求资源缓存至多层MEC架构中不同的节点中，其中，多个节点形成多个节点集合，多个节点集合内包括首部节点和至少一个底层节点，各节点集合通过首部节点进行数据传输。本发明解决了现有技术中MEC存在着缓存资源和计算资源有限，在较大数据量通信或较高缓存时延要求下，数据缓存效率较低、效果较差的技术问题，提升了MEC资源利用率和资源预缓存效率。

Description

一种应用于元宇宙的资源缓存方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及信息技术领域，具体涉及一种应用于元宇宙的资源缓存方法、装置及存储介质。
背景技术
边缘计算节点(MEC，Multi-access Edge Computing)在更为靠近用户的网络位置为用户提供服务，但MEC的缓存资源和计算资源有限，在进行缓存数据量较大或对缓存时延要求较高的场景下，无法及时满足用户的需求，导致数据缓存和加载效果差，影响服务效果。尤其是针对元宇宙的数字孪生系统而言，需要借助MEC较大的缓存资源和计算资源进行图形加载等运算。
现有技术中的MEC存在着缓存资源和计算资源有限，在数字孪生加载音视频时，会出现大数据量通信或低缓存时延的要求，目前的MEC会存在数据缓存效率较低、效果较差的问题。
发明内容
本申请提供了一种应用于元宇宙的资源缓存方法、装置及存储介质，用于针对解决现有技术中MEC存在着缓存资源和计算资源有限，在较大数据量通信或较高缓存时延要求下，数据缓存效率较低、效果较差的技术问题。
鉴于上述问题，本申请提供了一种应用于元宇宙的资源缓存方法、装置及存储介质。
本申请的第一个方面，提供了一种应用于元宇宙的资源缓存方法，所述方法包括：获取用户端请求的数字孪生资源请求消息，其中，所述资源请求消息包括多个数字孪生请求资源；计算所述用户端对多个所述数字孪生请求资源的需求度；基于多个所述数字孪生请求资源的需求度，将多个所述数字孪生请求资源缓存至多层MEC架构中不同的节点中，以将所述多个数字孪生请求资源提供给所述用户端，其中，多个所述节点形成多个节点集合，多个所述节点集合内包括首部节点和至少一个底层节点，各所述节点集合通过首部节点进行数据传输。
本申请的第二个方面，提供了一种应用于元宇宙的资源缓存装置，所述装置包括：数字孪生请求资源获取模块，用于获取用户端请求的数字孪生资源请求消息，其中，所述资源请求消息包括多个数字孪生请求资源；需求度计算模块，用于计算所述用户端对多个所述数字孪生请求资源的需求度；数字孪生请求资源预缓存模块，用于基于多个所述数字孪生请求资源的需求度，将多个所述数字孪生请求资源缓存至多层MEC架构中不同的节点中，以将所述多个数字孪生请求资源提供给所述用户端，其中，多个所述节点形成多个节点集合，多个所述节点集合内包括首部节点和至少一个底层节点，各所述节点集合通过首部节点进行数据传输。
本申请的第三个方面，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内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面中方法的步骤。
本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例提供的技术方案通过将MEC中的多个节点集合为多个节点集合，构建形成特定的多层MEC架构，其中，各节点集合通过各节点集合内的首部节点进行数据传输，底层节点不与其他节点集合进行数据传输，能够节省底层节点的缓存资源和计算资源，进而提升底层节点进行数据预缓存的效率和效果，在进行数据预缓存时，计算用户端对需要进行预缓存的数字孪生请求资源的需求度，根据需求度的大小，将请求数据缓存至节点集合中不同的节点中，进而提升需求度较大的数字孪生请求资源的预缓存效率和加载效率，使得MEC在大数据量通信和高通信时延要求下，通过有限的内存资源和计算资源提升数据通信和预缓存的效率，提升MEC服务效果，提高通信响应时间和资源利用率。
附图说明
图1为本申请提供的一种应用于元宇宙的资源缓存方法流程示意图；
图2为本申请提供的一种应用于元宇宙的资源缓存方法中构建MEC架构的流程示意图；
图3为本申请提供的一种应用于元宇宙的资源缓存方法中MEC架构的结构示意图；
图4为本申请提供的一种应用于元宇宙的资源缓存方法中预缓存数字孪生请求资源的流程示意图；
图5为本申请提供的一种应用于元宇宙的资源缓存装置结构示意图；
图6为本申请提供的一种应用于元宇宙的资源缓存系统结构示意图；
附图标记说明：数字孪生请求资源获取模块51，需求度计算模块52，数字孪生请求资源预缓存模块53，节点集合310，首部节点311，底层节点312，云数据中心320，资源预缓存系统6000，处理器61，输入装置62，输出装置63，存储器64。
具体实施方式
本申请通过提供了一种应用于元宇宙的资源缓存方法、装置及存储介质，用于针对解决现有技术中MEC存在着缓存资源和计算资源有限，在较大数据量通信或较高缓存时延要求下，数据缓存效率较低、效果较差的技术问题。
实施例一
如图1所示，本申请提供了一种应用于元宇宙的资源缓存方法，所述方法包括：
S100：获取用户端请求的数字孪生资源请求消息，其中，所述资源请求消息包括多个数字孪生请求资源；
本申请实施例所提供方法优选应用于基于MEC进行数字孪生系统数据资源预缓存中，在元宇宙领域，数字孪生系统的良好运行需要大量数据资源的流畅加载和渲染，需要一定的存储和计算资源支持，且为了保证用户体验，对时延的要求较高。
MEC中的内存资源和计算资源有限，而数字孪生系统运行过程中对于部分资源的需求度高，请求频率高，而MEC对全部的数据均进行预缓存，容易导致MEC内的服务器，即节点需要重复预缓存请求频率高的资源，且还需与其他节点进行数据通信，导致MEC的资源利用率低，数字孪生系统加载和渲染效果差、延迟高。
本申请实施例中，上述的用户端即为需要采用MEC进行数据资源预缓存的用户。数字孪生请求资源即为用户端向云数据中心320请求的，MEC中未缓存故需要通过MEC进行预缓存，并在本地进行数据传输和加载以实现用户需求功能的数据资源。优选地，该功能可为数字孪生系统的加载和渲染。
S200：计算所述用户端对多个所述数字孪生请求资源的需求度；
具体地，基于本申请实施例中的方法，计算用户端对资源请求消息中多个数字孪生请求资源的需求度。其中，该需求度的大小与用户端对对应数字孪生请求资源的请求频率相关，请求频率越大，则需求度越大。
S300：基于多个所述数字孪生请求资源的需求度，将多个所述数字孪生请求资源缓存至多层MEC架构中不同的节点中，以将所述多个数字孪生请求资源提供给所述用户端，其中，多个所述节点形成多个节点集合，多个所述节点集合内包括首部节点和至少一个底层节点，各所述节点集合通过首部节点进行数据传输。
按照多个需求度的大小，将多个数字孪生请求资源预缓存至多层MEC架构中不同的节点中。
本申请实施例中，MEC中的多个服务器即为多个MEC节点，多个节点形成多个节点集合310，多个节点集合310内包括首部节点311和至少一个底层节点312，各节点集合310通过首部节点311进行通信交互和数据传输，各节点集合310内的底层节点312只与节点集合310内的节点进行通信交互和数据传输。
本申请实施例提供的方法中的步骤S300包括：
S310：基于MEC中的多个节点，构建所述多层MEC架构，其中，每一层MEC由多个节点构成的节点集合构成，且各层MEC之间通过对应的节点集合进行信息传递；
S320：将多个所述数字孪生请求资源缓存至所述MEC架构内节点集合不同的节点中。
其中，基于MEC中的多个服务器节点，构建该多层MEC架构，其中，每一层MEC由多个节点构成的节点集合构成，且各层MEC之间通过对应的节点集合进行信息传递。多层MEC架构构建的过程中，需要考虑各节点与用户端的路由距离，以及各节点的流量。
基于构建完成的多层MEC架构，将多个数字孪生请求资源缓存至MEC架构内对应的节点集合310内不同的节点中。
如图2所示，具体地，步骤S310包括：
S311：采集多个所述节点与所述用户端进行数据传输的传输时延；
S312：根据多个所述传输时延的大小，对多个所述节点进行聚类得到多个所述节点集合；
S313：在每个所述节点集合内，获取所述多个节点的流量；
S314：根据多个所述流量的大小，将最小的流量对应节点作为所述首部节点，将其余节点作为所述底层节点，其中，多个所述节点集合通过多个所述首部节点进行数据传输，各所述节点集合内的底层节点与其他节点进行数据传输。
具体地，采集并获取MEC中多个节点与用户端进行数据传输的传输时延，即MEC中多个服务器节点与当前用户端的通信距离。
根据多个传输时延的大小，对多个节点进行聚类(例如K-means聚类)，聚类的过程中，将传输时延大小类似的节点进行聚类，获得多个上述内容中的节点集合310，形成节点簇。其中，传输时延大小类似的判断可基于MEC数据传输经验进行判断。
在每个节点集合310内，获取用户端对多个节点的流量，节点流量可反映节点的拥堵情况，将流量最小的一节点作为首部节点311，将其他的节点作为底层节点312。其中，由于首部节点311的流量较低，存储和计算压力较小，故多个节点集合310通过多个首部节点311进行数据传输，提升数据传输效率。各节点集合310内的底层节点312可与节点集合310内的其他节点进行数据传输，而不可与其他节点集合310进行数据传输，降低底层节点312的负担，提升各节点的资源利用率。图3示出了本申请实施例中一种可选的MEC架构示意图。
在本申请的一可能的实施例中，根据多个传输时延的大小，采用K-Means算法对多个节点进行聚类的过程可包括如下步骤。
S312-1：基于需要进行分类获得的节点集合的数量，设置K值，即对多个节点进行分类后需要得到K个节点集合。
S312-2：在多个传输时延中随机选择K个传输时延，作为一级数据，其他的传输时延作为二级数据，计算其他二级数据与K个一级数据的差值，根据每个二级数据的K个差值，将二级数据与其差值最小对应的一级数据归为一类，获得K个第一节点集合；
S312-3：在K个第一节点集合内，计算每个第一节点集合内全部一级数据和二级数据的均值，将计算获得的K个传输时延均值作为K个新一级数据，将不为新一级数据的其他传输时延作为新二级数据；
S312-4：计算全部新二级数据与K个新一级数据的差值，根据每个新二级数据的K个差值，将新二级数据与其差值最小对应的新一级数据归为一类，获得K个第二节点集合；
迭代重复步骤S312-3～S312-4，直到新计算获得的一级数据与旧的一级数据之间的差值均小于预设阈值，则收敛，将最终获得的K个节点集合作为最终的聚类结果。
其中，该预设阈值可根据多个节点的传输时延的大小以及聚类经验进行自行设置。通过对多个节点进行聚类，能够获得多个与用户端传输时延不同的多个节点集合，作为构建多层MEC架构的节点集合基础。
如图4所示，本申请实施例提供的方法中的步骤S320包括：
S321：判断各数字孪生请求资源的需求度是否大于预设需求度阈值；
S322：若是，将所述数字孪生请求资源缓存至所述用户端对应的节点集合内的底层节点内；
S323：若否，将所述数字孪生请求资源缓存至所述用户端对应的节点集合内的首部节点内。
具体地，基于计算获得的各数字孪生请求资源的需求度，分别判断各数字孪生请求资源的需求度是否大于预设需求度阈值，获得判断结果。
若判断结果为是，则对应的数字孪生请求资源的需求度较高，较为重要，需要提升预缓存和加载的效率，保证用户需求，因此，将其存储至用户端对应的节点集合310内的底层节点312内，存储效率较快。其中，用户端对应的节点集合310即为与用户端的距离最近的节点集合310。
若判断结果为否，则对应的数字孪生请求资源的需求度较低，重要性一般，将其存储至用户端对应的节点集合310内首部节点311内，为需求度较高的数字孪生请求资源节省底层节点312的存储和计算资源。如此可完成多个数字孪生请求资源的预缓存。
其中，上述的预设需求度阈值可基于各数字孪生请求资源的需求度大小以及数字孪生请求资源的数量，结合数字孪生请求资源的预缓存经验进行设置。
本申请实施例通过将需求度较高的数字孪生请求资源存储至流量较高的底层节点312内，将需求度较低的数字孪生请求资源存储至流量较低的首部节点内，能够有效提升MEC服务器的资源利用率，并提升资源预缓存的效率，提升用户体验。
进一步地，本申请实施例提供的方法中的步骤S322包括：
A11：判断所述用户端对应的节点集合内的底层节点是否有缓存空间；
A12：若是，则依次选择缓存空间最大的底层节点缓存所述数字孪生请求资源；
A13：若全部底层节点无缓存空间，将所述数字孪生请求资源缓存至所述首部节点内。
具体地，依次判断户端对应的节点集合310内的全部底层节点312是否存在有缓存空间，若存在，则依次将多个需求度大于预设需求度阈值的数字孪生请求资源存储至底层节点312内。
具体缓存的过程中，依次选择剩余缓存空间最多的节点，缓存数字孪生请求资源，并优先缓存需求度最高的数字孪生请求资源。若存储过程中，全部底层节点312的缓存空间被缓存完毕，无剩余空间，则将剩余未缓存的数字孪生请求资源加入需求度小于预设需求度阈值的数字孪生请求资源中，缓存至首部节点311内。
或者，若全部底层节点312不存在缓存空间，则判定将多个需求度大于预设需求度阈值的数字孪生请求资源加入需求度小于预设需求度阈值的数字孪生请求资源中，存储至该节点集合310内的首部节点内。
若首部节点内也无剩余的缓存空间，则放弃未缓存的数字孪生请求资源。可选的，选择其他节点集合310进行数字孪生请求资源的缓存，重复步骤S322。如此，可以保证需求度较高的数字孪生请求资源能够缓存至MEC中的节点内，且保证用户的资源使用需求。
本申请实施例提供的方法中的步骤S323包括：
A21：判断所述用户端对应的节点集合内的首部节点是否有缓存空间；
A22：若是，将所述数字孪生请求资源缓存至所述首部节点内；
A23：若所述首部节点内无缓存空间，则放弃未缓存的数字孪生请求资源。
具体地，判断用户端对应的节点集合310内的首部节点311是否有缓存空间，若存在，则将需求度小于预设需求度阈值的低需求度数字孪生请求资源缓存至首部节点311内，并将未缓存至底层节点312的高需求度的数字孪生请求资源缓存至首部节点311内。其中，优先缓存未缓存至底层节点312的高需求度的数字孪生请求资源，并按照需求度的大小对数字孪生请求资源进行先后的预缓存。
或者，若首部节点311不存在缓存空间，则放弃未缓存的数字孪生请求资源。可选的，选择其他节点集合310进行数字孪生请求资源的缓存。如此，可使MEC内的缓存空间被充分利用，且有效提升资源缓存的效率。
本申请实施例提供的方法中的步骤S200包括：
S210：设置获得需求度计算的时间周期；
S220：对多个所述数字孪生请求资源进行标识得到多个资源标识信息；
S230：根据多个所述资源标识信息，获取多个所述时间周期内多个所述数字孪生请求资源被请求的请求次数；
S240：根据多个所述请求次数，利用如下公式计算多个所述数字孪生请求资源的需求度：
Figure BDA0003778261890000121
其中，Ci为第i个时间周期内请求次数，Vi为第i个时间周期内的需求度，α为第i个时间周期内的请求次数在第i个时间周期内需求度的权重系数，β为校正因子。
本申请实施例中，数字孪生请求资源的需求度通过用户端对数字孪生请求资源的请求次数体现。具体地，通过对各数字孪生请求资源进行标识，设置采集数字孪生请求资源的请求次数的时间周期，采集各时间周期内各数字孪生请求资源被请求的次数，计算各数字孪生请求资源的需求度。
具体地，对各个数字孪生请求资源进行标识，获得各数字孪生请求资源唯一的资源标识信息。
根据多个资源标识信息，获取多个时间周期内，多个数字孪生请求资源被请求的请求次数，根据多个请求次数计算多个数字孪生请求资源内的需求度，具体通过使用指数加权平均移动平均值的方式计算数字孪生请求资源的需求度，如下：
Figure BDA0003778261890000131
其中，Ci为第i个时间周期内请求次数，Vi为第i个时间周期内的需求度，α为第i个时间周期内的请求次数在第i个时间周期内需求度的权重系数，β为校正因子。
计算获得的各数字孪生请求资源的需求度如表1所示，进行保存。
表1数字孪生请求资源的需求度
资源标识信息 本时间周期内请求次数 需求度
RD<sub>1</sub> C<sub>1</sub> V<sub>1</sub>
RD<sub>2</sub> C<sub>2</sub> V<sub>2</sub>
… … …
RD<sub>N</sub> Cn V<sub>N</sub>
如表1所示，可按照时间周期对各数字孪生请求资源的需求度进行计算更新。
其中，任意数字孪生请求资源的需求度的初始值为第一个时间周期内该数字孪生请求资源被请求的请求次数。α为第i个时间周期内的请求次数在第i个时间周期内需求度的权重系数，基于权重分配获得，α越大，则当前时间周期内数字孪生请求资源的请求次数在需求度中的比重越大，此前时间周期内计算的需求度在当前时间周期内需求度中的比重越小，β为校正因子，用于校正当前时间周期内数字孪生请求资源的请求次数在需求度中的比重，示例性地，β可为α。
基于计算获得的多个需求度，可对数字孪生请求资源进行排序，排序越靠前，则需求度越大。
可选的，还可设置一维护数字孪生请求资源排序的时间，该时间可略大于上述的时间周期，当时间超时后，根据新计算的各数字孪生请求资源的需求度，对数字孪生请求资源进行排序更新。
在本申请一优选的实施例中，本申请实施例提供的方法中的权重系数α基于如下方法获得：
B01：采用多种权重分配方法，对第i个时间周期内的请求次数和第i-1个时间周期内的需求度在第i个时间周期内需求度的权重系数进行分配，获得多个子权重系数分配结果；
B02：根据多个子权重系数分配结果，计算获得第i个时间周期内的请求次数和第i-1个时间周期内的需求度在第i个时间周期内需求度的平均权重系数；
B03：根据所述平均权重系数，获得所述权重系数。
具体地，采用多种权重分配方法，对第i个时间周期内的请求次数和第i-1个时间周期内的需求度在第i个时间周期内需求度的权重系数进行分配，分配获得多个不同的子权重系数分配结果。可选的，也可基于专家评价的方法，进行多次权重系数赋值，获得多个不同的子权重系数分配结果。
基于多个不同的子权重系数分配结果，计算获得第i个时间周期内的请求次数和第i-1个时间周期内的需求度在第i个时间周期内需求度的平均权重系数，获得上述的权重系数。
通过基于多次不同的权重系数分配，获得多个不同的子权重系数分配结果，进而通过计算均值获得最终的权重系数α，更为准确和客观，进而能够计算获得更为准确的需求度，提升数字孪生请求资源缓存的准确性，提升MEC资源的利用率。
在本申请实施例另一可能的实施例中，
综上所述，本申请实施例至少具有如下技术效果：
本申请实施例提供的技术方案通过将MEC中的多个节点集合为多个节点集合，构建形成特定的MEC架构，其中，各节点集合通过各节点集合内的首部节点进行数据传输，底层节点不与其他节点集合进行数据传输，能够节省底层节点的缓存资源和计算资源，进而提升底层节点进行数据预缓存的效率和效果，在进行数据预缓存时，计算用户端对需要进行预缓存的数字孪生请求资源的需求度，根据需求度的大小，将请求数据缓存至节点集合中不同的节点中，进而提升需求度较大的数字孪生请求资源的预缓存效率和加载效率，使得MEC在大数据量通信和高通信时延要求下，通过有限的内存资源和计算资源提升数据通信和预缓存的效率，提升MEC服务效果，提高通信响应时间和资源利用率。
实施例二
基于与前述实施例中一种应用于元宇宙的资源缓存方法相同的发明构思，如图5所示，本申请提供了一种应用于元宇宙的资源缓存装置，其中，所述装置包括：
数字孪生请求资源获取模块51，用于获取用户端请求的数字孪生资源请求消息，其中，所述资源请求消息包括多个数字孪生请求资源；
需求度计算模块52，用于计算所述用户端对多个所述数字孪生请求资源的需求度；
数字孪生请求资源预缓存模块53，用于基于多个所述数字孪生请求资源的需求度，将多个所述数字孪生请求资源缓存至多层MEC架构中不同的节点中，以将所述多个数字孪生请求资源提供给所述用户端，其中，多个所述节点形成多个节点集合，多个所述节点集合内包括首部节点和至少一个底层节点，各所述节点集合通过首部节点进行数据传输。
进一步地，需求度计算模块52还用于实现以下功能：
设置获得需求度计算的时间周期；
对多个所述数字孪生请求资源进行标识得到多个资源标识信息；
根据多个所述资源标识信息，获取多个所述时间周期内多个所述数字孪生请求资源被请求的请求次数；
根据多个所述请求次数，利用如下公式计算多个所述数字孪生请求资源的需求度：
Figure BDA0003778261890000161
其中，Ci为第i个时间周期内请求次数，Vi为第i个时间周期内的需求度，α为第i个时间周期内的请求次数在第i个时间周期内需求度的权重系数，β为校正因子。
进一步地，所述数字孪生请求资源预缓存模块53还用于实现以下功能：
基于MEC中的多个节点，构建所述多层MEC架构，其中，每一层MEC由多个节点构成的节点集合构成，且各层MEC之间通过对应的节点集合进行信息传递；
将多个所述数字孪生请求资源缓存至所述MEC架构内节点集合不同的节点中。
其中，构建所述多层MEC架构，每一层MEC由多个节点构成的节点集合构成，且各层MEC之间通过对应的节点集合进行信息传递，包括：
采集多个所述节点与所述用户端进行数据传输的传输时延；
根据多个所述传输时延的大小，对多个所述节点进行聚类得到多个所述节点集合；
在每个所述节点集合内，获取所述多个节点的流量；
根据多个所述流量的大小，将最小的流量对应节点作为所述首部节点，将其余节点作为所述底层节点，其中，多个所述节点集合通过多个所述首部节点进行数据传输，各所述节点集合内的底层节点与其他节点进行数据传输。
其中，所述将多个所述数字孪生请求资源缓存至所述MEC架构内节点集合不同的节点中，包括：
判断各数字孪生请求资源的需求度是否大于预设需求度阈值；
若是，将所述数字孪生请求资源缓存至所述用户端对应的节点集合内的底层节点内；
若否，将所述数字孪生请求资源缓存至所述用户端对应的节点集合内的首部节点内。
其中，所述将所述数字孪生请求资源缓存至所述用户端对应的节点集合内的底层节点内，包括：
判断所述用户端对应的节点集合内的底层节点是否有缓存空间；
若是，则依次选择缓存空间最大的底层节点缓存所述数字孪生请求资源；
若全部底层节点无缓存空间，将所述数字孪生请求资源缓存至所述首部节点内。
其中，所述将所述数字孪生请求资源缓存至所述用户端对应的节点集合内的首部节点内，包括：
判断所述用户端对应的节点集合内的首部节点是否有缓存空间；
若是，将所述数字孪生请求资源缓存至所述首部节点内；
若所述首部节点内无缓存空间，则放弃未缓存的数字孪生请求资源。
进一步地，所述装置还包括一权重系数计算模块，用于实现以下功能：
采用多种权重分配方法，对第i个时间周期内的请求次数和第i-1个时间周期内的需求度在第i个时间周期内需求度的权重系数进行分配，获得多个子权重系数分配结果；
根据多个子权重系数分配结果，计算获得第i个时间周期内的请求次数和第i-1个时间周期内的需求度在第i个时间周期内需求度的平均权重系数；
根据所述平均权重系数，获得所述权重系数。
实施例三
基于与前述实施例中一种应用于元宇宙的资源缓存方法相同的发明构思，本申请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上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如实施例一内的方法。
实施例四
本发明实施例还提供了一种应用于元宇宙的资源缓存系统6000，如图6所示，包括存储器64和处理器61，所述存储器上存储有计算机可执行指令，所述处理器运行所述存储器上的计算机可执行指令时实现上述的方法。在实际应用中，系统还可以分别包含必要的其他元件，包含但不限于任意数量的输入装置62、输出装置63、处理器61、控制器、存储器64等，而所有可以实现本申请实施例的大数据管理方法的系统都在本申请的保护范围之内。
存储器包括但不限于是随机存储记忆体(random access memory，RAM)、只读存储器(read至only memory，ROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable readonly memory，EPROM)、或便携式只读存储器(compact disc read至only memory，CD至ROM)，该存储器用于相关指令及数据。
输入装置62用于输入数据和/或信号，以及输出装置63用于输出数据和/或信号。输出装置63和输入装置62可以是独立的器件，也可以是一个整体的器件。
处理器可以包括是一个或多个处理器，例如包括一个或多个中央处理器(centralprocessing unit，CPU)，在处理器是一个CPU的情况下，该CPU可以是单核CPU，也可以是多核CPU。处理器还可以包括一个或多个专用处理器，专用处理器可以包括GPU、FPGA等，用于进行加速处理。
存储器用于存储网络设备的程序代码和数据。
处理器用于调用该存储器中的程序代码和数据，执行上述方法实施例中的步骤。具体可参见方法实施例中的描述，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，该单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。所显示或讨论的相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行该计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。该计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程系统。该计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者通过该计算机可读存储介质进行传输。该计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是只读存储器(read至onlymemory，ROM)，或随机存储存储器(random access memory，RAM)，或磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带、磁碟、或光介质，例如，数字通用光盘(digital versatile disc，DVD)、或者半导体介质，例如，固态硬盘(solid state disk，SSD)等。
本说明书和附图仅仅是本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请及其等同技术的范围之内，则本申请意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种应用于元宇宙的资源缓存方法，其特征在于，所述方法包括：
获取用户端请求的数字孪生资源请求消息，其中，所述资源请求消息包括多个数字孪生请求资源；
计算所述用户端对多个所述数字孪生请求资源的需求度；
基于多个所述数字孪生请求资源的需求度，将多个所述数字孪生请求资源缓存至多层MEC架构中不同的节点中，以将所述多个数字孪生请求资源提供给所述用户端，其中，多个所述节点形成多个节点集合，多个所述节点集合内包括首部节点和至少一个底层节点，各所述节点集合通过首部节点进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将多个所述数字孪生请求资源缓存至多层MEC架构中不同的节点中，包括：
基于MEC中的多个节点，构建所述多层MEC架构，其中，每一层MEC由多个节点构成的节点集合构成，且各层MEC之间通过对应的节点集合进行信息传递；
将多个所述数字孪生请求资源缓存至所述MEC架构内节点集合不同的节点中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述构建所述多层MEC架构，每一层MEC由多个节点构成的节点集合构成，且各层MEC之间通过对应的节点集合进行信息传递，包括：
采集多个所述节点与所述用户端进行数据传输的传输时延；
根据多个所述传输时延的大小，对多个所述节点进行聚类得到多个所述节点集合；
在每个所述节点集合内，获取所述多个节点的流量；
根据多个所述流量的大小，将最小的流量对应节点作为所述首部节点，将其余节点作为所述底层节点，其中，多个所述节点集合通过多个所述首部节点进行数据传输，各所述节点集合内的底层节点与其他节点进行数据传输。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将多个所述数字孪生请求资源缓存至所述MEC架构内节点集合不同的节点中，包括：
判断各数字孪生请求资源的需求度是否大于预设需求度阈值；
若是，将所述数字孪生请求资源缓存至所述用户端对应的节点集合内的底层节点内；
若否，将所述数字孪生请求资源缓存至所述用户端对应的节点集合内的首部节点内。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述数字孪生请求资源缓存至所述用户端对应的节点集合内的底层节点内，包括：
判断所述用户端对应的节点集合内的底层节点是否有缓存空间；
若是，则依次选择缓存空间最大的底层节点缓存所述数字孪生请求资源；
若全部底层节点无缓存空间，将所述数字孪生请求资源缓存至所述首部节点内。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述数字孪生请求资源缓存至所述用户端对应的节点集合内的首部节点内，包括：
判断所述用户端对应的节点集合内的首部节点是否有缓存空间；
若是，将所述数字孪生请求资源缓存至所述首部节点内；
若所述首部节点内无缓存空间，则放弃未缓存的数字孪生请求资源。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述用户端对多个所述数字孪生请求资源的需求度，包括：
设置获得需求度计算的时间周期；
对多个所述数字孪生请求资源进行标识得到多个资源标识信息；
根据多个所述资源标识信息，获取多个所述时间周期内多个所述数字孪生请求资源被请求的请求次数；
根据多个所述请求次数，利用如下公式计算多个所述数字孪生请求资源的需求度：
Figure FDA0003778261880000031
其中，Ci为第i个时间周期内请求次数，Vi为第i个时间周期内的需求度，α为第i个时间周期内的请求次数在第i个时间周期内需求度的权重系数，β为校正因子。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对第i个时间周期内的请求次数和第i-1个时间周期内的需求度在第i个时间周期内需求度的权重系数进行分配，获得多个子权重系数分配结果；
根据多个子权重系数分配结果，计算获得第i个时间周期内的请求次数和第i-1个时间周期内的需求度在第i个时间周期内需求度的平均权重系数；
根据所述平均权重系数，获得所述权重系数。
9.一种应用于元宇宙的资源缓存装置，其特征在于，所述装置包括：
数字孪生请求资源获取模块，用于获取用户端请求的数字孪生资源请求消息，其中，所述资源请求消息包括多个数字孪生请求资源；
需求度计算模块，用于计算所述用户端对多个所述数字孪生请求资源的需求度；
数字孪生请求资源预缓存模块，用于基于多个所述数字孪生请求资源的需求度，将多个所述数字孪生请求资源缓存至多层MEC架构中不同的节点中，以将所述多个数字孪生请求资源提供给所述用户端，其中，多个所述节点形成多个节点集合，多个所述节点集合内包括首部节点和至少一个底层节点，各所述节点集合通过首部节点进行数据传输。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8任一方法的步骤。
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