CN116980965A - 基于信息中心网络的能效感知边缘缓存方法及系统 - Google Patents

基于信息中心网络的能效感知边缘缓存方法及系统 Download PDF

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CN116980965A CN202310982783.7A CN202310982783A CN116980965A CN 116980965 A CN116980965 A CN 116980965A CN 202310982783 A CN202310982783 A CN 202310982783A CN 116980965 A CN116980965 A CN 116980965A
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Abstract

本发明公开了基于信息中心网络的能效感知边缘缓存方法及系统,其中方法,包括:消费者客户端将兴趣包转发给基站;基站查找是否有数据包与兴趣包名称一致,如果没有,则在待处理兴趣表中新增一个条目;基站判断兴趣包内容是否是流行内容,如果是,则为兴趣包添加POP字段,并将添加字段的兴趣包,通过信息中心网络的路由器节点转发给核心网,核心网再转发给源服务器;源服务器将兴趣包对应的数据包,通过信息中心网络的路由器节点传输给核心网,核心网再传输给基站;基站判断当前返回数据包的名称,与待处理兴趣表中条目是否一致;如果一致,则基站判断当前返回数据包是否有POP字段标识,如果有,则将当前返回数据包转发给消费者客户端。

Description

基于信息中心网络的能效感知边缘缓存方法及系统
技术领域
本发明涉及数据缓存技术领域,特别是涉及基于信息中心网络的能效感知边缘缓存方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提到了与本发明相关的背景技术,并不必然构成现有技术。
随着物联网设备的数量快速增长以及5G通信技术的广泛应用,目前正面临一个日趋复杂和数据密集的网络环境。在自动驾驶、虚拟现实等需要高速响应和大数据处理的应用领域,对数据处理的速度、效率和安全性的需求不断增大。传统的云计算模型虽然在一定程度上满足了数据处理需求,但也存在显著的局限性。例如,数据需要发送到远程的中心服务器进行处理,可能会导致高延迟和带宽利用率低下。
为解决这些问题,边缘计算应运而生。边缘计算能在离数据源更近的地方处理数据,大大降低延迟,节省带宽,并提高数据安全性。然而,边缘计算仍无法完全应对当前复杂的网络环境所带来的挑战。
这种情况下,信息中心网络(Information-Centric Networking,ICN)的概念引发了广泛关注。ICN是一种以内容为中心的网络架构,区别于传统的以主机为中心的IP网络。ICN着重于获取的内容,而非内容的位置,目标是更有效地获取和分发数据,减少网络延迟,并提高网络的扩展性和鲁棒性。
在这样的背景下,研究者开始探索边缘计算与信息中心网络(ICN)的结合。通过整合这两种技术的优点,提供更快、更安全、更高效的网络服务。将ICN的数据驱动的方法应用到边缘计算中,可以在更接近用户的地方存储和处理数据,同时利用ICN提供的安全性和可靠性。然而,用户设备的爆炸式增长和ICN作为边缘通信的基础,为能效通信带来了新的挑战。
大多数基于能效的方法不适用于本场景,在已有的方法中,如LCE,所有参与通信的节点都会缓存内容,这会导致重复的内容被多次缓存,从而导致缓存冗余。LCD只在网络边缘缓存,这将使非边缘节点缓存容量过剩,从而导致缓存效率低下。而基于概率的缓存Probcache,通过缓存时随机选择一个概率进行缓存,这虽然降低了冗余,但是会使内容更频繁的替换,造成更多的能源浪费。而CL4M方法通过选择中心性高的节点进行缓存,提高了通信的效率,但过度地在节点中心性高的地方缓存,也会造成频繁的缓存替换,而且请求的延迟可能会增加,进而增加了传输的能耗。
另一方面,虽然有些方法考虑了内容的流行度、节点的中心性和在边缘缓存流行内容,在缓存命中率、延迟以及跳数方面有所提升,但在优化能耗方面尚有不足。例如,这些方法可能没有充分考虑能源效率,而且内容的流行度往往是静态的,无法随时间动态变化,以及频繁缓存流行内容,导致流行度较低的内容无法缓存。同样,虽然有一些策略考虑到了能耗,但它们通常只根据内容的流行度和节点的位置进行优化,而没有解决在提高缓存命中率和能源效率之间寻找平衡的问题,也没有完全解决获取延迟的问题。
发明内容
为了解决现有技术的不足,本发明提供了基于信息中心网络的能效感知边缘缓存方法及系统;通过提供一种新颖的、基于动态流行度的内容预取以及一种考虑能源和存储资源利用率的非流行内容缓存策略,来提高网络性能并降低能源消耗。
一方面,提供了基于信息中心网络的能效感知边缘缓存方法;
基于信息中心网络的能效感知边缘缓存方法,包括:
消费者客户端创建兴趣包,并将兴趣包转发给基站;
基站从自身的存储空间中查找是否有数据包与兴趣包名称一致,如果有,就直接将数据包返给消费者客户端,如果没有,则基站在待处理兴趣表中新增一个条目;
基站判断兴趣包内容是否是流行内容,如果是,则为兴趣包添加POP字段,并将添加字段的兴趣包,通过信息中心网络的路由器节点转发给核心网,核心网再转发给源服务器;
源服务器将兴趣包对应的数据包,通过信息中心网络的路由器节点传输给核心网,核心网再传输给基站;基站判断当前返回数据包的名称,与待处理兴趣表中条目是否一致,如果不一致,则丢弃当前返回的数据包;
如果一致,则基站判断当前返回数据包是否有POP字段标识,如果有POP字段标识,则将当前返回数据包转发给消费者客户端。
另一方面,提供了基于信息中心网络的能效感知边缘缓存系统;
基于信息中心网络的能效感知边缘缓存系统,包括:消费者客户端,所述消费者客户端与基站通信,所述基站通过信息中心网络与源服务器进行通信;所述信息中心网络,包括:若干个路由器节点,相邻的路由器节点相互通信;
消费者客户端创建兴趣包,并将兴趣包转发给基站;
基站从自身的存储空间中查找是否有数据包与兴趣包名称一致,如果有,就直接将数据包返给消费者客户端,如果没有,则基站在待处理兴趣表中新增一个条目;
基站判断兴趣包内容是否是流行内容,如果是,则为兴趣包添加POP字段,并将添加字段的兴趣包,通过信息中心网络的路由器节点转发给核心网,核心网再转发给源服务器;
源服务器将兴趣包对应的数据包,通过信息中心网络的路由器节点传输给核心网,核心网再将数据包返回给基站;基站判断当前返回数据包的名称,与待处理兴趣表中条目是否一致,如果不一致,则丢弃当前返回的数据包;
如果一致,则基站判断当前返回数据包是否有POP字段标识,如果有POP字段标识,则将当前返回数据包转发给消费者客户端。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:
针对流行内容的预取和缓存,我们通过动态计算内容的流行度,并将最流行的内容预取到基站的缓存中,以满足用户请求的快速响应。这不仅提高了用户的请求满足速度,还优化了整个网络的性能。
针对非流行内容的缓存,我们提出了能耗判定和能效评分计算方法。通过能耗判定,我们判断是否对非流行内容进行缓存,并根据能效评分计算选择最有价值的内容进行缓存。这样可以有效地满足用户对非流行内容的请求,同时充分考虑能源和存储资源的利用效率。
本方法还考虑了能源和存储资源的优化利用。通过考虑内容的大小、跳数和能耗等因素,我们在缓存策略中实现了对能源和存储资源的有效利用,从而提高能效。
综上所述,本发明通过优化流行内容的预取和缓存,以及有效处理非流行内容的缓存,提高了网络性能、降低了能源消耗,并优化了资源利用。本方法可以满足当前复杂网络环境下的需求,为用户提供更快、更安全、更高效的网络服务。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1为实施例一的ICN通信流程图;
图2为实施例一的ICN边缘网络架构示意图;
图3为实施例一的缓存流程图。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本发明提供进一步地说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
术语介绍:
1.兴趣包(Interest Packets):一种特殊类型的数据包,用于请求特定的数据。在命名数据网络(Named Data Networking,NDN)中,用户会发送一个带有特定数据名称的兴趣包。
2.数据包(Data Packets):网络中的主要数据载体。每个数据包都有一个唯一的名称,这个名称由请求它的兴趣包确定。
3.内容存储(Content Store,CS):网络节点上的缓存区域,用于存储最近接收的数据包,以便对未来的请求进行响应。
4.待处理兴趣表(Pending Interest Table,PIT):当一个节点收到一个兴趣包,但是在内容存储中找不到对应的数据包时,就会在PIT中创建一个条目,以记住兴趣包的来源。然后,该节点会将兴趣包向上游传递。当该节点最终收到对应的数据包时,它就可以使用PIT中的信息将数据包传递回下游。
5.转发信息基表(Forwarding Information Base,FIB):信息中心网络节点上的一种路由表,用于确定应将兴趣包发送到哪个接口或哪个方向。
实施例一
本实施例提供了基于信息中心网络的能效感知边缘缓存方法;
基于信息中心网络的能效感知边缘缓存方法,包括:
消费者客户端创建兴趣包,并将兴趣包转发给基站;
基站从自身的存储空间中查找是否有数据包与兴趣包名称一致,如果有,就直接将数据包返给消费者客户端,如果没有,则基站在待处理兴趣表中新增一个条目;
基站判断兴趣包内容是否是流行内容,如果是,则为兴趣包添加POP字段,并将添加字段的兴趣包,通过信息中心网络的路由器节点转发给核心网,核心网再转发给源服务器;
源服务器将兴趣包对应的数据包,通过信息中心网络的路由器节点传输给核心网,核心网再传输给基站;基站判断当前返回数据包的名称,与待处理兴趣表中条目是否一致,如果不一致,则丢弃当前返回的数据包;
如果一致,则基站判断当前返回数据包是否有POP字段标识,如果有POP字段标识,则将当前返回数据包转发给消费者客户端。
进一步地,所述方法,还包括:
如果没有POP字段标识,则基站判断当前返回数据包是否值得缓存,如果值得缓存,则基站判断自身存储空间是否已经满额,如果没有满额,则直接将数据包缓存,如果已经满额,则比较当前返回数据包与基站已有数据包的能效评分,将能效评分低于设定阈值的已有数据包删除,将当前返回数据包进行缓存。
进一步地,所述兴趣包,是指请求获取指定数据内容的数据包,所述兴趣包具有唯一的名称。
进一步地,所述基站判断兴趣包内容是否是流行内容,具体包括:
当内容的流行度高于设定阈值,则表示内容是流行内容,否则表示内容是不流行内容;
内容流行度计算公式为:
Pc(i)=α×Pc(i-1)+(1-α)×N(i) (1)
其中,Pc(i)表示在第i个时钟周期内,内容c的流行度,α是一个介于0和1之间的衰减因子,α表示当前周期之前该内容的流行度在计算当前周期流行度时的占比,N(i)表示在第i个时钟周期内,内容c被请求的总次数,在开始统计时,n(0)设为1。
通过这种迭代方式,我们可以动态地调整各个内容的流行度,使其能够更好地反映最近流行的内容。
当基站收到一个请求兴趣包时,它会将该请求的内容名称与其流行度表进行比较,以判断该内容是否是流行内容。在这个过程中,我们设置了一个阈值T,以确定内容是否是流行内容。考虑到基站的存储空间大小,我们将前15%的内容视为流行内容。如果一个内容被判定为流行,基站会在兴趣包的数据结构中增加一行标识POP,标记此内容的流行性。然后,兴趣包会继续被发送到源服务器。
源服务器在接收到兴趣包后,如果识别到该内容是热门内容,将按照原路返回一个带有POP标识的响应数据包。在这个过程中,数据包会被路由节点识别并直接转发,而不进行缓存操作,直到到达基站。
当数据包到达基站时,基站将检查其存储空间的空间可用性。如果空间可用,基站就会存储这个内容,以备将来的请求。如果空间不足,基站就会根据流行度表删除最不流行的内容,以便为新的流行内容腾出空间。
通过以上方法,基站可以有效地预取和提供流行内容,从而提高用户的请求满足速度,优化整个网络的性能。
对于网络服务中的非流行内容,需要有效地进行缓存以满足用户请求,同时考虑到能源和存储资源的利用率。因为这部分内容的请求频率较低,无节制地将其全部缓存会消耗过多的能源和存储资源。
进一步地,所述基站判断当前返回数据包是否值得缓存,具体包括:
如果当前返回数据包的缓存能耗小于传输能耗:κ<pc*τ*ΔHc
则认为当前返回数据包是值得被缓存的,否则,认为当前返回数据包是不值得被缓存的;
其中,κ是缓存系数,pc表示内容c对应的流行度,流行度等于当前内容被请求的次数与所有内容被请求次数相除得到的商值;τ是传输系数,ΔHc表示当前返回数据包从源服务器到基站所需要的最大跳数。
应理解地,内容到核心网的跳数判定:在路由内如果没有找到该内容的缓存,那么我们需要从核心网获取。此时,每个节点的兴趣包上都会有记录到每个节点的跳数字段HOP。当到达核心网时,我们会得到最大跳数ΔHc
将内容c的大小设为sc,缓存能耗为:
其中,κ是缓存系数(即每比特缓存所需的能量)。
内容c到核心网的传输能耗设为:
其中,τ是传输系数(即每一跳传输1比特所需的能量)。
能耗判定:如果节点的缓存能耗小于传输到核心网的最大跳数的能耗,就说明缓存它是值得的,因为可以节省到核心网的能耗。反之则不值得进行缓存。即判定公式是:
κsc<τ*ΔHc*sc*pc
这与内容的传输能耗、流行度、大小有关。化简后,即:
k<pc*τ*ΔHc
所以更流行的内容,获得缓存的可能就越大。
核心网,也叫移动通信核心网,是网络中的核心部分,由网络服务提供商运营,包含大量网络设备和连接。源服务器是内容提供者部署的服务器,用于存储和分发内容。核心网为内容的传输提供基础设施,源服务器存储内容并向用户提供服务。核心网主要包含运营商控制的网络设备,源服务器由内容提供者控制。核心网关注网络数据的传输,源服务器关注存储和分发特定内容。数据包从用户经核心网传输到源服务器,获取内容后再经核心网返回用户。
进一步地,所述比较当前返回数据包与基站已有数据包的能效评分,具体包括:
对于节点i,定义内容c的能效评分EESi,c为:
pc表示内容c对应的流行度,流行度等于当前内容被请求的次数与所有内容被请求次数相除,所得到的商值;
传输能耗计算公式为:
其中,hc表示从核心网传输到路由器节点i所经过的跳数,每一跳增加1;ΔHc-hc表示内容c到信息中心网络的路由器节点i的跳数。
能效评分(Energy Efficiency Score,EES),考虑的因素包括内容的受欢迎程度、内容大小、跳数和缓存节点相关的能量指标。
如果一个内容的受欢迎程度高,同时缓存和获取它所需的能量低,那么它的评分就会较高,应该被优先缓存。
经过能耗判定,节点可以判定是缓存还是转发,如果是值得缓存的数据包,节点会先判断其缓存是否已满。如果没满,直接缓存;如果满了,会与缓存中最低能效评分的内容进行比较,如果新内容的能效评分比缓存中的最低能效评分还高,那么就缓存新内容来替换能效评分最低的内容。完整的缓存流程如图3所示。
ICN通信过程,如图1所示,流程为:
(1)当一个用户(或者说,一个网络节点)需要某个数据时,它会创建一个兴趣包,并将数据的名称放入兴趣包中。
(2)然后,这个兴趣包会被发送到网络中。每个接收到兴趣包的节点都会检查它的内容存储,看是否有与兴趣包名称匹配的数据包。
(3)如果节点有匹配的数据包,那么它就会将数据包返回给请求者。否则,节点会在其待处理兴趣表(PIT)中创建一个条目(包含接口信息),并将兴趣包继续向上游发送。
(4)当数据包最终找到并返回时,每个中间节点都会使用其PIT中的信息,将数据包向下游路由,最终将数据包传递给请求者。同时,这些节点也会将数据包存储在其内容存储(CS)中,以便满足未来的相同请求。
(5)在整个过程中,转发信息基表(FIB)被用来指导兴趣包在网络中的路由。
本发明实施例一能够优化流行内容的预取和缓存:在基于用户请求的网络服务环境中,流行内容的有效预取和缓存对于快速满足用户请求以及优化整个网络的性能至关重要。
本发明实施例一能够处理非流行内容的缓存:对于非流行的内容,即使它们的请求频率较低,也需要有效的缓存策略以满足用户请求。
本发明实施例一能够考虑到能源和存储资源的优化:在处理流行和非流行内容的缓存时,需要考虑到能源和存储资源的利用效率。这可能包括考虑内容的大小,到核心网络的距离(跳数)以及能源消耗等因素。
在基于ICN的边缘环境中,用户通过基站连接到ICN路由器,进一步连接到核心网络和源服务器。在此架构中,边缘节点(如基站)以及从边缘节点到核心网络的路由器都内置了网络内缓存功能,ICN边缘网络架构如图2所示。
在此场景中,每个用户通过基站发送请求兴趣包,而基站则负责统计各个内容的请求次数,从而计算出各个内容的流行度。基站的存储空间用于存储预取的流行内容。内容集合表示为C,其中每个内容c对应有一个流行度pc,该流行度由请求次数决定。目标是将最流行的内容预取到基站的存储空间中,以便在用户发出请求时,能够快速地满足用户的需求。
实施例二
本实施例提供了基于信息中心网络的能效感知边缘缓存系统;
基于信息中心网络的能效感知边缘缓存系统,包括:消费者客户端,所述消费者客户端与基站通信,所述基站通过信息中心网络与源服务器进行通信;所述信息中心网络,包括:若干个路由器节点,相邻的路由器节点相互通信;
消费者客户端创建兴趣包,并将兴趣包转发给基站;
基站从自身的存储空间中查找是否有数据包与兴趣包名称一致,如果有,就直接将数据包返给消费者客户端,如果没有,则基站在待处理兴趣表中新增一个条目;
基站判断兴趣包内容是否是流行内容,如果是,则为兴趣包添加POP字段,并将添加字段的兴趣包,通过信息中心网络的路由器节点转发给核心网,核心网再转发给源服务器;
源服务器将兴趣包对应的数据包,通过信息中心网络的路由器节点传输给核心网,核心网再将数据包返回给基站;基站判断当前返回数据包的名称,与待处理兴趣表中条目是否一致,如果不一致,则丢弃当前返回的数据包;
如果一致,则基站判断当前返回数据包是否有POP字段标识,如果有POP字段标识,则将当前返回数据包转发给消费者客户端。
进一步地,所述系统,还包括:
如果没有POP字段标识,则基站判断当前返回数据包是否值得缓存,如果值得缓存,则基站判断自身存储空间是否已经满额,如果没有满额,则直接将数据包缓存,如果已经满额,则比较当前返回数据包与基站已有数据包的能效评分,将能效评分低于设定阈值的已有数据包删除,将当前返回数据包进行缓存。
进一步地,所述基站判断兴趣包内容是否是流行内容,具体包括:
当内容的流行度高于设定阈值,则表示内容是流行内容,否则表示内容是不流行内容;
内容流行度计算公式为:
其中,Pc(i)表示在第i个时钟周期内,内容c的流行度,α是一个介于0和1之间的衰减因子,α表示当前周期之前该内容的流行度在计算当前周期流行度时的占比,N(i)表示在第i个时钟周期内,内容c被请求的总次数,在开始统计时,n(0)设为1。
进一步地,所述基站判断当前返回数据包是否值得缓存,具体包括:
如果当前返回数据包的缓存能耗小于传输能耗:κ<pc*τ*ΔHc
则认为当前返回数据包是值得被缓存的,否则,认为当前返回数据包是不值得被缓存的;
其中,κ是缓存系数,pc表示内容c对应的流行度,流行度等于当前内容被请求的次数与所有内容被请求次数相除得到的商值;τ是传输系数,ΔHc表示当前返回数据包从源服务器到基站所需要的最大跳数。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,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 (10)

1.基于信息中心网络的能效感知边缘缓存方法,其特征是,包括:
消费者客户端创建兴趣包,并将兴趣包转发给基站;
基站从自身的存储空间中查找是否有数据包与兴趣包名称一致,如果有,就直接将数据包返给消费者客户端,如果没有,则基站在待处理兴趣表中新增一个条目;
基站判断兴趣包内容是否是流行内容,如果是,则为兴趣包添加POP字段,并将添加字段的兴趣包,通过信息中心网络的路由器节点转发给核心网,核心网再转发给源服务器;
源服务器将兴趣包对应的数据包,通过信息中心网络的路由器节点传输给核心网,核心网再传输给基站;基站判断当前返回数据包的名称,与待处理兴趣表中条目是否一致,如果不一致,则丢弃当前返回的数据包;
如果一致,则基站判断当前返回数据包是否有POP字段标识,如果有POP字段标识,则将当前返回数据包转发给消费者客户端。
2.如权利要求1所述的基于信息中心网络的能效感知边缘缓存方法,其特征是,所述方法,还包括:
如果没有POP字段标识,则基站判断当前返回数据包是否值得缓存,如果值得缓存,则基站判断自身存储空间是否已经满额,如果没有满额,则直接将数据包缓存,如果已经满额,则比较当前返回数据包与基站已有数据包的能效评分,将能效评分低于设定阈值的已有数据包删除,将当前返回数据包进行缓存。
3.如权利要求1所述的基于信息中心网络的能效感知边缘缓存方法,其特征是,所述兴趣包,是指请求获取指定数据内容的数据包,所述兴趣包具有唯一的名称。
4.如权利要求1所述的基于信息中心网络的能效感知边缘缓存方法,其特征是,所述基站判断兴趣包内容是否是流行内容,具体包括:
当内容的流行度高于设定阈值,则表示内容是流行内容,否则表示内容是不流行内容;
内容流行度计算公式为:
Pc(i)=α×Pc(i-1)+(1-α)×N(i) (1)
其中,Pc(i)表示在第i个时钟周期内,内容c的流行度,α是一个介于0和1之间的衰减因子,α表示当前周期之前该内容的流行度在计算当前周期流行度时的占比,N(i)表示在第i个时钟周期内,内容c被请求的总次数,在开始统计时,n(0)设为1。
5.如权利要求2所述的基于信息中心网络的能效感知边缘缓存方法,其特征是,所述基站判断当前返回数据包是否值得缓存,具体包括:
如果当前返回数据包的缓存能耗小于传输能耗:κ<pc*τ*ΔHc
则认为当前返回数据包是值得被缓存的,否则,认为当前返回数据包是不值得被缓存的;
其中,κ是缓存系数,pc表示内容c对应的流行度,流行度等于当前内容被请求的次数与所有内容被请求次数相除得到的商值;τ是传输系数,ΔHc表示当前返回数据包从源服务器到基站所需要的最大跳数。
6.如权利要求2所述的基于信息中心网络的能效感知边缘缓存方法,其特征是,所述比较当前返回数据包与基站已有数据包的能效评分,具体包括:
对于节点i,定义内容c的能效评分EESi,c为:
pc表示内容c对应的流行度,流行度等于当前内容被请求的次数与所有内容被请求次数相除,所得到的商值;
传输能耗计算公式为:
其中,hc表示从核心网传输到路由器节点i所经过的跳数,每一跳增加1;ΔHc-hc表示内容c到信息中心网络的路由器节点i的跳数。
7.基于信息中心网络的能效感知边缘缓存系统,其特征是,包括:消费者客户端,所述消费者客户端与基站通信,所述基站通过信息中心网络与源服务器进行通信;所述信息中心网络,包括:若干个路由器节点,相邻的路由器节点相互通信;
消费者客户端创建兴趣包,并将兴趣包转发给基站;
基站从自身的存储空间中查找是否有数据包与兴趣包名称一致,如果有,就直接将数据包返给消费者客户端,如果没有,则基站在待处理兴趣表中新增一个条目;
基站判断兴趣包内容是否是流行内容,如果是,则为兴趣包添加POP字段,并将添加字段的兴趣包,通过信息中心网络的路由器节点转发给核心网,核心网再转发给源服务器;
源服务器将兴趣包对应的数据包,通过信息中心网络的路由器节点传输给核心网,核心网再将数据包返回给基站;基站判断当前返回数据包的名称,与待处理兴趣表中条目是否一致,如果不一致,则丢弃当前返回的数据包;
如果一致,则基站判断当前返回数据包是否有POP字段标识,如果有POP字段标识,则将当前返回数据包转发给消费者客户端。
8.如权利要求7所述的基于信息中心网络的能效感知边缘缓存系统,其特征是,所述系统,还包括:
如果没有POP字段标识,则基站判断当前返回数据包是否值得缓存,如果值得缓存,则基站判断自身存储空间是否已经满额,如果没有满额,则直接将数据包缓存,如果已经满额,则比较当前返回数据包与基站已有数据包的能效评分,将能效评分低于设定阈值的已有数据包删除,将当前返回数据包进行缓存。
9.如权利要求7所述的基于信息中心网络的能效感知边缘缓存系统,其特征是,所述基站判断兴趣包内容是否是流行内容,具体包括:
当内容的流行度高于设定阈值,则表示内容是流行内容,否则表示内容是不流行内容;
内容流行度计算公式为:
Pc(i)=α×Pc(i-1)+(1-α)×N(i) (1)
其中,Pc(i)表示在第i个时钟周期内,内容c的流行度,α是一个介于0和1之间的衰减因子,α表示当前周期之前该内容的流行度在计算当前周期流行度时的占比,N(i)表示在第i个时钟周期内,内容c被请求的总次数,在开始统计时,n(0)设为1。
10.如权利要求8所述的基于信息中心网络的能效感知边缘缓存系统,其特征是,所述基站判断当前返回数据包是否值得缓存,具体包括:
如果当前返回数据包的缓存能耗小于传输能耗:κ<pc*τ*ΔHc
则认为当前返回数据包是值得被缓存的,否则,认为当前返回数据包是不值得被缓存的;其中,κ是缓存系数,pc表示内容c对应的流行度,流行度等于当前内容被请求的次数与所有内容被请求次数相除得到的商值;τ是传输系数,ΔHc表示当前返回数据包从源服务器到基站所需要的最大跳数。
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