边缘缓存方法、装置、电子设备及可读存储介质与流程

1.本发明涉及网络边缘缓存技术领域，尤其涉及一种边缘缓存方法、装置、电子设备及可读存储介质。


背景技术：

2.移动互联网在无线通信发展的不断推动下，已经逐渐发展成为人们生活中不可或缺的一部分，伴随着移动终端设备的快速更新以及全球范围的社交网络密切联系，人们在体验到了更优质服务的同时也对未来网络有了更多的期待和要求，移动数据流量增长迅猛。为了减轻骨干网的通信负担，减少对延迟敏感的业务的响应时间，移动边缘缓存方案被提出。目前，移动边缘缓存技术主要分为固定节点缓存方案和移动节点缓存方案，这两种方案虽然均可以减少通信延迟，但仍有各自的缺点。如，采用基站这类固定缓存节点的部署成本较高，受限于固定缓存节点的位置，固定缓存节点的服务范围和灵活性均有限；如车辆这类移动缓存节点虽然具有较高灵活性，但其存储容量有限，缓存的数据量较少。
3.基于此，当前的移动边缘缓存技术还需要提供更快速或者更可靠的方案。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种边缘缓存方法、装置、电子设备及可读存储介质，能有效解决上述问题。
5.第一方面，本发明实施例提供一种边缘缓存方法，包括：
6.获得待缓存数据，并确定所述待缓存数据的数据总量和净收益相关参数；
7.根据所述数据总量和所述净收益相关参数，确定固定缓存节点缓存所述待缓存数据的第一净收益，以及移动缓存节点缓存所述待缓存数据的第二净收益；
8.根据所述数据总量、所述第一净收益、所述第二净收益以及预设时延阈值，确定与所述待缓存数据对应的最优缓存策略；其中，所述最优缓存策略包括所述固定缓存节点的数量和所述移动缓存节点的数量，以及所述固定缓存节点缓存所述待缓存数据的第一数据量和所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据的第二数据量；
9.根据所述最优缓存策略，将所述数据总量的所述待缓存数据分别缓存至相应的所述固定缓存节点和所述移动缓存节点中。
10.第二方面，本发明实施例还提供一种边缘缓存装置，包括：
11.待缓存数据确定模块，用于获得待缓存数据，并确定所述待缓存数据的数据总量和净收益相关参数；
12.净收益确定模块，用于根据所述数据总量和所述净收益相关参数，确定固定缓存节点缓存所述待缓存数据的第一净收益，以及移动缓存节点缓存所述待缓存数据的第二净收益；
13.缓存策略确定模块，用于根据所述数据总量、所述第一净收益、所述第二净收益以及预设时延阈值，确定与所述待缓存数据对应的最优缓存策略；其中，所述最优缓存策略包
括所述固定缓存节点的数量和所述移动缓存节点的数量，以及所述固定缓存节点缓存所述待缓存数据的第一数据量和所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据的第二数据量；
14.缓存执行模块，用于根据所述最优缓存策略，将所述数据总量的所述待缓存数据分别缓存至相应的所述固定缓存节点和所述移动缓存节点中。
15.第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括：
16.处理器；以及
17.被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行以下操作：
18.获得待缓存数据，并确定所述待缓存数据的数据总量和净收益相关参数；
19.根据所述数据总量和所述净收益相关参数，确定固定缓存节点缓存所述待缓存数据的第一净收益，以及移动缓存节点缓存所述待缓存数据的第二净收益；
20.根据所述数据总量、所述第一净收益、所述第二净收益以及预设时延阈值，确定与所述待缓存数据对应的最优缓存策略；其中，所述最优缓存策略包括所述固定缓存节点的数量和所述移动缓存节点的数量，以及所述固定缓存节点缓存所述待缓存数据的第一数据量和所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据的第二数据量；
21.根据所述缓存策略，将所述数据总量的所述待缓存数据分别缓存至相应的所述固定缓存节点和所述移动缓存节点中。
22.第四方面，本发明实施例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一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行以下操作：
23.获得待缓存数据，并确定所述待缓存数据的数据总量和净收益相关参数；
24.根据所述数据总量和所述净收益相关参数，确定固定缓存节点缓存所述待缓存数据的第一净收益，以及移动缓存节点缓存所述待缓存数据的第二净收益；
25.根据所述数据总量、所述第一净收益、所述第二净收益以及预设时延阈值，确定与所述待缓存数据对应的最优缓存策略；其中，所述最优缓存策略包括所述固定缓存节点的数量和所述移动缓存节点的数量，以及所述固定缓存节点缓存所述待缓存数据的第一数据量和所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据的第二数据量；
26.根据所述缓存策略，将所述数据总量的所述待缓存数据分别缓存至相应的所述固定缓存节点和所述移动缓存节点中。
27.本发明实施例采用下述技术方案：
28.本发明实施例同时结合固定缓存节点和移动缓存节点进行缓存，在缓存策略制定的过程中，不仅考虑了待缓存数据的缓存成本，还充分考虑了固定缓存节点和移动缓存节点各自缓存待缓存数据所获得的净收益，并依据该待缓存数据的数据总量、固定缓存节点缓存该待缓存数据的第一净收益，以及移动缓存节点缓存该待缓存数据的第二净收益，构建了与待缓存数据对应的最优缓存策略，最终依据该最优缓存策略，将待缓存数据分配至固定缓存节点和移动缓存节点进行存储。通过本发明实施例，不仅可以在减少通信延迟的同时，灵活地适应用户需求变化，保障有足够的固定缓存节点缓存空间和移动缓存节点缓存空间供待缓存数据存储，还能从整体上将缓存待缓存数据这个缓存任务的成本降低。
附图说明
29.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，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。在附图中：
30.图1为本发明实施例一种边缘缓存方法的步骤流程图；
31.图2为本发明实施例一种边缘缓存装置的功能模块图；
32.图3为本发明的一个实施例电子设备的结构示意图。
具体实施方式
33.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。
34.以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
35.针对当前的移动边缘缓存技术还需要提供更快速或者更可靠的方案这一需求，本发明实施例提供了一种边缘缓存方法、装置、电子设备及可读存储介质。该边缘缓存方法、装置、电子设备及可读存储介质可以同时结合固定缓存节点和移动缓存节点进行缓存。在缓存策略制定的过程中，本发明实施例不仅考虑了待缓存数据的缓存成本，还充分考虑了固定缓存节点和移动缓存节点各自缓存待缓存数据所获得的净收益，并依据该待缓存数据的数据总量、固定缓存节点缓存该待缓存数据的第一净收益，以及移动缓存节点缓存该待缓存数据的第二净收益，构建了与待缓存数据对应的最优缓存策略，最终依据该最优缓存策略，将待缓存数据分配至固定缓存节点和移动缓存节点进行存储。通过本发明实施例，不仅可以在减少通信延迟的同时，灵活地适应用户需求变化，保障有足够的固定缓存节点缓存空间和移动缓存节点缓存空间供待缓存数据存储，还能从整体上将缓存待缓存数据这个缓存任务的成本降低。
36.参考图1，示出了本发明实施例一种边缘缓存方法的步骤流程图，该方法可以包括以下步骤：
37.步骤s102,获得待缓存数据，并确定所述待缓存数据的数据总量和净收益相关参数。
38.其中，待缓存数据可以理解为待缓存至固定缓存节点或者移动缓存节点的数据。关于待缓存数据的具体内容，本发明实施例不做限定。固定缓存节点可以是如宏基站、小基站等固定缓存设备；移动缓存节点可以是如支持缓存的车辆或移动终端等移动缓存设备。
39.在确定待缓存数据之后，则需要将待缓存数据进行缓存。其中，待缓存数据的选择和放置，比如哪些数据缓存在固定缓存节点，哪些数据缓存在移动缓存节点，或者用几个固定缓存节点缓存该待缓存数据，用几个移动缓存节点缓存该待缓存数据，都是本发明实施例旨在实现的目的。
40.在本发明实施例中，为了在减少通信延迟的同时，可以保证存储容量、降低缓存成本，考虑同时结合固定缓存节点与移动缓存节点进行缓存。具体地，在待缓存数据缓存的过程中引入博弈和激励，固定缓存节点和移动缓存节点作为博弈的竞争者，根据自身资源状况和网络环境，计算各自缓存该待缓存数据获得的净收益，然后根据固定缓存节点与移动
缓存节点的收益情况选择与待缓存数据对应的最优缓存策略。
41.为实现上述最优缓存策略的制定，本发明实施例考虑了待缓存数据的净收益相关参数和其数据总量。
42.其中，待缓存数据的净收益相关参数可以是与待缓存数据自身特性相关的数据，如待缓存数据的流行程度、待缓存数据的生命周期；也可以是与固定缓存节点和移动缓存节点有关联的数据，如：固定缓存节点缓存该待缓存数据需付出的第一缓存成本，移动缓存节点缓存该待缓存数据需付出的第二缓存成本，固定缓存节点缓存该待缓存数据的每比特数据的第一缓存单价以及移动缓存节点缓存所述待缓存数据的每比特数据的第二缓存单价等。
43.在本发明实施例中，待缓存数据的流行程度，可以理解为待缓存数据受用户欢迎的程度，可以用于表征待缓存数据在缓存之后可能被请求访问的次数的多少。待缓存数据的生命周期可以表征待缓存数据的存活时间，不同类型的待缓存数据的生命周期不同，生命周期主要分类为长期、中期和短期。若待缓存数据的生命周期为长期，则表征待缓存数据的存活时间长，一般数据量少，此时待缓存数据一般为数据字典等；若待缓存数据的生命周期为中期，则表征待缓存数据的存活时间一般，可以存放大量数据，此时待缓存数据一般为业务对象等；若待缓存数据的生命周期为短期，则表征待缓存数据的存活时间短，可以存放大量限时数据，即此时待缓存数据一般为节点监控信息等限时数据。
44.实际中，考虑到无论是固定缓存节点或者移动缓存节点，在没有激励的情况下，可能均期望存储更优质的数据，比如流行程度高的，或者生命周期长的，而对于一些流行程度较低，或者生命周期较短的，则可能会拒绝缓存。换而言之，也即可能不会无条件地缓存所有待缓存数据，这样一来，可能会导致部分待缓存数据不能被缓存，导致缓存数据比较单一，缺乏多样性。为了解决该技术问题，本发明实施例中引入缓存单价的概念，如固定缓存节点缓存该待缓存数据的每比特数据的第一缓存单价和移动缓存节点缓存该待缓存数据的每比特数据的第二缓存单价。也即固定缓存节点或者移动缓存节点每缓存一比特数据，即可以得到一些相应地报酬，这样，即可以提高固定缓存节点或者移动缓存节点缓存数据的积极性。
45.在本发明实施例中，关于如何确定第一缓存单价以及第二缓存单价的相关解释详见后文。
46.步骤s104,根据所述数据总量和所述净收益相关参数，确定固定缓存节点缓存所述待缓存数据的第一净收益，以及移动缓存节点缓存所述待缓存数据的第二净收益。
47.净收益一般由收入与成本的差值决定，在本发明一实施例中，净收益相关参数包括所述固定缓存节点缓存所述待缓存数据的每比特数据的第一缓存单价和所述固定缓存节点缓存所述待缓存数据需付出的第一缓存成本，以及移动缓存节点缓存所述待缓存数据的每比特数据的第二缓存单价和所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据需付出的第二缓存成本。
48.基于此，步骤s104中的确定固定缓存节点缓存所述待缓存数据的第一净收益，可以通过以下步骤实现：
49.子步骤1-1，根据所述数据总量和所述固定缓存节点缓存所述待缓存数据的每比特数据的第一缓存单价，计算得到所述固定缓存节点缓存所述待缓存数据获得的第一缓存
收入；
50.子步骤1-2，依据所述第一缓存收入与所述第一缓存成本的差值，计算得到所述第一净收益。
51.在子步骤1-1～子步骤1-2中，本发明实施例通过将第一缓存单价与待缓存数据的数据总量相乘，即可计算得到固定缓存节点缓存所述待缓存数据获得的第一缓存收入，接着再将第一缓存收入减去第一缓存成本，可以得到固定缓存节点缓存该待缓存数据可以获得的第一净收益。
52.同理，步骤s104中的确定移动缓存节点缓存所述待缓存数据的第二净收益，可以通过以下步骤实现：
53.子步骤2-1，根据所述数据总量和所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据的每比特数据的第二缓存单价，计算得到所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据获得的第二缓存收入；
54.子步骤2-2，依据所述第二缓存收入与所述第二缓存成本的差值，计算得到所述第二净收益。
55.具体而言，在子步骤2-1～子步骤2-2中，本发明实施例通过将第二缓存单价与待缓存数据的数据总量相乘，即可计算得到移动缓存节点缓存所述待缓存数据获得的第二缓存收入，接着再将第二缓存收入减去第二缓存成本，可以得到移动缓存节点缓存该待缓存数据可以获得的第二净收益。
56.步骤s106,根据所述数据总量、所述第一净收益、所述第二净收益以及预设时延阈值，确定与所述待缓存数据对应的最优缓存策略；其中，所述最优缓存策略包括所述固定缓存节点的数量和所述移动缓存节点的数量，以及所述固定缓存节点缓存所述待缓存数据的第一数据量和所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据的第二数据量。
57.其中，预设时延阈值可以依据将待缓存数据传输到所述固定缓存节点的传输时延、固定缓存节点将待缓存数据进行缓存的缓存时延以及固定缓存节点的数量进行确定。在考虑该传输时延、缓存时延以及用于缓存该待缓存数据的固定缓存节点的数量的情况下，传输时延与缓存时延之和与固定缓存节点的数量的乘积应小于该预设时延，如此才能保障待缓存数据在固定缓存节点中缓存的完整性。
58.在本发明一实施例中，在确定待缓存数据的数据总量、固定缓存节点缓存该待缓存数据能获得的第一净收益以及移动缓存节点缓存该待缓存数据能够获得的第二净收益后，可以建立如公式(1)的模型：
[0059][0060][0061][0062]
在公式(1)中，x表示固定缓存节点的数量，y表示移动缓存节点的数量，total
data
表示待缓存数据的数据总量，t表示预设时延阈值；ui(τi)表示第一净收益，um表示第二净收益，n表示固定缓存节点缓存的待缓存数据的第一数据量，h表示移动缓存节点缓存的待
缓存数据的第二数据量。
[0063]
接着，可以依据公式(1)的模型，确定与待缓存数据对应的最优缓存策略，即确定用于缓存待缓存数据的固定缓存节点的数量x和移动缓存节点的数量y，以及固定缓存节点缓存该待缓存数据的第一数据量n和移动缓存节点缓存该待缓存数据的第二数据量h。
[0064]
步骤s108,根据所述最优缓存策略，将所述数据总量的所述待缓存数据分别缓存至相应的所述固定缓存节点和所述移动缓存节点中。
[0065]
在本发明实施例中，通过执行步骤s108，可以将该数据总量的待缓存数据分别缓存至依据上述最优缓存策略所确定的固定缓存节点和移动缓存节点中。其中，用于缓存待缓存数据的固定缓存节点的数量x可以为一个或多个，用于缓存待缓存数据的移动缓存节点的数量y可以为一个或多个。每个固定缓存节点缓存该待缓存数据的第一数据量n可以相同，也可以不同，这与固定缓存节点自身的剩余可用存储量、第一缓存成本等相关；同理，每个移动缓存节点缓存该待缓存数据的第二数据量h可以相同，也可以不同，这与移动缓存节点自身的剩余可用存储量、第二缓存成本等相关。
[0066]
本发明实施例在一方面通过采用移动缓存节点代替部分如基站等固定缓存节点，从而使得固定缓存节点的数量减少，可以有效降低固定缓存节点的部署成本；在另一方面，充分考虑了固定缓存节点具有如较大的存储容量的优势，同时结合固定缓存节点和移动缓存节点来缓存待缓存数据，如此既可以灵活的适应用户需求变化，也可以提高缓存容量。除此之外，本发明实施例在将待缓存数据进行缓存时，除了考虑固定缓存节点和移动缓存节点的存储容量，以及服务范围之外，还充分考虑了固定缓存节点和移动缓存节点各自缓存待缓存数据所获得的收益，保障有足够的固定缓存节点缓存空间和移动缓存节点缓存空间供待缓存数据存储，从整体上将缓存待缓存数据这个缓存任务的成本降低。
[0067]
在本说明书一个或多个实施例中，对净收益相关参数中的第一缓存单价和第一缓存成本的确定方式进行说明。
[0068]
在本发明实施例中，如前述内容所示，净收益相关参数可以包括所述待缓存数据的流行程度和生命周期；基于该流行程度和生命周期以及固定缓存节点本身的特性，净收益相关参数中的第一缓存单价可以通过以下步骤进行确定：
[0069]
步骤3-1，获得所述固定缓存节点参与缓存的缓存速率和缓存时延，以及将所述待缓存数据传输到所述固定缓存节点的传输速率和传输时延；
[0070]
其中，固定缓存节点参与缓存的缓存速率可以指固定缓存节点在单位时间内缓存的数据量，缓存速率越快，表示固定缓存节点在单位时间内缓存的数据量越多，如此得到的收入也更多。将待缓存数据传输到固定缓存节点的传输速率可以指在单位时间内将待缓存数据传输到固定缓存节点的数据量，传输速率越快，表示单位时间内将待缓存数据传输到固定缓存节点的数据量越多，如此得到的收入也更多。
[0071]
时延是指一个报文或分组从网络的一端传送到另一端所耗费的时间。缓存时延，即指固定缓存节点缓存数据所需花费的时间，可理解为固定缓存节点收到待缓存数据后将其存入自身存储空间完毕所需要的时间。传输时延是指一个站点从开始发送数据帧到数据帧发送完毕所需要的全部时间，即在本发明实施例中可以指将待缓存数据传输到固定缓存节点完毕的所需要的时间。
[0072]
在本发明实施例中，可以根据如下公式(2)计算将待缓存数据传输到固定缓存节
点的传输速率：
[0073][0074]
在公式(2)中，ri为将待缓存数据传输到固定缓存节点的传输速率，b1为将待缓存数据传输到固定缓存节点的传输信道带宽，pi为传输功率，α1为路径损耗因子，di为待缓存数据与固定缓存节点i之间的距离，n1为传输过程中的噪声。
[0075]
步骤3-2，根据所述流行程度、所述生命周期、所述缓存速率、所述传输速率以及所述缓存时延与所述传输时延，计算得到所述固定缓存节点缓存所述待缓存数据的每比特数据的第一缓存单价。
[0076]
在本发明实施例中，在确定待缓存数据的流行程度、生命周期，以及上述缓存速率、传输速率、所述缓存时延和传输时延后，可以按照以下公式计算固定缓存节点缓存待缓存数据的每比特数据的第一缓存单价：
[0077][0078]
在公式(3)中，w1表示第一缓存单价，q表示待缓存数据的流行程度的量化值，l表示待缓存数据的生命周期的量化值，t1表示传输时延和缓存时延之和；ri为将待缓存数据传输到固定缓存节点的传输速率；
[0079]
其中，缓存速率可以表示为以下公式：
[0080][0081]
在公式(4)中，ci表示固定缓存节点i参与缓存的缓存速率；τi表示固定缓存节点i净收益与缓存速率ci的百分比，固定缓存节点i的cpu频率为fi，处理每比特数据需要的cpu周期数为ηi。
[0082]
由于固定缓存节点i参与缓存的缓存速率可通过对固定缓存节点的系统参数获取得到，为已知量，因此，可表示为
[0083]
实际中，考虑到待缓存数据的流行程度和生命周期等信息会对固定缓存节点后续被请求访问的次数造成影响。具体地，待缓存数据越流行，生命周期越长，后续被用户请求访问的次数会越多，而被请求访问的次数越多，也即意味着固定缓存节点缓存的数据在生命周期内能服务的请求越多，从而可以避免缓存数据资源浪费的情况，提高缓存数据资源的利用率(对固定缓存节点的积极影响比较大)。在此情况下，大部分固定缓存节点更愿意缓存流行、生命周期长的待缓存数据。基于此，本发明实施例为了避免流行程度较低或者生命周期较短的数据没有固定缓存节点愿意存储，导致缓存数据缺乏多样性的情况发生，在确定第一缓存单价时，综合考虑了待缓存数据的流行程度和生命周期等因素。如流行程度高、生命周期长的待缓存数据的第一缓存单价可设置的较低，而流行程度较低、生命周期较短的待缓存数据的第一缓存单价可以设置的较高，既能提高缓存数据资源的利用率，又能
避免固定缓存节点更愿意缓存流行、生命周期长的待缓存数据的情况发生。
[0084]
在本发明实施例中，基于公式(3)所得到的第一缓存单价，每个固定缓存节点缓存待缓存数据获得的第一缓存收入可以通过以下方式进行计算：
[0085][0086]
在公式(5)中，fi(τi)表示固定缓存节点缓存待缓存数据获得的第一缓存收入，n表示固定缓存节点i缓存的待缓存数据的第一数据量，n≤各固定缓存节点中剩余可用存储的最小值，各固定缓存节点中剩余可用存储的最小值可通过获取当前可选择的多个固定缓存节点的剩余可用存储量来确定。
[0087]
在本发明实施例中，如前述内容所示，净收益相关参数可以包括待缓存数据的生命周期。基于该生命周期以及固定缓存节点本身的特性，净收益相关参数中的第一缓存成本可以通过以下步骤进行确定：
[0088]
步骤4-1，获得所述固定缓存节点的部署成本、所述固定缓存节点的cpu频率，处理每比特数据需要的cpu周期数以及所述固定缓存节点参与缓存的缓存速率；
[0089]
其中，固定缓存节点的部署成本可以包括固定缓存节点的建设成本、人工成本、运行维护成本、电量成本等。固定缓存节点的部署成本可通过对上述成本计算得到。
[0090]
固定缓存节点的cpu频率以及处理每比特数据需要的cpu周期数可以通过读取固定缓存节点的系统参数得到。
[0091]
固定缓存节点参与缓存的缓存速率可参考步骤s201部分的解释内容，在此不多赘述。
[0092]
步骤4-2，根据所述cpu频率、所述处理每比特数据需要的cpu周期数、所述缓存速率以及预设的能量消耗系数，确定所述固定缓存节点将所述待缓存数据进行缓存时所消耗的能量成本；
[0093]
其中，固定缓存节点将所述待缓存数据进行缓存时所消耗的能量可以包括固定缓存节点缓存数据时占用的信道带宽、传输过程中由于噪声干扰等因素引起的传输功率损耗等。
[0094]
在本发明实施例中，可以通过以下公式确定固定缓存节点将所述待缓存数据进行缓存时所消耗的能量：
[0095]
θi＝kτiꢀꢀꢀ
(6)；
[0096]
在公式(6)中，τi可以根据所述cpu频率、所述处理每比特数据需要的cpu周期数、所述缓存速率，通过公式(4)计算得到；k表示预设的能量消耗系数。
[0097]
在通过上述公式(6)计算得到固定缓存节点将所述待缓存数据进行缓存时所消耗的能量后，可以基于预设的能量单价，确定固定缓存节点将待缓存数据进行缓存时所消耗的能量成本。
[0098]
步骤4-3，根据所述生命周期、预先确定的所述固定缓存节点单位时间内占用每缓存空间的成本、所述数据总量以及预设的损失系数，确定所述待缓存数据缓存于所述固定缓存节点的所述生命周期中对所述固定缓存节点造成的损失成本；
[0099]
其中，待缓存数据缓存于固定缓存节点的生命周期中对固定缓存节点造成的损失
可以理解为固定缓存节点缓存数据时消耗的存储空间、以及存储空间被占用的时长等。
[0100]
在本发明实施例中，可以通过以下公式确定待缓存数据缓存于固定缓存节点的生命周期中对固定缓存节点造成的损失成本：
[0101]
δ＝lβ*resource
占用
ꢀꢀꢀ
(7)；
[0102]
在公式(7)中，l表示待缓存数据的生命周期的量化值，β为预设的损失系数，resource
占用
表示固定缓存节点单位时间内占用每缓存空间的成本。
[0103]
在本发明实施例中，固定缓存节点单位时间内占用每缓存空间的成本可以基于固定缓存节点的部署成本确定。具体而言，可以先基于固定缓存节点的部署成本除以待缓存数据的数据总量以及除以该生命周期与缓存时延之和，确定一个成本单价，然后在该成本单价之上，确定固定缓存节点单位时间内占用每缓存空间的成本。
[0104]
步骤4-4，根据所述损失成本、所述能量成本以及所述固定缓存节点的部署成本，计算得到所述固定缓存节点的第一缓存成本。
[0105]
接下来，基于上述步骤计算得到的损失成本、能量成本以及固定缓存节点的部署成本，可以采用如下公式计算得到固定缓存节点的第一缓存成本：
[0106]
gi(τi)＝θ’i
δ+price
部署
ꢀꢀꢀ
(8)；
[0107]
在公式(8)中，gi(τi)可表示固定缓存节点的第一缓存成本，θ’i
可表示固定缓存节点将所述待缓存数据进行缓存时所消耗的能量成本，δ可表示待缓存数据缓存于所述固定缓存节点的所述生命周期中对所述固定缓存节点造成的损失成本，price
部署
可表示固定缓存节点的部署成本。
[0108]
综上，结合公式(5)和公式(8)，本发明实施例可以计算得到固定缓存节点i的第一净收益ui(τi)为：
[0109][0110]
在本说明书一个或多个实施例中，对净收益相关参数中的第二缓存单价和第二缓存成本的确定方式进行说明。
[0111]
在本发明实施例中，如前述内容所示，净收益相关参数中的移动缓存节点缓存所述待缓存数据的每比特数据的第二缓存单价可以根据移动缓存节点缓存待缓存数据时消耗的能源的单价、移动缓存节点本身的维护费用等因素确定。
[0112]
每个移动缓存节点缓存所述待缓存数据获得的第二缓存收入可以通过以下公式确定：
[0113]fm
＝εh
ꢀꢀ
(10)；
[0114]
在公式(10)中，fm可表示移动缓存节点缓存待缓存数据获得的第二缓存收入，ε可表示移动缓存节点缓存该待缓存数据的每比特数据的第二缓存单价，h表示移动缓存节点缓存的待缓存数据的第二数据量，h≤各移动缓存节点中剩余可用存储的最小值，各移动缓存节点中剩余可用存储的最小值可通过获取当前可选择的多个移动缓存节点的剩余可用存储量来确定。
[0115]
所述净收益相关参数还包括移动缓存节点缓存待缓存数据需付出的第二缓存成本；在本发明实施例中，第二缓存成本可以通过以下步骤进行确定：
[0116]
步骤5-1，获得所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据时消耗的能源的单价，以及所述移动缓存节点在缓存过程中移动的距离；
[0117]
步骤5-2，根据预先获得的所述移动缓存节点缓存过程中的回归系数、所述移动缓存节点所在空间的空气密度、所述移动缓存节点受阻力的面积、缓存过程中受到的空气阻力、所述移动缓存节点在缓存过程中的行驶速度、缓存过程中的摩擦系数以及所述移动缓存节点的质量，确定所述移动缓存节点在缓存过程中受空气阻力和摩擦力的影响的影响因子；
[0118]
其中，移动缓存节点在缓存过程中受空气阻力和摩擦力的影响的影响因子可以通过以下步骤计算得到：
[0119][0120]
在公式(10)中，可表示移动缓存节点在缓存过程中受空气阻力和摩擦力的影响的影响因子，λ可表示移动缓存节点缓存过程的回归系数；ρ可表示空气密度；s可表示移动缓存节点受阻力的面积；ζ可表示缓存过程中的空气阻力；v可表示移动缓存节点在缓存过程中的行驶速度；ψ可表示缓存过程中的摩擦系数；q可表示移动缓存节点的质量。
[0121]
步骤5-3，根据所述影响因子、所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据时消耗的能源的单价以及所述移动缓存节点在缓存过程中移动的距离，计算得到所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据需付出的第二缓存成本。
[0122]
基于步骤5-2所计算得到的影响因子，第二缓存成本可以通过以下步骤计算得到：
[0123][0124]
在公式(12)中，可表示移动缓存节点在缓存过程中受空气阻力和摩擦力的影响的影响因子，μ可表示移动缓存节点缓存所述待缓存数据时消耗的能源的单价，d2移动缓存节点在缓存过程中移动的距离。
[0125]
综上，结合公式(10)和公式(12)，本发明实施例可以计算得到移动缓存节点的第二净收益um为：
[0126]
um＝f
m-gm＝εh-λ(ρsζv2/2+ψq)μd2ꢀꢀ
(13)。
[0127]
参考图2，示出了本发明实施例一种边缘缓存装置的功能模块图，该边缘缓存装置20可以包括：
[0128]
待缓存数据确定模块21，用于获得待缓存数据，并确定所述待缓存数据的数据总量和净收益相关参数；
[0129]
净收益确定模块22，用于根据所述数据总量和所述净收益相关参数，确定固定缓存节点缓存所述待缓存数据的第一净收益，以及移动缓存节点缓存所述待缓存数据的第二净收益；
[0130]
缓存策略确定模块23，用于根据所述数据总量、所述第一净收益、所述第二净收益以及预设时延阈值，确定与所述待缓存数据对应的最优缓存策略；其中，所述最优缓存策略包括所述固定缓存节点的数量和所述移动缓存节点的数量，以及所述固定缓存节点缓存所述待缓存数据的第一数据量和所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据的第二数据量；
[0131]
缓存执行模块24，用于根据所述最优缓存策略，将所述数据总量的所述待缓存数据分别缓存至相应的所述固定缓存节点和所述移动缓存节点中。
[0132]
在本发明一实施例中，所述净收益相关参数包括所述固定缓存节点缓存所述待缓存数据的每比特数据的第一缓存单价和所述固定缓存节点缓存所述待缓存数据需付出的第一缓存成本；
[0133]
所述净收益确定模块22，包括：
[0134]
第一缓存收入计算子模块，用于根据所述数据总量和所述固定缓存节点缓存所述待缓存数据的每比特数据的第一缓存单价，计算得到所述固定缓存节点缓存所述待缓存数据获得的第一缓存收入；
[0135]
第一净收益计算子模块，用于依据所述第一缓存收入与所述第一缓存成本的差值，计算得到所述第一净收益。
[0136]
在本发明一实施例中，所述净收益相关参数包括所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据的每比特数据的第二缓存单价和所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据需付出的第二缓存成本；
[0137]
净收益确定模块22，包括：
[0138]
第二缓存收入计算子模块，用于根据所述数据总量和所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据的每比特数据的第二缓存单价，计算得到所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据获得的第二缓存收入；
[0139]
第二净收益计算子模块，用于依据所述第二缓存收入与所述第二缓存成本的差值，计算得到所述第二净收益。
[0140]
在本发明一实施例中，所述净收益相关参数还包括所述待缓存数据的流行程度和生命周期；该边缘缓存装置20还包括：
[0141]
第一参数获取模块，用于获得所述固定缓存节点参与缓存的缓存速率和缓存时延，以及将所述待缓存数据传输到所述固定缓存节点的传输速率和传输时延；
[0142]
第一缓存单价计算模块，用于根据所述流行程度、所述生命周期、所述缓存速率、所述传输速率以及所述缓存时延与所述传输时延，计算得到所述固定缓存节点缓存所述待缓存数据的每比特数据的第一缓存单价。
[0143]
在本发明一实施例中，所述净收益相关参数还包括所述待缓存数据的生命周期；该边缘缓存装置20还包括：
[0144]
第二参数获取模块，用于获得所述固定缓存节点的部署成本、所述固定缓存节点的cpu频率，处理每比特数据需要的cpu周期数以及所述固定缓存节点参与缓存的缓存速率；
[0145]
能量成本计算模块，用于根据所述cpu频率、所述处理每比特数据需要的cpu周期数、所述缓存速率以及预设的能量消耗系数，确定所述固定缓存节点将所述待缓存数据进行缓存时所消耗的能量成本；
[0146]
损失成本计算模块，用于根据所述生命周期、预先确定的所述固定缓存节点单位时间内占用每缓存空间的成本、所述数据总量以及预设的损失系数，确定所述待缓存数据缓存于所述固定缓存节点的所述生命周期中对所述固定缓存节点造成的损失成本；
[0147]
第一缓存成本计算模块，用于根据所述损失成本、所述能量成本以及所述固定缓存节点的部署成本，计算得到所述固定缓存节点的第一缓存成本。
[0148]
在本发明一实施例中，该边缘缓存装置20还包括：
[0149]
第三参数获取模块，用于获得所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据时消耗的能源的单价，以及所述移动缓存节点在缓存过程中移动的距离；
[0150]
影响因子确定模块，用于根据预先获得的所述移动缓存节点缓存过程中的回归系数、所述移动缓存节点所在空间的空气密度、所述移动缓存节点受阻力的面积、缓存过程中受到的空气阻力、所述移动缓存节点在缓存过程中的行驶速度、缓存过程中的摩擦系数以及所述移动缓存节点的质量，确定所述移动缓存节点在缓存过程中受空气阻力和摩擦力的影响的影响因子；
[0151]
第二缓存成本计算模块，用于根据所述影响因子、所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据时消耗的能源的单价以及所述移动缓存节点在缓存过程中移动的距离，计算得到所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据需付出的第二缓存成本。
[0152]
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
[0153]
图3是本发明的一个实施例电子设备的结构示意图。请参考图3，在硬件层面，该电子设备包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(random-access memory，ram)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。
[0154]
处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是isa(industry standard architecture，工业标准体系结构)总线、pci(peripheral component interconnect，外设部件互连标准)总线或eisa(extended industry standard architecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图3中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0155]
存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。
[0156]
处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成边缘缓存装置。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行以下操作：
[0157]
获得待缓存数据，并确定所述待缓存数据的数据总量和净收益相关参数；
[0158]
根据所述数据总量和所述净收益相关参数，确定固定缓存节点缓存所述待缓存数据的第一净收益，以及移动缓存节点缓存所述待缓存数据的第二净收益；
[0159]
根据所述数据总量、所述第一净收益、所述第二净收益以及预设时延阈值，确定与所述待缓存数据对应的最优缓存策略；其中，所述最优缓存策略包括所述固定缓存节点的数量和所述移动缓存节点的数量，以及所述固定缓存节点缓存所述待缓存数据的第一数据量和所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据的第二数据量；
[0160]
根据所述最优缓存策略，将所述数据总量的所述待缓存数据分别缓存至相应的所述固定缓存节点和所述移动缓存节点中。
[0161]
上述如本发明图1所示实施例揭示的边缘缓存装置执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field －programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
[0162]
该电子设备还可执行图1的方法，并实现边缘缓存装置在图1、图2所示实施例的功能，本发明实施例在此不再赘述。
[0163]
当然，除了软件实现方式之外，本发明的电子设备并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
[0164]
本发明实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的便携式电子设备执行时，能够使该便携式电子设备执行图1所示实施例的方法，并具体用于执行以下操作：
[0165]
获得待缓存数据，并确定所述待缓存数据的数据总量和净收益相关参数；
[0166]
根据所述数据总量和所述净收益相关参数，确定固定缓存节点缓存所述待缓存数据的第一净收益，以及移动缓存节点缓存所述待缓存数据的第二净收益；
[0167]
根据所述数据总量、所述第一净收益、所述第二净收益以及预设时延阈值，确定与所述待缓存数据对应的最优缓存策略；其中，所述最优缓存策略包括所述固定缓存节点的数量和所述移动缓存节点的数量，以及所述固定缓存节点缓存所述待缓存数据的第一数据量和所述移动缓存节点缓存所述待缓存数据的第二数据量；
[0168]
根据所述最优缓存策略，将所述数据总量的所述待缓存数据分别缓存至相应的所述固定缓存节点和所述移动缓存节点中。
[0169]
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。
[0170]
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何
设备的组合。
[0171]
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
[0172]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0173]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。