一种基于中心控制的机会网络内容分发方案的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于移动互联网技术领域，具体设及一项基于中屯、控制的机会网络内容分 发方案。
【背景技术】
[0002] 随着移动互联网应用的普及，大量的图片、视频信息进入人们的日常生活，然而有 限的Wifi热点和带宽W及蜂窝网络过高的流量费用已经无法满足人们对于大数据量资源 的需求。与此同时，蜂窝网络已经处于超负荷的状态，视频网站也要支付高昂的带宽费用。 机会网络是利用节点移动带来的相遇机会实现通信的自组织网络，有通信需求的节点对之 间并不要求完整的通信链路。可W利用机会网络进行大数据量内容的转发，移动设备自身 携带运些大数据量内容，在移动的过程中利用相遇机会进行通信，将数据转发给目标设备， 运种W移动自组织网络形式进行的数据传输不仅速度快，而且不会产生额外的计费流量， 同时能够减轻带宽压力，是一种非常有前景并值得推广的内容分发模式。
[0003] 机会网络采用"存储-携带-转发"的工作模式进行多跳的消息投递，数据分发节点 如果无法与目标节点实时连通就会先缓存数据，在移动过程中等待转发机会，直到遇到合 适的中继节点或目标节点。机会网络内容分发机制中最核屯、的部分是内容分发策略的制 定，目的是使得整个网络能够W尽可能少的开销完成可接受成功率的内容分发任务。当前， 比较有代表性的机会网络内容分发策略包括基于历史数据预测的内容分发策略、基于副本 拷贝的内容分发策略和基于社会属性的内容分发策略。
[0004] 现有的机会网络内容分发策略，均由终端节点自主独立地完成转发决策，不需要 特定的网络基础设施予W支持。但由于节点自身的计算和存储能力有限，所掌握和维护的 历史信息有限，做出的转发决策难免有局限和陷于片面，难W达到全局最优。事实上，随着 移动互联网技术的普及，绝大多数移动终端均同时具备3G/4G蜂窝网络、WiFi无线局域网， W及BlueTooth、WiFi Direct对等直连等多种联网能力。充分利用各种网络接口的通信能 力，发挥好机会网络传输速度快、不产生额外计费流量的优势，实现蜂窝网络、WiFi网络和 机会网络的有效协同，在提高用户满意度的同时，降低网络基础设施的带宽压力，减轻用户 的计费流量负担，成为移动互联网技术发展中的现实需求，也是机会网络内容分发机制研 究中亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005] 为克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于中屯、控制的机会网络内容分 发方案，利用中屯、服务器、蜂窝网络和机会网络构成的=层结构，将控制和传输进行逻辑上 的解禪，由中屯、服务器通过蜂窝网络收集机会网络的运行状态，确定适当的辅助转发节点； 转发节点则根据从中屯、服务器获得的控制信息，确定内容分发策略并基于直连链路完成数 据传输。本发明的核屯、是基于中屯、控制的机会网络内容分发策略，所采用的具体技术方案 如下： (I)利用中屯、服务器、蜂窝网络和机会网络构成的=层结构，将控制和传输进行逻辑上 的解禪，中屯、服务器负责数据分析和分发控制，蜂窝网络进行小数据量的控制信息传输，机 会网络实现大数据量的内容分发。
[0006] (2)中屯、服务器收集机会网络的运行状态，根据统计分析选择两类节点作为辅助 转发节点:一类是强连通节点，另一类是强移动性节点。
[0007] (3)转发节点根据从中屯、服务器获得的辅助转发节点信息，确定内容分发策略并 基于直连链路完成数据传输:如果内容尚未进入目标节点的位置，则选择强移动节点作为 下一跳转发节点，该类节点有较大几率将内容携带至目标节点所在的位置;如果内容已经 进入了目标节点所在位置，则选择强连通节点作为下一跳转发节点，该类节点有较高几率 与目标节点相遇并完成内容投递。
[0008] (4)针对辅助转发节点数量和存储容量的限制，利用目标节点与辅助节点在位置 上的重叠性，加强辅助节点选择时的限制条件，同时加入转发终止机制：当目标节点收到内 容后，其它拥有该内容的节点在与服务器交互时及时获知并清除该内容，W达到缓解存储 压力的目的。
[0009] 1、中屯、服务器内容分发模型 在中屯、服务器内容分发模型中，服务器从终端节点获取并记录网络的全局信息，通过 对全局信息的统计分析控制整个内容分发过程，W提高内容分发效率。通过中屯、服务器的 辅助，节点只需要负责内容传输，运样就将控制和传输进行了逻辑解禪，在该模型下可W设 置不同的内容分发策略W针对不同的场景。其中的中屯、服务器主要实现订阅发布、兴趣匹 配和内容分发辅助等功能。
[0010] 2、基于中屯、控制的辅助转发节点选择 数据分析发现，在各个位置存在一些节点，运些节点不仅相遇次数多，而且与其相遇的 节点也不少，称之为该位置的强连通节点，运类节点在特定位置具有较强的传播扩散能力， 能够有效提高内容在该位置内的投递成功率。但是，运类节点大多固定在某个位置，它们的 移动性并不强，缺少主动将内容带出所在位置的能力，而数据分析也发现，存在在多个位置 出现，并在若干个位置间移动性较强的节点，运类节点称之为强移动性节点。强移动性节点 可W有效弥补强连通节点的不足，运些节点能够主动地将内容从一个位置传播到另一位 置，使得内容分发的成功率进一步提升。
[0011] 强连通节点是在某个位置上中屯、性较大的节点，运类节点的特点是在自己所属位 置上相比其它节点具有较强的连通性，表现为相遇次数多、相遇节点数多。中屯、性类似于社 会网络理论中屯、度的概念，用于衡量节点的逻辑重要性，W描述其在社会关系网中的重要 程度。由于中屯、服务器可W获取全局的历史相遇记录，直接统计计算每个节点在不同时间 片内在某个位置的相遇情况。用Vt,1表示节点i在时间片t内出现的位置，Et,1表示节点i在时 间片t内在位置Vt,1相遇的节点数量，Rm表示节点i在时间片t内在位置Vt,1的相遇次数。 [00 1^ 节点i在时间片t内在位置Vt,1的连通性强度Ct,巧W表示为两者乘积，即Ct,1 =Et,! * RmdCm的值越大表示其连通性越强，对于强连通节点集成员，无论是对于内容在位置内 的传播还是位置间的传播都有着重要作用，如果目标节点与拥有内容的强连通节点集成员 位于同一个位置，那么两者有很大概率相遇;如果两者并不位于同一位置，强连通节点集成 员有较大概率遇到本位置的强移动性节点，内容能够被快速带离该位置，W提高投递成功 率。
[0013] 强移动性节点是在多个位置出现的活跃节点，运类节点虽然在每个位置上的连通 性不一定强，但是利用其移动能力能够将内容从一个位置携带到另一个位置，使得内容能 够在整个网络传播。对于每个位置j，需要选出一定数量的强移动性节点，在时间片t内经过 位置j的节点都要通过比较它们的移动性，最终选取移动性最高的若干节点。要衡量节点i 在时间片t内的移动性，可W统计t时间内节点i在各个位置的出现概率P，用Pi, J的方差曰 (PiJ)衡量移动性强度，方差越小则移动性越强，其中Pi,康示节点i在位置j的出现概率，即 PiJ = ti,j/ ti，ti,j表示节点i在位置j的出现时长，ti表示节点i在各个位置的总出现时 长。考虑到方差只能体现节点在各位置的平均活跃程度，一定情况下无法真实反映对网络 的贡献，所W加入总出现时长的影响，即:Mi = * <^/ ti。其中为自定义的适当大 小的常数，用于防止Mi过小导致截断误差，其取值范围没有严格限定，如果部署应用时计算 出的Mi精度足够，可省略参数。最终比较Mi，Mi越小节点i的移动性越强。
[0014] 3、基于辅助转发