一种数据缓存的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及网络缓存技术领域，特别设及一种数据缓存的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 目前，W信息中屯、网络（Information-Centric化twork，简称ICN)为背景的研究 广泛开展。在信息中屯、网络中，利用网络内置缓存提高数据获取及传输效率是该网络构架 最重要的特性。
[0003] ICN默认的缓存方法中，当数据返回给请求者时，沿途的所有缓存节点缓存该数 据，没有协同缓存机制。默认缓存方法强迫缓存节点缓存所有经过的数据，不仅在ICN系统 缓存空间有限的情况下，在空间有限的情况下，如果缓存节点缓存所有经过的数据，数据的 多样性就受到限制。性，而且会导致大量的沿途数据替换，降低了 ICN系统的整体效用。ICN 默认的缓存方法存在盲目性的弊端，造成的缓存冗余的问题。
[0004] 缓存方法研究的重点是处理数据的副本数与有效的缓存分配运两个普遍度量的 矛盾关系，从而权衡整体系统数据获取效率与网络资源利用率。通常情况下，数据的副本数 越多越能够提高ICN系统数据获取效率，但整个网络的缓存空间是有限的，有限的缓存空间 最好被用来容纳更多的特有数据而不是重复数据，一个数据存在大量副本不是一个很好的 选择。所W解决默认缓存方法盲目性的弊端，减少缓存冗余，提出更优的缓存方法是目前 ICN研究的一个重要方向。
[0005] 现有技术中，提供了一种内容中屯、网络中邻居协作缓存替换方法，其技术方案是： 步骤1，当缓存节点有新数据请求时，先判断缓存节点的缓存空间是否已满;如果未满，则直 接进入步骤3,如果已满，则进入步骤2,进行协作缓存替换判定;步骤2,检查缓存节点的邻 居节点是否已缓存新数据，如果已缓存，则缓存节点不再缓存新数据;如果未缓存，则进入 步骤3;步骤3,利用最近最少使用替换算法，缓存节点缓存新数据。该方法是对数据缓存的 依据为邻居节点是否已缓存，但如果IC脚石扑动态多变，某时刻邻居节点已缓存目标数据并 不意味着下一刻该邻居节点仍能够提供缓存的内容，运种方法通过邻居节点的协作，需要 查询邻居节点是否缓存目标待缓存数据，降低了数据分发的效率，不能实现更合理的资源 分配。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例公开了一种数据缓存的方法及装置，能够提高数据分发的效率，实 现了更合理的资源分配。
[0007] 为达到上述目的，本发明实施例公开了一种数据缓存的方法，应用于信息中屯、网 络中的缓存节点，方法包括：
[000引Sl、获得目标待缓存数据；
[0009] S2、判断自身的总空间是否能纳所述目标待缓存数据，如果能容纳，执行步骤S4， 如果不能容纳，则执行步骤S3;
[0010] S3、将所述目标待缓存数据转发到下一个缓存节点；
[0011] S4、根据预设缓存替换算法确定待替换项，其中，所述预设缓存替换算法为基于所 缓存数据的请求状态的算法，所述待替换项为所述缓存节点已缓存的数据；
[0012] S5、判断若删除所述待替换项后缓存节点的剩余空间是否能容纳所述目标待缓存 数据，如果能容纳，则执行步骤S6，如果不能容纳，则返回执行步骤S3;
[0013] S6、确定所述目标待缓存数据的流行度的排名和缓存节点的中屯、度的排名，其中， 所述目标待缓存数据的流行度为所述目标待缓存数据被信息中屯、网络中所有缓存节点请 求的频率，所述缓存节点的中屯、度为与所述缓存节点相连的网络通路的数量；
[0014] S7、判断所述目标待缓存数据的流行度的排名是否高于所述缓存节点的中屯、度的 排名，如果高于，则执行步骤S8，如果低于，则执行步骤S3;
[0015] S8、删除所述待替换项，并将所述目标待缓存数据进行缓存。
[0016] 较佳的，在所述步骤S4之前，所述方法还包括：
[0017] S2.1、判断自身当前的剩余空间是否能容纳所述目标待缓存数据，如果否，则继续 执行S4。
[0018] 较佳的，确定所述目标待缓存数据的流行度的排名所利用的计算公式为：
[0020] 其中，r(Dj)为所述目标待缓存数据化的流行度的排名，q(Dj)为在信息中屯、网络中 所有缓存节点对所述目标待缓存数据的请求频率，N为预设的判断请求者向信息中屯、网络 中的缓存节点请求数据结束的阔值，t为从请求者向所述信息中屯、网络中的缓存节点请求 数据到响应请求的缓存节点将全部请求数据反馈给所述请求者的时间；
[0021] 确定缓存节点的中屯、度的排名的计算公式为：
[0023] 其中，r/ (Ri)为缓存节点Ri中屯、度的排名，deg(Ri)为缓存节点Ri的中屯、度，RiE [Ri,R2,R3,……Rm]，M为信息中屯、网络中的缓存节点的总数。
[0024] 较佳的，所述在信息中屯、网络中所有缓存节点对所述目标待缓存项的请求频率服 从参数为1的Zipf分布。
[0025] 较佳的，所述预设缓存替换算法为最近最少使用替换算法或最少访问频率替换算 法。
[0026] 为达到上述目的，本发明实施例还公开了一种数据缓存的装置，应用于信息中屯、 网络中的缓存节点，装置包括：
[0027] 获取数据模块，用于获得目标待缓存数据；
[002引第一判断模块，用于判断自身的总空间是否能纳所述目标待缓存数据，如果能容 纳，则执行待替换项确定模块，如果不能容纳，则执行转发模块；
[0029] 转发模块，用于将所述目标待缓存数据转发到下一个缓存节点；
[0030] 待替换项确定模块，用于根据预设缓存替换算法确定待替换项，其中，所述预设缓 存替换算法为基于所缓存数据的请求状态的算法，所述待替换项为所述缓存节点已缓存的 数据；
[0031] 第二判断模块，用于判断若删除所述待替换项后的所述缓存节点的剩余空间是否 能容纳所述目标待缓存数据，如果能容纳，则执行确定排名模块，如果不能容纳，则返回执 行转发模块；
[0032] 确定排名模块，用于确定所述目标待缓存数据的流行度的排名和缓存节点的中屯、 度的排名，其中，所述目标待缓存数据的流行度为所述目标待缓存数据被信息中屯、网络中 所有缓存节点请求的频率，所述缓存节点的中屯、度为与所述缓存节点相连的网络通路的数 量；
[0033] 第=判断模块，用于判断所述目标待缓存数据的流行度的排名是否高于所述缓存 节点的中屯、度的排名，如果高于，则执行缓存模块，如果低于，则执行转发模块；
[0034] 缓存模块，用于删除所述待替换项，并将所述目标待缓存数据进行缓存。
[0035] 较佳的，所述装置还包括：
[0036] 第四判断模块，用于判断自身当前的剩余空间是否能容纳所述目标待缓存数据， 如果否，则继续执行待替换项确定模块。
[0037] 较佳的，确定所述目标待缓存数据的流行度的排名所利用的计算公式为：
[0039] 其中，r(Dj)为所述目标待缓存数据化的流行度的排名，q(Dj)为在信息中屯、网络系 统中所有缓存节点对所述目标待缓存数据的请求频率N为预设的判断请求者向信息中屯、网 络中缓存节点请求数据结束的阔值，t为从请求者向所述信息中屯、网络请求数据到响应请 求的缓存节点将全部请求数据反馈给所述请求者的时间；
[0040] 确定所述缓存节点的中屯、度的排名的计算公式为：
[0042] 其中，r/ (Ri)为所述缓存节点Ri中屯、度的排名，deg(Ri)为所述缓存节点Ri的中屯、 度，Ri E [Ri，R2，R3，……Rm]，M为信息中屯、网络中的缓存节点的总数。
[0043] 较佳的，所述在信息中屯、网络中所有缓存节点对所述目标待缓存项的请求频率服 从参数为1的Zipf分布。
[0044] 较佳的，所述预设缓存替换算法为最近最少使用替换算法或最少访问频率替换算 法。
[0045] 由上述技术方案可见，本发明实施例提供一种数据的方法及装置，缓存节点先判 断自身的总空间是否能容纳目标待缓存数据，再判断若删除待替换项的剩余空间是否能容 纳目标待缓存数据，最后，判断目标待缓存数据的流行度的排名是否高于缓存节点中屯、度 的排名，如果W上=个判断结果都是满足，则将目标待缓存数据进行缓存，否则，则将目标 待缓存数据进行缓存转发到下一个缓存节点。本发明的实施例不需要邻居节点协作进行缓 存，也不需要查询邻居节点是否缓存目标待缓存数据，并且避免了当邻居节点的状态发生 变化导致缓存节点不能缓存目标待缓存数据，通过目标待缓存数据的流行度排名与缓存节 点的中屯、度排名匹配进行选择性的缓存，因此，应用本发明实施例，能够提高数据分发的效 率，实现了更合理的资源分配。
[0046] 当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到W上所述的所有优 点。
【附图说明】
[0047]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W 根据运些附图获得其他的附图。
[004引图1为本发明实施例提供的一种数据缓存的方法的流程示意图；
[0049] 图2为本发明实施例应用实例中信息中屯、网络局部树形拓扑图；
[0050] 图3为本发明实施例提供的另一种数据缓存的方法的流程示意图；
[0051 ]图4为本发明实施例提供的一种数据缓存的装置的结构示意图；
[0052] 图5为本发明实施例提供的另一种数据缓存的装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0053] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的