本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能量有效的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存方法。

背景技術(shù)：

內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)(contentcentricnetworking，ccn)是隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式的轉(zhuǎn)變應(yīng)運(yùn)而生，目的在于克服基于tcp/ip的端到端通信模式的局限性。內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)在路由器等網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)設(shè)立內(nèi)容緩存，從而實(shí)現(xiàn)高效、可靠的信息分發(fā)，提高傳輸效率，實(shí)現(xiàn)最大化的資源共享，并具有優(yōu)良的可擴(kuò)展性、固有的安全性和移動性，徹底解決網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與終端的復(fù)雜多樣、內(nèi)容流量的指數(shù)級增長等問題對未來互聯(lián)網(wǎng)提出的巨大挑戰(zhàn)。

ccn最具代表性的特點(diǎn)是采用內(nèi)容路由器直接進(jìn)行網(wǎng)內(nèi)緩存，就近獲取用戶所請求的內(nèi)容，解決目前以及未來互聯(lián)網(wǎng)海量內(nèi)容分發(fā)的問題。ccn網(wǎng)內(nèi)緩存能夠緩減內(nèi)容服務(wù)器的壓力，減少鏈路帶寬需求和用戶訪問時(shí)延，解決互聯(lián)網(wǎng)流量劇增所帶來的網(wǎng)絡(luò)擁塞和服務(wù)質(zhì)量下降的問題，開展網(wǎng)內(nèi)緩存技術(shù)的研究也因此變得尤為重要。

此外，隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的多樣化、以及新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的廣泛部署，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)流量急劇增加，互聯(lián)網(wǎng)能耗所占的比重也持續(xù)增長，使得isp(internetserviceprovider，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商)運(yùn)營成本不斷增加，同時(shí)對環(huán)境和經(jīng)濟(jì)也造成極大的影響，減少能耗已成為網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的一個(gè)永恒的主題。以內(nèi)容為中心的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)采用網(wǎng)內(nèi)緩存技術(shù)，相對于傳統(tǒng)ip網(wǎng)絡(luò)能夠大幅度地提高內(nèi)容分發(fā)的能量有效性，然而合理安排ccn網(wǎng)內(nèi)緩存內(nèi)容和位置，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)靈活有效的內(nèi)容緩存策略，并采用能量有效的緩存機(jī)制進(jìn)一步降低內(nèi)容分發(fā)和信息傳輸?shù)目偰芎?，減輕因網(wǎng)絡(luò)流量暴增所引起的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)能耗的壓力，更是當(dāng)前ccn研究的熱點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種能量有效的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存方法，以減少信息傳輸?shù)哪芎摹?/p>

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種能量有效的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存方法，所述方法包括內(nèi)容請求包到達(dá)節(jié)點(diǎn)的處理過程以及內(nèi)容數(shù)據(jù)包到達(dá)節(jié)點(diǎn)的處理過程，所述內(nèi)容請求包到達(dá)節(jié)點(diǎn)的處理過程包括步驟：

a1、于一所述內(nèi)容請求到達(dá)節(jié)點(diǎn)后，查看所述內(nèi)容請求包對應(yīng)的內(nèi)容是否在所述節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容信息表中，若是，執(zhí)行步驟a2；否則，執(zhí)行步驟a3；

a2、更新所述節(jié)點(diǎn)的所述內(nèi)容信息表，執(zhí)行步驟a3；

a3、于所述節(jié)點(diǎn)為端節(jié)點(diǎn)時(shí)更新所述節(jié)點(diǎn)中所述內(nèi)容對應(yīng)的內(nèi)容流行度；

a4、于所述節(jié)點(diǎn)的本地緩存中存儲有所述內(nèi)容且所述內(nèi)容對應(yīng)的殘余新鮮度大于0時(shí)，提取所述內(nèi)容并封裝成內(nèi)容數(shù)據(jù)包返回至用戶端。

較佳的，如圖2所示，步驟a2包括步驟：

a21、判斷所述內(nèi)容信息表是否已滿，若是，執(zhí)行步驟a22，否則執(zhí)行步驟a23；

a22、逐出所述內(nèi)容信息表中內(nèi)容流行度最低內(nèi)容記錄，執(zhí)行步驟a23；

a23、在內(nèi)容信息表中增加所述內(nèi)容請求包對應(yīng)的內(nèi)容的新紀(jì)錄。

較佳的，步驟a3包括步驟：

a31、判斷所述節(jié)點(diǎn)是否為端節(jié)點(diǎn)，若是，執(zhí)行步驟a32；否則，執(zhí)行步驟a33；

a32、在所述節(jié)點(diǎn)中，所述內(nèi)容對應(yīng)的請求次數(shù)增加1次，執(zhí)行步驟a4；

a33、提取所述內(nèi)容請求包中攜帶的內(nèi)容流行度，更新該節(jié)點(diǎn)中該內(nèi)容對應(yīng)的內(nèi)容流行度，執(zhí)行步驟a4。

較佳的，步驟a4包括步驟：

a41、判斷所述節(jié)點(diǎn)的本地緩存中是否存儲有內(nèi)容，若是，執(zhí)行步驟a42，否則，執(zhí)行步驟a45；

a42、判斷所述內(nèi)容對應(yīng)的殘余新鮮度是否大于0，若是，執(zhí)行步驟a43，否則，執(zhí)行步驟a44；

a43、提取所述內(nèi)容并封裝成內(nèi)容數(shù)據(jù)包，發(fā)回至客戶端；

a44、從所述節(jié)點(diǎn)的緩存中刪除所述內(nèi)容的記錄；

a45、將所述內(nèi)容請求包轉(zhuǎn)發(fā)至下一節(jié)點(diǎn)，并在所述內(nèi)容請求包上附上本節(jié)點(diǎn)該內(nèi)容對應(yīng)的內(nèi)容流行度。

較佳的，所述內(nèi)容流行度的計(jì)算公式為：

其中，和分別表示ti時(shí)刻和ti-1時(shí)刻節(jié)點(diǎn)計(jì)算所得的內(nèi)容k的內(nèi)容流行度，λ∈[0,1)，λ為比重系數(shù)；ti表示i×t時(shí)間段內(nèi)，表示剛剛過去的t時(shí)間間隔內(nèi)容k對應(yīng)的內(nèi)容請求在該時(shí)間間隔內(nèi)的內(nèi)容請求包的請求數(shù)量，其中i為大于1的正整數(shù)。

較佳的，所述殘余新鮮度的計(jì)算公式為：

其中，為內(nèi)容k的殘余新鮮度，tcur為當(dāng)前時(shí)間，為內(nèi)容k的產(chǎn)生時(shí)間，lt^k為內(nèi)容k的生命期。

較佳的，每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)本地的所述內(nèi)容信息表，端節(jié)點(diǎn)的所述內(nèi)容信息表包括若干個(gè)內(nèi)容塊，每個(gè)所述內(nèi)容塊包一內(nèi)容、本輪時(shí)間t時(shí)間間隔內(nèi)的內(nèi)容請求數(shù)量、最新的內(nèi)容流行度，所述內(nèi)容塊按照所述內(nèi)容流行度進(jìn)行排序，所述最新的內(nèi)容流行度在每輪時(shí)間間隔t時(shí)間結(jié)束時(shí)計(jì)算獲得。

較佳的，中間節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容信息表在t時(shí)間間隔到來之前還需要分別保存各個(gè)子節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容流行度在本輪的臨時(shí)值。

較佳的，在向上游節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)所述內(nèi)容請求包時(shí)將所搭載的所述內(nèi)容流行度設(shè)置為0。

較佳的，所述內(nèi)容數(shù)據(jù)包到達(dá)節(jié)點(diǎn)的處理過程包括步驟：

b1、判斷所述內(nèi)容數(shù)據(jù)包對應(yīng)的內(nèi)容ok的內(nèi)容流行度是否排在內(nèi)容信息表內(nèi)容信息表的前m位，若是，執(zhí)行步驟b2，否則，執(zhí)行步驟b3；

b2、更新所述節(jié)點(diǎn)在本地緩存中的內(nèi)容ok，執(zhí)行步驟b3；

b3、將所述內(nèi)容數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至下一節(jié)點(diǎn)；

其中，m為大于等于1的整數(shù)，且m是所述節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的緩存容量。

較佳的，步驟b2包括步驟：

b21、判斷所述內(nèi)容數(shù)據(jù)包對應(yīng)的內(nèi)容ok是否存儲在所述節(jié)點(diǎn)的本地緩存中，若是，執(zhí)行步驟b22，否則，執(zhí)行步驟b24；

b22、判斷本地緩存中的內(nèi)容ok是否過期，若不是，執(zhí)行步驟b3，否則，執(zhí)行步驟b23；

b23、更新本地緩存中的內(nèi)容ok，執(zhí)行步驟b3；

b24、判斷所述節(jié)點(diǎn)的所述內(nèi)容信息表是否已滿，若是，執(zhí)行步驟b25，否則，執(zhí)行步驟b27；

b26、將所述內(nèi)容信息表中流行度最低的內(nèi)容塊逐出，執(zhí)行步驟b27；

b27、在本地緩存中放入所述內(nèi)容數(shù)據(jù)包中的內(nèi)容ok。

上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果：上述方法利用ccn框架下網(wǎng)絡(luò)傳輸包的可定制域，基于內(nèi)容流行度和內(nèi)容新鮮度設(shè)計(jì)分布式、輕量級ccn內(nèi)容緩存方法。該方法能讓流行內(nèi)容緩存在靠近用戶的節(jié)點(diǎn)，極大地減少內(nèi)容獲取的時(shí)延，并能最大限度地節(jié)省能耗，此外，還能大幅減少網(wǎng)絡(luò)流量和內(nèi)容源的負(fù)載。該方法計(jì)算復(fù)雜度低，相關(guān)信息搭載在網(wǎng)絡(luò)傳輸包中，所增加的通信和存儲開銷極小，采用分布式緩存，各節(jié)點(diǎn)獨(dú)立完成緩存決策，具有很好的實(shí)時(shí)性，能夠適用于線速操作。

附圖說明

參考所附附圖，以更加充分的描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。

圖1為本發(fā)明一種能量有效的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存方法中內(nèi)容請求包到達(dá)節(jié)點(diǎn)時(shí)的處理方法流程示意圖一；

圖2為本發(fā)明一種能量有效的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存方法中內(nèi)容請求包到達(dá)節(jié)點(diǎn)時(shí)的處理方法流程示意圖二；

圖3為本發(fā)明一種能量有效的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存方法中內(nèi)容請求包到達(dá)節(jié)點(diǎn)時(shí)的處理方法流程示意圖三；

圖4為本發(fā)明一種能量有效的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存方法中內(nèi)容請求包到達(dá)節(jié)點(diǎn)時(shí)的處理方法流程示意圖四；

圖5為本發(fā)明一種能量有效的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存方法中內(nèi)容數(shù)據(jù)包到達(dá)節(jié)點(diǎn)的處理方法流程示意圖一；

圖6為本發(fā)明一種能量有效的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存方法中內(nèi)容數(shù)據(jù)包到達(dá)節(jié)點(diǎn)的處理方法流程示意圖二。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明一種能量有效的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存方法進(jìn)行詳細(xì)說明。

一種能量有效的內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)緩存方法，包括內(nèi)容請求包(intereat包)到達(dá)節(jié)點(diǎn)的處理過程以及內(nèi)容數(shù)據(jù)包(data包)到達(dá)節(jié)點(diǎn)的處理過程，其中，如圖1所示，內(nèi)容請求包(內(nèi)容請求包與一內(nèi)容對應(yīng))到達(dá)節(jié)點(diǎn)的處理過程包括步驟：

a1、于一內(nèi)容請求包到達(dá)節(jié)點(diǎn)后，查看該內(nèi)容請求包對應(yīng)的內(nèi)容是否在該節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容信息表中，若不是，執(zhí)行步驟a2；否則，執(zhí)行步驟a3；

a2、更新該節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容信息表，執(zhí)行步驟a3；

a3、于該節(jié)點(diǎn)是端節(jié)點(diǎn)時(shí)更新該節(jié)點(diǎn)中上述內(nèi)容對應(yīng)的內(nèi)容流行度；

a4、于該節(jié)點(diǎn)的本地緩存中存儲有該內(nèi)容且該內(nèi)容對應(yīng)的殘余新鮮度大于0時(shí)，提取該內(nèi)容并封裝成內(nèi)容數(shù)據(jù)包返回至用戶端。

其中，在上述步驟中，如圖2所示，步驟a2包括步驟：

a21、判斷內(nèi)容信息表是否已滿，若是，執(zhí)行步驟a22，否則執(zhí)行步驟a23；

a22、逐出內(nèi)容信息表中內(nèi)容流行度最低內(nèi)容記錄，執(zhí)行步驟a23；

a23、在內(nèi)容信息表中增加內(nèi)容請求包對應(yīng)的內(nèi)容的新紀(jì)錄。

如圖3所示，步驟a3包括步驟：

a31、判斷該節(jié)點(diǎn)是否為端節(jié)點(diǎn)，若是，執(zhí)行步驟a32；否則，執(zhí)行步驟a33；

a32、在該節(jié)點(diǎn)中，該內(nèi)容對應(yīng)的請求次數(shù)增加1次，執(zhí)行步驟a4；

a33、提取該內(nèi)容請求包中攜帶的內(nèi)容流行度，更新該節(jié)點(diǎn)中該內(nèi)容對應(yīng)的內(nèi)容流行度，執(zhí)行步驟a4。

具體來說，在上述內(nèi)容請求包包到達(dá)節(jié)點(diǎn)的處理過程中，首先要在該節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容信息表中查看該內(nèi)容請求包對應(yīng)的內(nèi)容是否在該節(jié)點(diǎn)中，如果是，就更新該節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容信息表，然后再對該內(nèi)容對應(yīng)的內(nèi)容流行度進(jìn)行更新以及提取并封裝內(nèi)容。值得指出的是，當(dāng)該節(jié)點(diǎn)是端節(jié)點(diǎn)時(shí)，將該內(nèi)容對應(yīng)的請求次數(shù)增加1后再進(jìn)行內(nèi)容的封裝，否則，需要提取該內(nèi)容請求包中攜帶的內(nèi)容流行度，更新該節(jié)點(diǎn)中該內(nèi)容請求包對應(yīng)的內(nèi)容的內(nèi)容流行度，然后在對該內(nèi)容進(jìn)行封裝。

此外，近一步來講，如圖4所示，步驟a4包括步驟：

a41、判斷該節(jié)點(diǎn)緩存中是否存儲有該內(nèi)容，若是，執(zhí)行步驟a42，否則，執(zhí)行步驟a45；

a42、判斷該內(nèi)容對應(yīng)的殘余新鮮度是否大于0，若是，執(zhí)行步驟a43，否則，執(zhí)行步驟a44；

a43、提取內(nèi)容并封裝成內(nèi)容數(shù)據(jù)包，發(fā)回至客戶端；

a44、從該節(jié)點(diǎn)的緩存中刪除該內(nèi)容的記錄，執(zhí)行a45；

a45、將該內(nèi)容請求包轉(zhuǎn)發(fā)至下一節(jié)點(diǎn)，并在該內(nèi)容請求包上附上本節(jié)點(diǎn)該內(nèi)容對應(yīng)的內(nèi)容流行度。

具體來說，如果該節(jié)點(diǎn)緩存中存在有內(nèi)容請求包對應(yīng)的內(nèi)容，則需要判定該內(nèi)容的殘余新鮮度是否大于0，如果是，說明該緩存中的內(nèi)容還未過期，將該內(nèi)容封裝成內(nèi)容數(shù)據(jù)包并發(fā)回至客戶端。相應(yīng)的，如果該節(jié)點(diǎn)的緩存中不存在該內(nèi)容，或者該內(nèi)容的殘余新鮮度等于0，則需要將該內(nèi)容請求包發(fā)送至下一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理。

在上述步驟中，內(nèi)容流行度的計(jì)算公式為：

其中，以時(shí)間間隔t為每一輪的執(zhí)行單位，以統(tǒng)計(jì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容請求包的到達(dá)數(shù)量。ti表示i×t時(shí)間段內(nèi)，表示剛剛過去的t時(shí)間間隔內(nèi)容k對應(yīng)的內(nèi)容請求在該時(shí)間間隔內(nèi)的內(nèi)容請求包的請求數(shù)量。和分別表示ti時(shí)刻和ti-1時(shí)刻節(jié)點(diǎn)計(jì)算所得的內(nèi)容k的內(nèi)容流行度，λ∈[0,1)，λ為比重系數(shù)，是歷史請求與最近請求之間的比重系數(shù)，用以跟蹤內(nèi)容流行度的變化，λ越大說明歷史請求數(shù)據(jù)對內(nèi)容流行度的影響越大。同樣的，λ＝0時(shí)，說明內(nèi)容流行度完全取決于最近時(shí)間間隔的內(nèi)容請求包的數(shù)量，與歷史請求數(shù)據(jù)無關(guān)。優(yōu)選的λ＝0.5。

具體來說，為了減少節(jié)點(diǎn)間協(xié)作交互的通信流量，實(shí)現(xiàn)分布式內(nèi)容緩存，各節(jié)點(diǎn)獨(dú)立統(tǒng)計(jì)到達(dá)本節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容請求數(shù)，并且考慮內(nèi)容請求包的歷史請求數(shù)據(jù)和當(dāng)前內(nèi)容請求數(shù)據(jù)對內(nèi)容流行度的影響力不同，不采用直接對內(nèi)容請求計(jì)數(shù)的方法來表示內(nèi)容流行度，而是對歷史請求數(shù)的比重作相應(yīng)的調(diào)整，通過上述內(nèi)容流行度的計(jì)算公式，更好地反映內(nèi)容的當(dāng)前流行情況，使所設(shè)計(jì)的緩存策略更為有效。

近一步來講，每個(gè)節(jié)點(diǎn)維護(hù)一個(gè)本地的內(nèi)容信息表，端節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容信息表包含若干個(gè)內(nèi)容塊，每個(gè)內(nèi)容塊包括一內(nèi)容、本輪t時(shí)間間隔內(nèi)內(nèi)容請求數(shù)量、最新的內(nèi)容流行度，內(nèi)容塊按照內(nèi)容流行度進(jìn)行排序，其中最新內(nèi)容流行度在每輪時(shí)間間隔t時(shí)間結(jié)束時(shí)計(jì)算獲取。中間節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容信息表在t時(shí)間間隔到來之前還需要分別保存各個(gè)子節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容流行度在本輪的臨時(shí)值，以方便在每輪結(jié)束時(shí)極端該節(jié)點(diǎn)的最新內(nèi)容流行度。其中，內(nèi)容流行度按照上述公式1計(jì)算獲取，內(nèi)容信息表并不維護(hù)所有的內(nèi)容，表的長度由節(jié)點(diǎn)的緩存量決定，以緩存容量的1.5～2.5倍計(jì)，即若每個(gè)節(jié)點(diǎn)能緩存10個(gè)內(nèi)容塊，則內(nèi)容信息表中維護(hù)15～25跳記錄。通過這種方式，既不會錯(cuò)過流行的內(nèi)容，也不會因?yàn)閮?nèi)容眾多而使得內(nèi)容信息表維護(hù)的開銷過大。

近一步來講，上述內(nèi)容請求包中包括內(nèi)容名以及該內(nèi)容名的最新內(nèi)容流行度數(shù)值。通過這種方式，將最新內(nèi)容流行度搭載在內(nèi)容請求包中，以免除額外的數(shù)據(jù)傳輸開銷。此外，為了減少內(nèi)容獲取的跳數(shù)并最大限度的降低能耗，盡量使本地流行內(nèi)容緩存在靠近請求用戶的節(jié)點(diǎn)上，所以在內(nèi)容流行度數(shù)據(jù)往上游節(jié)點(diǎn)傳遞時(shí)，有如下規(guī)則：設(shè)本地節(jié)點(diǎn)的緩存容量為m個(gè)內(nèi)容塊，則按照內(nèi)容流行度排序的內(nèi)容信息表中處于前m個(gè)記錄的內(nèi)容，在往上游節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)內(nèi)容請求包時(shí)將所搭載的內(nèi)容流行度設(shè)置為0，以防止本地流行的內(nèi)容緩存在上游節(jié)點(diǎn)，而是盡可能的緩存在靠近用戶的位置。

近一步來講，由于不同的內(nèi)容對時(shí)效性或新鮮度的要求不同，而內(nèi)容的新鮮度和生命周期對內(nèi)容緩存有很大的影響影響，比如新聞、即時(shí)社交網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測等數(shù)據(jù)生命周期較短，對內(nèi)容的新鮮度要求比較高，過了時(shí)效期就沒有緩存的價(jià)值，浪費(fèi)緩存資源。所以，內(nèi)容源負(fù)責(zé)在所生長成的內(nèi)容k的內(nèi)容請求包中添加發(fā)布者信息的選擇項(xiàng)，包括內(nèi)容k的生命期lt^k(對于生命期長、長期有效的內(nèi)容默認(rèn)為一個(gè)大的定值)和內(nèi)容k的產(chǎn)生時(shí)間由此可計(jì)算殘余新鮮度為：

上述為內(nèi)容k的殘余新鮮度，tcur為當(dāng)前時(shí)間。對于內(nèi)容源來說，殘余新鮮度為1，之后，隨著內(nèi)容數(shù)據(jù)包沿路由路徑逐跳傳遞到請求用戶，殘余新鮮度逐漸減小，當(dāng)殘余新鮮度為0時(shí)，緩存中的相應(yīng)內(nèi)容被清楚或替換。此外，在每個(gè)內(nèi)容存儲表(cs表)中接收到各內(nèi)容的生存期和產(chǎn)生時(shí)間，由此可以得到內(nèi)容的殘余新鮮度。

當(dāng)一個(gè)新的內(nèi)容(如內(nèi)容ok)請求到達(dá)節(jié)點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)首先查看內(nèi)容信息表中是否有相應(yīng)的表項(xiàng)。若沒有，假如內(nèi)容信息表已滿則逐出流行度最低的內(nèi)容記錄，并在表末尾插入一條內(nèi)容名為ok的新記錄(不論是端節(jié)點(diǎn)還是中間節(jié)點(diǎn)，新記錄的內(nèi)容名為ok，其它項(xiàng)都為零)。然后，根據(jù)接收節(jié)點(diǎn)是端節(jié)點(diǎn)還是中間節(jié)點(diǎn)分別作如下處理：在端節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容信息表中把內(nèi)容ok的本輪請求數(shù)加1；中間節(jié)點(diǎn)則提取內(nèi)容ok對應(yīng)的內(nèi)容請求包中所攜帶的來自其子節(jié)點(diǎn)的流行度值，并記錄到內(nèi)容信息表中，為本輪t時(shí)間結(jié)束時(shí)節(jié)點(diǎn)計(jì)算內(nèi)容流行度作準(zhǔn)備。

處理完相關(guān)請求信息及統(tǒng)計(jì)，接收節(jié)點(diǎn)還需要查看本地緩存是否存在該內(nèi)容。若本地已有緩存，則查看內(nèi)容k產(chǎn)生時(shí)間和內(nèi)容生命期，并計(jì)算內(nèi)容殘余新鮮度，若殘余新鮮度>0，即內(nèi)容未過期，則提取相應(yīng)的內(nèi)容封裝成data包，并附上內(nèi)容k的產(chǎn)生時(shí)間和內(nèi)容生命期，沿請求路徑發(fā)回data包；若發(fā)現(xiàn)內(nèi)容已過期，則在本地內(nèi)容存儲表(cs表)中刪除該記錄并刪除相應(yīng)數(shù)據(jù)，等同于本地沒有緩存的情況進(jìn)行處理。首先修改intereat包中所附的內(nèi)容流行度值為本節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，而非收到的intereat包中的原數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)發(fā)修改過的intereat包到路由路徑的下一節(jié)點(diǎn)。可見為了節(jié)省開銷，過期內(nèi)容(殘余新鮮度≤0)在cs表中的剔除是由請求該內(nèi)容時(shí)觸發(fā)的。

此外，如圖5所示，內(nèi)容數(shù)據(jù)包(data包)到達(dá)節(jié)點(diǎn)的處理過程包括以下步驟：

b1、判斷內(nèi)容數(shù)據(jù)包對應(yīng)的內(nèi)容ok的內(nèi)容流行度是否排在內(nèi)容信息表的前m(m為大于等于1的整數(shù)，且m是該節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的緩存容量)位，若是，執(zhí)行步驟b2，否則，執(zhí)行步驟b3；

b2、更新該節(jié)點(diǎn)本地緩存中的該內(nèi)容ok，執(zhí)行步驟b3；

b3、將該內(nèi)容數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至下一節(jié)點(diǎn)。

其中，如圖6所示，在步驟b2中包括步驟：

b21、判斷該內(nèi)容數(shù)據(jù)包對應(yīng)的內(nèi)容ok是否存儲在該節(jié)點(diǎn)的本地緩存中，若是，執(zhí)行步驟b22，否則，執(zhí)行步驟b24；

b22、判斷本地緩存中的該內(nèi)容ok是否過期，若不是，執(zhí)行步驟b3，否則，執(zhí)行步驟b23；

b23、更新本地緩存中的該內(nèi)容ok，執(zhí)行步驟b3；

b24、判斷該節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容信息表是否已滿，若是，執(zhí)行步驟b25，否則，執(zhí)行步驟b26；

b25、將內(nèi)容信息表中流行度最低的內(nèi)容塊逐出，執(zhí)行步驟b26；

b26、在本地緩存中放入上述內(nèi)容ok。

具體來說，當(dāng)所請求的內(nèi)容(如內(nèi)容ok)到達(dá)內(nèi)容源或者內(nèi)容緩存時(shí)，相應(yīng)的內(nèi)容數(shù)據(jù)就以data包的格式按照內(nèi)容請求路徑原路返回，data包在發(fā)送之前需附上內(nèi)容ok的生命期和產(chǎn)生時(shí)間，內(nèi)容生命期由內(nèi)容源根據(jù)內(nèi)容的特點(diǎn)確定并創(chuàng)建，同樣的內(nèi)容產(chǎn)生時(shí)間由內(nèi)容源設(shè)置。當(dāng)data包到達(dá)每個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)獨(dú)立的采用以下方法進(jìn)行處理：首先查看內(nèi)容ok在本節(jié)點(diǎn)的內(nèi)容信息表中是否排在前m位，其中m是該節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的緩存容量。如果不是，直接把該內(nèi)容ok轉(zhuǎn)發(fā)至下一節(jié)點(diǎn)，不做任何處理；反之，內(nèi)容ok即為本地的需要進(jìn)行緩存的流行內(nèi)容。若緩存中已經(jīng)有內(nèi)容ok(通過其它內(nèi)容源或路徑在內(nèi)容ok請求和取回時(shí)間內(nèi)復(fù)制到本地的)并且內(nèi)容未過期，即殘余新鮮度>0，則把內(nèi)容ok轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，否則先更新內(nèi)容ok再轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。若緩存中并沒有內(nèi)容ok，則查看本地緩存是否已滿，滿的話剔除流行度最低的內(nèi)容并緩存內(nèi)容ok，未滿的話直接緩存內(nèi)容ok，最后都必須把內(nèi)容ok沿請求路徑相反方向的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送。

上述方法利用ccn框架下網(wǎng)絡(luò)傳輸包的可定制域，基于內(nèi)容流行度和內(nèi)容新鮮度設(shè)計(jì)分布式、輕量級ccn內(nèi)容緩存方法。該方法能讓流行內(nèi)容緩存在靠近用戶的節(jié)點(diǎn)，極大地減少內(nèi)容獲取的時(shí)延，并能最大限度地節(jié)省能耗，此外，還能大幅減少網(wǎng)絡(luò)流量和內(nèi)容源的負(fù)載。該方法計(jì)算復(fù)雜度低，相關(guān)信息搭載在網(wǎng)絡(luò)傳輸包中，所增加的通信和存儲開銷極小，采用分布式緩存，各節(jié)點(diǎn)獨(dú)立完成緩存決策，具有很好的實(shí)時(shí)性，能夠適用于線速操作。

對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實(shí)意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價(jià)的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。