[发明专利]一种基于社交关系的分布式缓存调度系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信领域中的内容分发技术，特别涉及一种基于社交关系的分布式缓存调度系统与方法。

背景技术

近年来，随着电脑数量的增加，智能手机和移动平板等设备的普及，网络流量产生了爆炸式的增长。根据Cisco的官方资料统计显示：全球的IP流量在过去的5年中增加了8倍；预计2016年，全球的IP流量将会达到1.3泽它字节（ZB）。巨大的流量使当前网络面临带宽紧张、网络传输效率低下等诸多问题。因此，缓存技术被引入以缓解现有网络面临的流量压力问题。

缓存技术主要分为两种：集中式缓存和分布式缓存。集中式缓存系统在处理成千上万的用户请求时，会对缓存服务器产生较大的负载。因此，国内外运营商倾向于采用分布式缓存系统来缓解当前网络压力，即将缓存服务器部署在靠近用户的网络边缘，并通过分布式的调度方式实现缓存共享。当用户请求内容时，可以直接从距离用户最近的缓存服务器中进行获取，而不需要去请求位于远端的源服务器。在分布式缓存系统中，全网用户的请求由多个缓存服务器分散处理。因此，与集中式缓存服务器相比，分布式缓存系统中单个缓存服务器中存储的资源相对有限。当用户请求网络资源时，如果本地缓存服务器中没有可满足该请求的资源，而网络中其它缓存服务器存有相应的资源时，就需要使用缓存调度的方法将其它缓存服务器中存储的内容调度到本地缓存服务器中，以满足本地用户的需求。通过缓存调度，不仅提高了缓存服务器中内容的使用率，而且多个缓存服务器的协作也提升了系统整体的缓存命中率。

另一方面，我们可以看到，当今网络中由用户产生的内容（User Generated Content，UGC）已经成为网络流量的重要组成部分。逐渐兴起的微博，人人等社交网络，已经成为了UGC传播的主要媒介，并逐渐改变了人们使用网络的方式。虽然网络规模庞大，且用户的关系复杂，但是用户之间往往具有一些共同的社会特征，比如相同的兴趣，相似的教育背景，相同的工作经验，直接或间接的好友关系等等。

虽然缓存调度技术可以调度分布式缓存系统中的缓存内容，从而帮助解决网络流量问题。但是，传统的缓存调度技术仍然属于粗放型的技术，仅仅依靠本地用户的局部特征来预测未来的内容需求，很难满足用户重复性、复杂性和个性化的需求。国内外学者提出很多的优化方案，但是这些方案尚且存在以下不足：1）依靠局部特征来优化网络，很难完全解决以上提出的问题；2）一些方法仅仅考虑到用户社会属性的相似性来计算用户社交关系，却没有考虑到社交关系的传递性；3）大部分方法仅仅考虑到对用户服务质量的提升，却没有考虑到服务器的负载能力。

使用社交关系求解最优化问题的方法已经被广泛用于解决了社会问题、经济问题和科学问题中，并取得了理想的效果。在分布式缓存系统中社交关系同样可以用来精准的预测用户的行为和需求，并以此来优化缓存的调度。

基于社交关系的缓存调度方法包括内容的调度和社交关系的建模两个关键问题。