[发明专利]一种基于SDN的ICN缓存方法

权利要求书

1.一种基于SDN的ICN缓存方法，分别从社团、节点社团重要度、社团重 要度和内容流行度等方面来说明本发明提出的缓存方法，其特征是：

一社团：对Internet网络结构的实证研究显示，Internet网络结构具有明显的 社团特性，即在同一社团内部，节点之间连接相对紧密，而在社团之间的节点之 间的连接相对稀疏；并且在同一社团内的大部分用户所关心的内容兴趣也是相似 的。本发明在同一SDN控制器下，对不同社团的节点进行缓存管理；

二节点社团重要度：基于节点在与不在网络中其表示网络邻接矩阵的特征值 的变化表示节点对网络社团特性的重要度，如：其中，c为网络中 社团数目，v_i表示以网络中的路由器为节点，路由器之间的物理链路为边构建的 邻接矩阵的第i个特征向量，v_ik表示特征向量v_i中的第k个元素，为归一化节点 社团重要度，定义IN_k＝P_k/c，满足本发明在同一SDN控制器下，在 同一社团内，实现节点社团重要度与内容流行度的匹配，提高缓存空间的利用率；

三社团重要度：基于社团内节点社团重要度表示在同一控制器下不同社团的 重要度，如：其中表示社团C_k内的节点数目；本发明在同一 SDN控制器下，在不同社团间，实现社团重要度与内容流行度的匹配，更进一 步提高缓存空间的利用率；

四内容流行度：定义内容对象被访问的概率为内容流行度，以一个控制器下 的节点或社团为单位，设其内容集合为CP＝{cp_i|i＝1,2,…,N}，CP中的内容cp_i按其流行度的级别高低进行标号，如对任意i<j，则被访问的概率p_i<p_j；本发明 在同一SDN控制器下，流行度高的内容优先存储于社团重要度大的社团内的节 点重要度大的节点处，易于被其它的节点访问。

2.根据权利要求1所述的基于SDN的ICN缓存方法，其特征是：

Step1：SDN控制面感知ICN首次经过控制器下交换机的数据包；

Step2：交由控制器完成缓存方法的生成，在缓存方法生成过程中，如图2 所示，主要完成两个方面的工作，其具体的实施方法如下：

(1)确定内容的放置位置。在同一控制器内，内容放置位置包括两个策略， 一是确定内容缓存社团的方法；二是在社团内确定内容缓存节点的方法；

确定内容缓存社团的方法：在同一控制器内，首先依据社团重要度，将社团 从大到小进行排序，设一个控制器内的社团集合为IC＝{IC_i|i＝1,2,…,C}，C表示 同一控制器下社团的个数，如对任意i<j，则IC_i<IC_j，然后，依据控制器下的内 容流行度将内容的均分为C个区间，同时比较需存储的内容的流行度与整个控 制器下内容流行度，确定其所属的区间，从而确定内容的缓存社团；

在社团内确定内容缓存节点方法：在完成需缓存内容所缓存的社团后，对于 同一社团，首先根据节点社团重要度将节点按降序排列，如IN＝{IN_i|i＝1,2,…, N_Ci}，然后，根据社团内的内容的流行度将内容划分为N_Ci个区间，同时比较需 存储的内容的流行度与整个社团下的内容流行度，确定其所属的区间，从而确定 内容的缓存节点；

(2)确定节点内的替换内容。根据节点的节点社团重要度和内容对象的流 行度，选择不同的内容对象进行替换；即通过节点社团重要度确定节点缓存队列 中的内容对象被替换的概率，如节点社团重要度大的节点，在缓存队列中流行度 低的内容对象被替换的概率大；而节点重要度度小的节点，在缓存队列中流行度 高的内容对象被替换的概率大，更进一步的提高缓存空间的存储效率；若所选择 的ICN节点的缓存空间大小为NC个对象。而该节点的节点社团重要度为IN_i， 而该节点所属的社团的重要度为IC_j，则该内容对象在该节点需缓存时，将按照 概率p_ij(k)替换该节点缓存队列的第k个位置的内容(k∈[1,C])，p_ij(k)定义如式(1)；

pij(k)=1α(INiICj)βk---(1)]]>

其中，α为归一化因子，满足式(2)，β为概率调节系数。

Σk=1Cpij(k)=1⇒α=Σk=1C(INiICj)βk---(2)]]>

Step3：将缓存方法下发至交换机流表传至数据面，完成缓存方法的执行。