[发明专利]一种面向内容的电力通信网缓存优化方法

说明书

本发明一种面向内容的电力通信网缓存优化方法，利用中心控制器获得带宽信息以及内容和缓存节点的容量、位置信息；通过内容和缓存节点的信息，生成请求决策向量和位置决策向，对每个文件创建二分图；对于每个服务器节点，根据实际情况构造二分图，在为每个文件构造完一个二分图之后，根据时间效率递减顺序处理，在节点容量和流量开销的限制下，完成二分图最大权重匹配，完成分配。本算法运行在电力通信网中心控制器处，在服从分布式缓存节点的磁盘空间和接入链路容量限制的前提下，以最小化电网专用网络域内的总传输时延为目标，执行缓存部署决策。通过执行算法，合理迅速地调度，优化存储位置，订阅者得以访问最近的缓存节点，从而减小传输时延。

技术领域

本发明属于网络缓存技术领域，特别涉及一种面向内容的电力通信网缓存优化方法。

背景技术

随着网络的发展，为了适应日益增长的信息访问需求，相继产生了一些数据分发技术，如P2P(peer-to-peer)、Pub/Sub(publication/subscription)、CDN(content-delivery network)、Web Cache。这些技术虽然从信息出发，但均为应用层设计，导致网络资源利用率低。信息中心网络(information-centric networking，ICN)思想最早于1979年由Nelson提出，采用以信息为中心的网络通信模型，取代传统的以地址为中心的网络通信模型，将传统的从主机到主机的通信模式改为，发布/订阅的新型传输模式，安全机制构建直接从信息出发，转发机制由传统的存储转发演进为缓存转发，并支持客户端移动，解决了海量信息高效传输问题。

目前电力通信网也面临着来自海量信息的挑战。由于电网结构的日益复杂，负荷增长迅速，安全稳定问题日益突出；其次，传统电网如何与大规模可再生能源、大范围的分布式电源结合。分布式电源及可再生能源的引入将进一步增加电网的监控运维压力，为了保证电网的稳定性和安全性必须实时监测各个节点设备的电压、温度等信息，监控信息将大量增长。如何高效、实时的获取海量监控信息也是电网发展面临的一大挑战。为此，PMU(Phaser Measurement Unit，同步相量测量装置)测量技术在多个国家的输电网中得到应用，如NASPI(North American SynchroPhasor Initiative)运行着被称为NASPInet的大规模网络，以及欧盟的C-DAX项目。PMU能准确的检测电网中不同节点的同步向量，用来反映电力系统的波形，如：电压和电流。但针对电网监测的环境，对于检测信息的获取更多的是一对多甚至多对多的场景。

传统网络协议设计时倾向于针对端到端传输，目前网络中以获取信息为主要目标的应用对传统的网络传输协议形成了巨大挑战；虽然技术人员通过打补丁的方式在一定程度上缓解了上述压力，但目前的网络架构已经无法充分满足用户需求。此外电力通信网中视频和话音通信业务量在日益增长，高清视频点播、直播服务将进一步凸显TCP/IP体系结构所存在的数据传输瓶颈。

然而，单单的引入发布/订阅模式能够解决目前电力通信网业务面对的部分问题，但是由于设备及链路本身性能的限制，拥塞等问题依然可能出现。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种面向内容的电力通信网缓存优化方法，根据其磁盘空间和接入链路容量的限制，执行缓存部署决策，从而最小化网络域的传输时延和接入链路的传输流量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种面向内容的电力通信网缓存优化方法，每隔固定的时间间隔Δt，假设电力网中有n个缓存节点，V＝{i₁,i₂,…,i_n}，为所有缓存节点的集合，互联网为一特殊的缓存节点，记为i_n+1，有k个文件需要决策部署，F＝{f₁,f₂,…,f_k}，为所有文件的集合，其特征在于，包括如下步骤：