[发明专利]一种雾计算中基于古诺博弈的协作缓存方法

权利要求书

1.一种雾计算中基于古诺博弈的协作缓存方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据各个雾服务器节点内用户终端请求内容进行被动缓存；

步骤2，根据各个雾服务器节点缓存空间使用情况，执行链路代价最小的替换策略；

步骤3，采用古诺博弈对不同雾服务器节点进行协作缓存，具体如下：

步骤3.1，初始化各雾服务器节点F_i的出价m_i；

步骤3.2，对各雾服务器节点F_i进行出价权衡，其中对于各个雾服务器节点的定价函数如下：

其中，a,b和τ均为正常数，且令τ≥1，即表明该定价函数为凸函数，从而保证了云端内容中心将该请求内容下发到使整个缓存系统链路开销最小的雾服务器节点F_i上；m＝{m₁,m₂,…,m_N}为各雾服务器节点给出的价格集合；

步骤3.3，根据步骤2.1.1可知，当各个雾服务器节点未存储请求内容时，对于各个雾服务器节点自治域内的用户终端所产生的链路开销计算公式下如下：

L^nocache＝n_i·(P_i+P_c)·C_i (9)

其中，n_i为雾服务器节点总数；P_i为雾服务器节点F_i自治域内容的单位链路开销和雾服务器节点；P_c为雾服务器节点和云端内容中心之间的的单位链路开销；C_i为请求内容的大小；

步骤3.4，当各雾服务器节点存储了请求内容时，对于各个雾服务器节点自治域内的用户终端所产生的链路开销L^cache计算公式如下：

其中，为直接由雾服务器节点提供请求内容的节点总数；N_i为缓存在雾服务器节点F_i上的内容总数；为未通过雾服务器节点F_i获取内容的链路开销；为直接通过雾服务器节点F_i获取内容的链路开销；N_i·c(p)·C_i为请求内容在雾服务器节点的缓存开销；c(p)为缓存单个内容的缓存开销；

步骤3.5，根据步骤3.3和步骤3.4，进行求差值L^save，公式如下：

其中，为雾服务器节点F_i中已缓存内容占其自治域内总的请求内容比例；P_G为云端内容中心到用户终端的单位链路开销，即P_G＝P_i+P_c；c(p)为缓存单个内容的缓存开销，且d_i＝N_i·C_i；

步骤3.6，结合公式(10)和(11)，得出基于古诺博弈的缓存模型的效用函数如下：

其中，μ为内容流行度分布因子，ω_K为总的内容被访问概率之和。

2.根据权利要求1所述的雾计算中基于古诺博弈的协作缓存方法，其特征在于，步骤1所述根据各个雾服务器节点内用户终端请求内容进行被动缓存，具体如下：

根据社交关系实体划分的方式，将用户终端划分给不同的雾服务器节点；

对各个雾服务器节点内容的用户终端请求内容进行缓存，且请求内容服从Zipf分布，各用户终端请求到达服从泊松分布；

更新各个服务器节点非协作部分的缓存信息表。

3.根据权利要求1所述的雾计算中基于古诺博弈的协作缓存方法，其特征在于，步骤2所述根据各个雾服务器节点缓存空间使用情况，执行链路代价最小的替换策略，具体如下：

在雾服务器节点缓存空间不足的情况时，分别计算各请求内容的缓存价值；

对新到达的请求内容与缓存价值最小的内容进行比较，若满足条件，则执行替换，否则不执行缓存操作；

当用户终端所属的雾服务器节点未存储请求内容时，查询其他雾服务器节点协作部分是否存储该内容，若存储则直接返回该内容，否则从云端内容中心获取内容；

更新各个雾服务器协作和非协作部门的缓存信息表。