[发明专利]一种雾计算中基于古诺博弈的协作缓存方法

说明书

本发明公开了一种雾计算中基于古诺博弈的协作缓存方法。该方法为：首先根据协同比例，将雾服务器节点划分为协作和非协作部分；然后对各个服务器节点自治域内的用户终端进行请求内容缓存，结合请求内容及链路代价进行被动内容缓存；最后通过古诺博弈对不同雾服务器节点之间相同的请求内容进行调度，使得该请求内容在整个缓存系统中获得最小链路代价，最终提高缓存系统中的空间利用率。本发明充分利用了各雾服务器节点之间的协作缓存，通过丰富整个缓存系统的内容种类，减少从云端内容中心获取内容的请求的方法，提高了用户终端体验。

技术领域

本发明属于雾计算技术领域，特别是一种雾计算中基于古诺博弈的协作缓存方法。

背景技术

随着移动互联网的飞速发展，大量的移动智能设备接入互联网。传统的云计算在应对如此海量的用户请求时所面临的问题日益突出，例如：高时延、地理位置感知弱、对移动性支持差。雾计算作为云计算的延伸，大大弥补了传统云计算的各种不足之处。雾计算是用户终端和云端内容中心之间高度虚拟化的中间层，雾计算为用户终端提供计算、存储和网络服务。不同于云计算的集中式控制框架，雾计算通过将服务器节点以分布式的方法部署在更加贴近用户终端的地理位置。由于服务器节点更加贴近用户终端，雾计算具有更低的时延、地理位置感知强、实时交互性高、移动性支持好等优点，因此雾计算广泛应用于智能电网、M2M网络、车联网等领域。

移动互联网作为如今人们日常生活的重要组成部分，音乐、视频、图片等流媒体内容的获取和发布已经成为当今互联网的主流模式。据Cisco统计数据显示：在过去5年时间内，全球IP流量增长超过4倍，到2019年，视频流量将占到整个互联网流量的80％。面对流媒体内容爆发式增长，由于移动智能终端受限于其存储容量、电池容量、无线网络信号等因素，移动终端用户从云端内容中心获取的内容非常有限。在网络流量高峰时，大量的移动终端用户请求相对热门的内容，造成该热门内容在网络中重复传输，占用了有限的网络带宽资源，对用户体验影响非常大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种雾计算中基于古诺博弈的协作缓存方法，以提高整个缓存系统的缓存命中率，减少频繁从云端内容中心获取内容所产生的链路开销。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种雾计算中基于古诺博弈的协作缓存方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，步骤3所述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：