一種移動(dòng)p2p網(wǎng)絡(luò)緩存替換方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)緩存替換方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)（MobilePeer-to-PeerNetworks,MP2巧是近年來新興的移動(dòng)數(shù)據(jù) 傳輸方式，主要用于在無基礎(chǔ)設(shè)施支持的移動(dòng)環(huán)境中數(shù)據(jù)傳輸和資源共享，在軍事戰(zhàn)場(chǎng)、災(zāi) 難救援等領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景，尤其對(duì)于電力企業(yè)來講，在電力搶險(xiǎn)、救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)、 W及電力企業(yè)野外施工等缺乏基礎(chǔ)設(shè)施支持的環(huán)境下，可W利用移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行人員間 的通信和資源的共享等，因此，移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)研究工作具有十分重要的理論價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意 義。然而，由于移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)具有節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性強(qiáng)、無線通信環(huán)境不穩(wěn)定W及節(jié)點(diǎn)能量有限等 特點(diǎn)給移動(dòng)計(jì)算環(huán)境中數(shù)據(jù)的組織與數(shù)據(jù)傳輸帶來極大的挑戰(zhàn)。因此，如何提高用戶數(shù)據(jù) 訪問效率、降低數(shù)據(jù)訪問代價(jià)是移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)研究的重要內(nèi)容。
[0003]緩存替換是指當(dāng)節(jié)點(diǎn)緩存空間已滿時(shí)，有新的數(shù)據(jù)到來時(shí)，節(jié)點(diǎn)應(yīng)按照何種方法 將緩存中的數(shù)據(jù)替換出去。研究表明，緩存技術(shù)能夠顯著降低移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)訪問時(shí)延，從 而提高整個(gè)移動(dòng)P2P系統(tǒng)工作效率。已有的多數(shù)緩存替換方法，通常僅考慮緩存數(shù)據(jù)大小、 使用頻率等簡(jiǎn)單因素，而沒有考慮數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，而實(shí)際情況是用戶訪問的數(shù)據(jù)之間 往往存在著一定的聯(lián)系，即所訪問的數(shù)據(jù)之間具有一定的相關(guān)性，因此，重視數(shù)據(jù)之間的相 關(guān)性，提高緩存命中率，對(duì)提高移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)整體工作效率具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于興趣-相關(guān)度的移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)緩存替換方法，用W 解決現(xiàn)有的緩存替換方法對(duì)用戶數(shù)據(jù)相關(guān)度考慮不足而導(dǎo)致緩存命中率較低的問題。
[0005] 本發(fā)明公開了一種基于數(shù)據(jù)相關(guān)度的移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)緩存替換方法，通過綜合考慮 緩存中數(shù)據(jù)的相關(guān)度、重要程度W及信息素濃度等因素，計(jì)算緩存中數(shù)據(jù)的價(jià)值，當(dāng)需要執(zhí) 行替換時(shí)，將價(jià)值最小的數(shù)據(jù)替換出緩存。
[0006]一種基于數(shù)據(jù)相關(guān)度的緩存替換方法，其特征在于，包括W下步驟：
[0007] 步驟S100,當(dāng)有新的數(shù)據(jù)需要緩存時(shí)，節(jié)點(diǎn)首先判斷緩存中是否有足夠的緩存空 間，有則轉(zhuǎn)步驟S400 ;否則，轉(zhuǎn)步驟S200 ;
[0008] 步驟S200,計(jì)算緩存中數(shù)據(jù)對(duì)象的價(jià)值；
[0009] 步驟S300,將價(jià)值最低的數(shù)據(jù)替換出緩存；
[0010] 步驟S400,將新的數(shù)據(jù)存入緩存中。
[0011] 該方法充分考慮了用戶數(shù)據(jù)訪問特性，從數(shù)據(jù)相關(guān)性的角度，提出新的緩存替換 方法，從而能有效的提高緩存命中率，減少緩存抖動(dòng)。通過對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說 明，本發(fā)明的運(yùn)些W及其他優(yōu)點(diǎn)將更加明顯。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的 技術(shù)方案做進(jìn)一步地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí) 施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得 的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于數(shù)據(jù)相關(guān)度的移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)緩存替換方法，包括W下 步驟：
[0014] 步驟S100,當(dāng)有新的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)需要緩存時(shí)，節(jié)點(diǎn)首先判斷緩存中是否還有剩余空 間，能夠容納該數(shù)據(jù)，如果有足夠的緩存空間，則轉(zhuǎn)步驟S400;否則，如果沒有足夠的緩存 空間，則轉(zhuǎn)步驟S200。
[0015] 步驟S200,計(jì)算緩存中的數(shù)據(jù)對(duì)象的價(jià)值。
[0016] 步驟S210,計(jì)算兩個(gè)數(shù)據(jù)dk和d之間的興趣-相關(guān)度，建立興趣-相關(guān)度矩陣。
[0017] 首先，定義節(jié)點(diǎn)ni對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象dk的興趣度，興趣度是指節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象感興趣的 程度，通過節(jié)點(diǎn)ni對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象dk的訪問頻率來衡量，節(jié)點(diǎn)n1對(duì)數(shù)據(jù)dk的興趣度(4.)計(jì)算 公式為：
[0018]
[0019] 其中，rii為網(wǎng)絡(luò)中第i個(gè)節(jié)點(diǎn)，dk為網(wǎng)絡(luò)中第k個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，其值越大，說明節(jié)點(diǎn) rii對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象dk越感興趣。
[0020] 然后，定義數(shù)據(jù)對(duì)象dk與d1的興趣-相關(guān)度R(dk，di)，定義為：
[0022] 其中，分別為網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象dk和di的興趣-相關(guān)度的 平均值，P為網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，R(dk，di)值越大，表示數(shù)據(jù)對(duì)象dk與d1的興趣-相關(guān)度 越高，反之表示相關(guān)度越低。
[002引再次，根據(jù)興趣-相關(guān)度定義，可W計(jì)算出數(shù)據(jù)對(duì)象之間的興趣-相關(guān)度，建立興 趣-相關(guān)度矩陣：對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中的全部數(shù)據(jù)對(duì)象建立興趣-相關(guān)度矩陣，矩陣中第k行第1列 的值代表數(shù)據(jù)對(duì)象dk和d1的興趣-相關(guān)度；
[0024]步驟S220,為進(jìn)入緩存中的數(shù)據(jù)對(duì)象dk定義一個(gè)信息素值^ (0，數(shù)據(jù)對(duì)象dk的 信息素濃度會(huì)隨著時(shí)間推移，逐漸揮發(fā)；數(shù)據(jù)對(duì)象的信息素會(huì)定期進(jìn)行更新，數(shù)據(jù)對(duì)象dk每 命中一次，則信息素濃度得到增加；若數(shù)據(jù)對(duì)象dk-直沒有被再次命中，則隨著時(shí)間推移， 其信息素濃度越來越弱；新進(jìn)入緩存中數(shù)據(jù)對(duì)象dk的信息素初始濃度值為1，P為一個(gè)取 值范圍在0到1之間的常數(shù)，表示信息素的保留部分，（1-P)表示信息素?fù)]發(fā)程度，X為距 離上一次被訪問的時(shí)間間隔，對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象dk的信息素rd, 0)進(jìn)行更新，具體公式為： 陽0巧]
[00%] 步驟S230,計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)象dk的重要度化.（f) ?計(jì)算公式為：
[00測(cè)其中Size(dk)表示數(shù)據(jù)對(duì)象dk的大小，Wa的表示數(shù)據(jù)對(duì)象dk在t時(shí)刻被訪問 的總次數(shù)，數(shù)據(jù)對(duì)象dk的重要度與數(shù)據(jù)對(duì)象大小成反比，與訪問次數(shù)成正比。
[00巧]步驟S240,計(jì)算兩個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象dk和d1的支持度Sup(dk,山），計(jì)算公式為：
[0030]
陽03USup化，di)值越大，說明數(shù)據(jù)對(duì)象dk和d1同時(shí)出現(xiàn)的概率越高，其相關(guān)性就越高。
[0032] 步驟S250,計(jì)算兩個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象dk和d1的置信度Con(dk,山），計(jì)算公式為：
[0033]
[0034] 若置信度為100%，則說明數(shù)據(jù)對(duì)象dk和di可W捆綁緩存，反之，若置信度較低， 則說明運(yùn)兩個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)性不大。
[0035] 步驟S260,計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)象dk在t時(shí)刻的緩存價(jià)值函數(shù)A(0，計(jì)算公式為：
[0037] 其中，dv為新到的第V個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，Dr為除CU之外新到的全部數(shù)據(jù)集合， a, 0，丫分別為數(shù)據(jù)相關(guān)度、數(shù)據(jù)重要性、W及數(shù)據(jù)信息素在價(jià)值函數(shù)所占的重要程度， 曰，6, 丫G[0,1]，且曰+ 6 +丫 =1。
[0038] 步驟S300,將價(jià)值最低的數(shù)據(jù)替換出緩存。
[0039]步驟S400，將新的數(shù)據(jù)存入緩存中。
[0040] 最后應(yīng)當(dāng)說明的是：W上實(shí)施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制； 盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依 然可W對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替 換；而運(yùn)些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精 神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于數(shù)據(jù)相關(guān)度的緩存替換方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟S100,當(dāng)有新的數(shù)據(jù)需要緩存時(shí)，節(jié)點(diǎn)首先判斷緩存中是否有足夠的緩存空間，有 則轉(zhuǎn)步驟S400 ;否則，轉(zhuǎn)步驟S200 ; 步驟S200,計(jì)算緩存中數(shù)據(jù)對(duì)象的價(jià)值； 步驟S300,將價(jià)值最低的數(shù)據(jù)替換出緩存； 步驟S400,將新的數(shù)據(jù)存入緩存中。2. 如權(quán)利要求1所述的緩存替換方法，其特征在于，所述步驟S200,計(jì)算緩存空間中的 數(shù)據(jù)對(duì)象的價(jià)值，具體包括以下步驟： 步驟S210, ηι為網(wǎng)絡(luò)中第i個(gè)節(jié)點(diǎn)，d k為網(wǎng)絡(luò)中第k個(gè)數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)n i對(duì)數(shù)據(jù)d k的興趣 度Ini (dk)計(jì)算公式為：數(shù)據(jù)對(duì)象4與d :的興趣-相關(guān)度R(d k,山）定義為：其中，分別為網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象4和d i的興趣-相關(guān)度的平均 值，P為網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)； 根據(jù)興趣-相關(guān)度的定義，計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)象之間的興趣-相關(guān)度，建立興趣-相關(guān)度矩 陣； 步驟S220,為進(jìn)入緩存中的數(shù)據(jù)對(duì)象dk定義一個(gè)信息素濃度& (?)，信息素濃度定期 更新，具體更新公式為：其中P為一個(gè)取值范圍在〇到1之間的常數(shù)，表示信息素的保留部分，（1-P)表示信 息素?fù)]發(fā)程度，X為距離上一次被訪問的時(shí)間間隔。 步驟S230,計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)象dk的重要程度計(jì)算公式為：其中Size(dk)表示數(shù)據(jù)對(duì)象4的大小，表示數(shù)據(jù)對(duì)象4在t時(shí)刻被訪問的總 次數(shù)； 步驟S240,計(jì)算兩個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象4和d丨的支持度Sup (d k,山），計(jì)算公式為：步驟S250,計(jì)算兩個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象4和d 置信度Con (d k，山），計(jì)算公式為：步驟S260,計(jì)算緩存中第u個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象也在t時(shí)刻的緩存價(jià)值函數(shù)泣計(jì)算公式 為：其中，dv為新到的第v個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象，D1^為除dv之外新到的全部數(shù)據(jù)集合，α，β，γ 分別為數(shù)據(jù)相關(guān)度、數(shù)據(jù)重要性、以及數(shù)據(jù)信息素在價(jià)值函數(shù)所占的重要程度， α，β，γ G [〇，1]，?α+β + γ =1。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于數(shù)據(jù)相關(guān)性的移動(dòng)P2P網(wǎng)絡(luò)緩存替換方法，其特征在于，通過分析緩存中數(shù)據(jù)對(duì)象之間的相關(guān)性、數(shù)據(jù)重要程度、以及數(shù)據(jù)信息素濃度等，綜合計(jì)算出緩存數(shù)據(jù)的價(jià)值，選取價(jià)值最低的數(shù)據(jù)替換出緩存。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明充分考慮了數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，能有效提高緩存命中率，減少緩存抖動(dòng)。
【IPC分類】H04L29/08
【公開號(hào)】CN105338088
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510744535
【發(fā)明人】崔榮喜, 趙魯寧, 商梅敬, 馬德凱, 赫明哲
【申請(qǐng)人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司東營(yíng)供電公司
【公開日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2015年11月4日