低时延的网络内容传输方法、装置、电子设备及介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113766540A(43)申请公布日2021.12.07(21)申请号202111025877.2(22)申请日2021.09.02(71)申请人北京工业大学地址100022北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人方超徐航杨一辉胡钊鸣刘昌通林浩王朱伟(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人赵赫(51)Int.Cl.H04W24/02(2009.01)H04W40/02(2009.01)权利要求书2页说明书16页附图5页(54)发明名称低时延的网络内容传输方法、装置、电子设备及介质(57)摘要本发明提供一种低时延的网络内容传输方法、装置、设备及介质，该方法包括：使用齐普夫定律构建内容流行度模型，并构建包括微基站、宏基站以及云的网络拓扑模型；构建网络内容总时延模型，网络内容总时延模型包括计算在链路上的网络内容传输时延模型和计算在微基站、宏基站以及云中的平均逗留时延模型；根据路由策略进行路由决策，将对相同内容的请求视为相同请求，基于缓存策略对网络内容总时延模型中的平均延迟进行求解，并基于求解结果优化缓存和路由决策。本发明考虑相同内容的汇聚效果，以降低服务器利用率，从而优化网络内容传输时延、提高网络内容分发效率、减轻网络传输压力。CN113766540ACN113766540A权利要求书1/2页1.一种低时延的网络内容传输方法，其特征在于，包括：使用齐普夫定律构建内容流行度模型，并构建包括微基站、宏基站以及云的网络拓扑模型；基于所述内容流行度模型和网络拓扑模型，构建网络内容总时延模型，所述网络内容总时延模型包括计算在链路上的网络内容传输时延模型和计算在所述微基站、宏基站以及云中的平均逗留时延模型；根据路由策略进行路由决策，将对相同内容的请求视为相同请求，基于缓存策略对所述网络内容总时延模型中的平均延迟进行求解，并基于求解结果优化缓存策略和路由策略，从而降低网络内容传输的平均延迟。2.根据权利要求1所述的低时延的网络内容传输方法，其特征在于，所述链路上的传输时延包括上行传输时延与下行传输时延，其中基于上行传输的任务数据量和传输速率得到所述上行传输时延，基于下行传输的任务数据量和传输速率得到所述下行传输时延。3.根据权利要求1所述的低时延的网络内容传输方法，其特征在于，所述微基站、宏基站以及云中的逗留时延包括各自的平均排队时延和各自的平均服务时延，其中基于平均排队长度、平均到达率和请求数量未达到队伍容量的概率得到所述平均排队时延，基于缓存大小、请求所需的CPU平均转数和CPU的平均转数得到所述平均服务时延。4.根据权利要求1至3任一项所述的低时延的网络内容传输方法，其特征在于，所述基于缓存策略对所述网络内容总时延模型中的平均延迟进行求解包括求解基于所述网络内容传输时延模型和平均逗留时延模型得到的优化目标，以最小化所述网络内容总时延模型的平均时延。5.根据权利要求1至3任一项所述的低时延的网络内容传输方法，其特征在于，所述根据路由策略进行路由决策包括：按照本地微基站，直连微基站，宏基站，非直连微基站，直连宏基站，云的顺序进行路由决策。6.根据权利要求1至3任一项所述的低时延的网络内容传输方法，其特征在于，所述基于求解结果优化缓存策略和路由策略包括：基于深度强化学习的在线协同缓存策略利用DQN算法做出缓存和路由决策。7.根据权利要求6所述的低时延的网络内容传输方法，其特征在于，所述DQN算法的给定时间的网络状态空间包括网络拓扑、当前请求可到达的节点数量、缓存状态集合、可用链路带宽以及利用率。8.一种低时延的网络内容传输装置，其特征在于，包括：网络模型构建模块，用于使用齐普夫定律构建内容流行度模型，并构建包括微基站、宏基站以及云的网络拓扑模型；时延模型构建模块，用于基于所述内容流行度模型和网络拓扑模型，构建网络内容总时延模型，所述网络内容总时延模型包括计算在链路上的网络内容传输时延模型和计算在所述微基站、宏基站以及云中的平均逗留时延模型；平均延迟优化模块，用于根据路由策略进行路由决策，将对相同内容的请求视为相同请求，基于缓存策略对所述网络内容总时延模型中的平均延迟进行求解，并基于求解结果优化缓存和路由决策，从而降低网络内容传输的平均延迟。2CN113766540A权利要求书2/2页9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述低时延的网络内容传输方法的步骤。10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述低时延的网络内容传输方法的步骤。3CN113766