CN105653473B - 基于二元标识的缓存数据访问方法及装置 - Google Patents

基于二元标识的缓存数据访问方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于二元标识的缓存数据访问方法及装置，该方法包括：当前缓存节点获取数据访问请求中目标数据块的第一标识；所述当前缓存节点根据所述第一标识在所述当前缓存节点中查找第一级映射关系；若查找到，则所述当前缓存节点根据所述第一级映射关系对应的第二标识获取第二映射关系对应的所述目标数据块，以根据该目标数据块发送访问响应信息。本发明在满足服务提供商内容的个性化命名需求的基础上，可使缓存节点对具有不同内容提供商标识的重复内容进行识别，可实现有效减少缓存节点中重复内容的存储，进而提高缓存的资源利用率。

Description

基于二元标识的缓存数据访问方法及装置
技术领域
本发明涉及计算机网络技术，尤其涉及一种基于二元标识的缓存数据访问方法及装置。
背景技术
目前，用户对互联网的访问已经从点对点通信为主的方式逐渐转为内容获取为主的方式。传统的TCP/IP网络仅能实现传输数据，并不感知所传输数据的内容，从而导致了网络上大量冗余流量传输的现象发生。
目前为了解决由于内容获取而引发的冗余流量传输问题，无论是互联网领域的实际应用还是学术研究界的未来网络设想，都把数据缓存作为基本的手段，以满足用户对内容的具有重尾分布特征的异步访问。例如，互联网采用的透明的网络缓存Web Cache,基于P2P的内容分发网络中的PPCache、内容分发网络(Content Delivery Network，CDN)中的内容缓存，以及学术研究界提出的信息/内容中心网络命名数据网络(Named DataNetworking，NDN)，DONA等。
但是，这些缓存***面临着在缓存节点内无法识别相同的内容，导致重复存储相同内容的问题，进而导致缓存利用率低下。例如，现有的数据缓存方式中，数据内容在缓存中多以统一资源定位符(Uniform Resource Locator，URL)为标识，而同样的内容在不同的内容提供商处会被赋予不同的URL，导致缓存依据URL难以识别实际内容相同的对象，进而导致在缓存中重复存储该对象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何降低内容缓存重复存储，提高缓存的利用率。
为解决上述技术问题，本发明一方面提出了一种基于二元标识的缓存数据访问方法，该方法包括：
当前缓存节点获取数据访问请求中目标数据块的第一标识，所述第一标识用于区分所述目标数据块的内容提供商；
所述当前缓存节点根据所述第一标识在所述当前缓存节点中查找第一级映射关系，所述第一级映射关系为所述当前缓存节点预先根据获取的所述目标数据块的第一标识和第二标识建立的、用于将所述第一标识和所述第二标识进行关联的关系，所述第二标识为所述目标数据块所属的用于区分所述目标数据块的内容的标识；
若查找到，则所述当前缓存节点根据所述第一级映射关系对应的第二标识获取第二映射关系对应的所述目标数据块，以根据该目标数据块发送访问响应信息，所述第二级映射关系为所述当前缓存节点预先根据所述目标数据块的所述第二标识和所述目标数据块建立的、用于将所述第二标识和所述目标数据块进行关联的关系。
优选地，所述当前缓存节点根据所述第一标识在所述当前缓存节点中查找第一级映射关系之前，该方法还包括：
所述当前缓存节点获取所述目标数据块的所述第一标识和所述第二标识；
所述当前缓存节点根据所述目标数据块、所述第一标识和所述第二标识判断所述第一级映射关系和所述第二级映射关系是否存在，以根据判断结果确定建立所述第一级映射关系，或将所述目标数据块存储于所述当前缓存节点中并建立所述第一级映射关系和所述第二级映射关系。
优选地，所述当前缓存节点根据所述目标数据块、所述第一标识和所述第二标识判断所述第一级映射关系和所述第二级映射关系是否存在，以根据判断结果确定建立所述第一级映射关系，或将所述目标数据块存储于所述当前缓存节点中并建立所述第一级映射关系和所述第二级映射关系，包括：
所述当前缓存节点根据所述第一标识和所述第二标识判断所述第一级映射关系是否存在，若否，则根据所述目标数据块和所述第二标识判断所述第二级映射关系是否存在；
若存在，则根据所述第一标识和该已存在的第二级映射关系中的第二标识建立所述第一级映射关系；
若不存在，则将所述目标数据块存储于当前缓存节点中，并根据所述第二标识和所述目标数据块建立第二级映射关系，根据所述第一标识和所述第二标识建立所述第一级映射关系。
优选地，所述当前缓存节点获取所述目标数据块的所述第一标识和所述第二标识，包括：
所述当前缓存节点监测并存储所述第一标识的第一缓存替换状态信息，所述第一缓存替换状态信息包括该第一标识的上次访问时间和第一预设时间内访问次数中的至少一项；
所述当前缓存节点监测并存储所述第二标识的第二缓存替换状态信息，所述第二缓存替换状态信息包括该第二标识的上次访问时间和第二预设时间内访问次数中的至少一项。
优选地，所述第二标识的第二缓存替换状态信息为根据各关联第一标识的第一缓存替换状态信息确定的信息，所述各关联第一标识为所述当前缓存节点中所有与该第二标识关联的第一标识。
优选地，所述第二标识包括所述目标数据块的哈希HASH值。
优选地，所述第一标识包括所述目标数据块的统一资源定位符URL。
优选地，所述当前缓存节点根据所述目标数据块、所述第一标识和所述第二标识判断所述第一级映射关系和所述第二级映射关系是否存在，以根据判断结果确定建立所述第一级映射关系，或将所述目标数据块存储于所述当前缓存节点中并建立所述第一级映射关系和所述第二级映射关系之前，该方法还包括：
所述当前缓存节点检测自身的表项存储状态，以判断所述表项存储状态是否达到预设阈值，若所述表项存储状态达到所述预设阈值，则根据已存储数据块的第一标识的第一缓存替换状态信息确定是否替换该已存储数据块的第一标识，以及根据该已存储数据块的第二标识的第二缓存替换状态信息确定是否替换该第二标识。
优选地，所述根据已存储数据块的第一标识的第一缓存替换状态信息确定是否替换该已存储数据块的第一标识，包括：
根据已存储数据块的第一标识的第一缓存替换状态信息确定是否满足第一预设缓存替换条件，若是，则判断该第一标识所关联的第二标识是否还关联有其他第一标识；
若关联，则仅删除该第一缓存替换状态信息对应的第一标识；
若未关联，则删除该第一缓存替换状态信息对应的第一标识、所述该第一标识所关联的第二标识以及该已存储数据块；
所述根据该已存储数据块的第二标识的第二缓存替换状态信息确定是否替换该第二标识，包括：
根据该已存储数据块的第二标识的第二缓存替换状态信息确定是否满足第二预设缓存替换条件，若是，则删除该第二标识以及该已存储数据块，并删除与该第二标识关联的所有第一标识。
另一方面，本发明还提供了一种基于二元标识的缓存数据访问装置，该装置包括：
第一标识获取单元，用于获取数据访问请求中目标数据块的第一标识，所述第一标识用于区分所述目标数据块的内容提供商；
第一级映射关系查找单元，用于根据所述第一标识在所述当前缓存节点中查找第一级映射关系，所述第一级映射关系为所述当前缓存节点预先根据获取的所述目标数据块的第一标识和第二标识建立的、用于将所述第一标识和所述第二标识进行关联的关系，所述第二标识为所述目标数据块所属的用于区分所述目标数据块的内容的标识；
访问响应单元，用于在所述第一级映射关系查找单元查找到所述第一级映射关系时，根据所述第一级映射关系对应的第二标识获取第二映射关系对应的所述目标数据块，以根据该目标数据块发送访问响应信息，所述第二级映射关系为所述当前缓存节点预先根据所述目标数据块的所述第二标识和所述目标数据块建立的、用于将所述第二标识和所述目标数据块进行关联的关系。
本发明通过建立数块的第一级映射关系和第二级映射关系，并通过这两种映射关系进行数据存储、访问及替换，在满足服务提供商内容的个性化命名需求的基础上，可使缓存节点对具有不同内容提供商标识的重复内容进行识别，可实现有效减少缓存节点中重复内容的存储，进而提高缓存的资源利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明一个实施例的基于二元标识的缓存数据访问方法的流程图；
图2示出了本发明另一个实施例的基于二元标识的缓存数据访问方法的流程图；
图3示出了本发明另一个实施例的基于二元标识的缓存数据访问方法的流程图；
图4示出了本发明另一个实施例的基于二元标识的缓存数据访问方法的流程图；
图5示出了本发明一个实施例的基于二元标识的缓存数据访问装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明一个实施例的基于二元标识的缓存数据访问方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
A1：当前缓存节点获取数据访问请求中目标数据块的第一标识，所述第一标识用于区分所述目标数据块的内容提供商；
A2：所述当前缓存节点根据所述第一标识在所述当前缓存节点中查找第一级映射关系，所述第一级映射关系为所述当前缓存节点预先根据获取的所述目标数据块的第一标识和第二标识建立的、用于将所述第一标识和所述第二标识进行关联的关系，所述第二标识为所述目标数据块所属的用于区分所述目标数据块的内容的标识；
A3：若查找到，则所述当前缓存节点根据所述第一级映射关系对应的第二标识获取第二映射关系对应的所述目标数据块，以根据该目标数据块发送访问响应信息，所述第二级映射关系为所述当前缓存节点预先根据所述目标数据块的所述第二标识和所述目标数据块建立的、用于将所述第二标识和所述目标数据块进行关联的关系；
A4：若未查找到，则根据预设转发规则向其他缓存节点转发所述数据访问请求。
本实施例通过查找数块的第一级映射关系和第二级映射关系进行基于二元标识的缓存数据访问，实现了有效减少缓存节点中重复内容的存储，进而提高了缓存的资源利用率。
图2示出了本发明另一个实施例的基于二元标识的缓存数据访问方法的流程图；如图2所示，步骤A2之前，该方法可进一步包括：
S1：所述当前缓存节点获取所述目标数据块的所述第一标识和所述第二标识；
S2：所述当前缓存节点根据所述目标数据块、所述第一标识和所述第二标识判断所述第一级映射关系和所述第二级映射关系是否存在，以根据判断结果确定建立所述第一级映射关系，或将所述目标数据块存储于所述当前缓存节点中并建立所述第一级映射关系和所述第二级映射关系。
图3示出了本发明另一个实施例的基于二元标识的缓存数据访问方法的流程图；如图3所示，步骤S2优选地包括：
S21：所述当前缓存节点根据所述第一标识和所述第二标识判断所述第一级映射关系是否存在；
S22：若是，则无需缓存该目标数据块(表明存在与该目标数据块内容相同的数据块)；
S23：若否，则根据所述目标数据块和所述第二标识判断所述第二级映射关系是否存在；
S24：若存在，则根据所述第一标识和该已存在的第二级映射关系中的第二标识建立所述第一级映射关系；
S25：若不存在，则将所述目标数据块存储于当前缓存节点中，并根据所述第二标识和所述目标数据块建立第二级映射关系，根据所述第一标识和所述第二标识建立所述第一级映射关系。
作为本实施的优选，步骤S1进一步可包括：
S11：所述当前缓存节点监测并存储所述第一标识的第一缓存替换状态信息，所述第一缓存替换状态信息包括该第一标识的上次访问时间和第一预设时间内访问次数中的至少一项。
S12：所述当前缓存节点监测并存储所述第二标识的第二缓存替换状态信息，所述第二缓存替换状态信息包括该第二标识的上次访问时间和第二预设时间内访问次数中的至少一项；
进一步地，上述第二标识的第二缓存替换状态信息可为根据各关联第一标识的第一缓存替换状态信息确定的信息，所述各关联第一标识为所述当前缓存节点中所有与该第二标识关联的第一标识。
具体地，假设指向第二标识(即内容提供商独立标识，PI-ID)的第一标识(内容提 供商依赖标识，PA-ID)的集合为则，PI(idi)的缓存 状态由中的缓存状态联合确定，例如，如果采用的是最近最少使用页面(Least Recently Used，LRU)替换算法，则PI(idi)的最近访问时间应为中所有最近访问时间 中距离当前最近的，而如果采用的是最不经常使用页(least frequently used，LFU)替换 算法，则PI(idi)的访问频次应该是中所有访问频次的累积。
在此基础上，上述第二标识包括所述目标数据块的哈希HASH值，第一标识包括所述目标数据块的统一资源定位符URL。
图4示出了本发明另一个实施例的基于二元标识的缓存数据访问方法的流程图，如图4所示，步骤S2之前，该方法还可进一步包括：
B1：所述当前缓存节点检测自身的表项存储状态；
B2：判断所述表项存储状态是否达到预设阈值；
B3：若所述表项存储状态未达到预设阈值，则无需处理；
B4：若所述表项存储状态达到所述预设阈值，则根据已存储数据块的第一标识的第一缓存替换状态信息确定是否替换该已存储数据块的第一标识，以及根据该已存储数据块的第二标识的第二缓存替换状态信息确定是否替换该第二标识。
进一步地，步骤B4中根据已存储数据块的第一标识的第一缓存替换状态信息确定是否替换该已存储数据块的第一标识，可进一步包括：
B41：根据已存储数据块的第一标识的第一缓存替换状态信息确定是否满足第一预设缓存替换条件，若是，则判断该第一标识所关联的第二标识是否还关联有其他第一标识；
若关联，则仅删除该第一缓存替换状态信息对应的第一标识；
若未关联，则删除该第一缓存替换状态信息对应的第一标识、所述该第一标识所关联的第二标识以及该已存储数据块；
可选地，步骤B4中根据该已存储数据块的第二标识的第二缓存替换状态信息确定是否替换该第二标识，可进一步包括：
B42：根据该已存储数据块的第二标识的第二缓存替换状态信息确定是否满足第二预设缓存替换条件，若是，则删除该第二标识以及该已存储数据块，并删除与该第二标识关联的所有第一标识。
图5示出了本发明一个实施例的基于二元标识的缓存数据访问装置的结构框图。如图5所示，该装置包括：
第一标识获取单元10，用于获取数据访问请求中目标数据块的第一标识，所述第一标识用于区分所述目标数据块的内容提供商；
第一级映射关系查找单元20，用于根据所述第一标识在所述当前缓存节点中查找第一级映射关系，所述第一级映射关系为所述当前缓存节点预先根据获取的所述目标数据块的第一标识和第二标识建立的、用于将所述第一标识和所述第二标识进行关联的关系，所述第二标识为所述目标数据块所属的用于区分所述目标数据块的内容的标识；
访问响应单元30，用于在第一级映射关系查找单元20查找到所述第一级映射关系时，根据所述第一级映射关系对应的第二标识获取第二映射关系对应的所述目标数据块，以根据该目标数据块发送访问响应信息，所述第二级映射关系为所述当前缓存节点预先根据所述目标数据块的所述第二标识和所述目标数据块建立的、用于将所述第二标识和所述目标数据块进行关联的关系。
本实施例所述的基于二元标识的缓存数据访问装置可以用于执行上述基于二元标识的缓存数据访问方法实施例，其原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本发明通过建立数块的第一级映射关系和第二级映射关系，并通过这两种映射关系进行数据缓存、数据访问及数据删除，在满足服务提供商内容的个性化命名需求的基础上，可使缓存节点对具有不同内容提供商标识的重复内容进行识别，可实现有效减少缓存节点中重复内容的存储，进而提高缓存的资源利用率。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于二元标识的缓存数据访问方法，其特征在于，包括：
当前缓存节点获取数据访问请求中目标数据块的第一标识，所述第一标识用于区分所述目标数据块的内容提供商；
所述当前缓存节点根据所述第一标识在所述当前缓存节点中查找第一级映射关系，所述第一级映射关系为所述当前缓存节点预先根据获取的所述目标数据块的第一标识和第二标识建立的、用于将所述第一标识和所述第二标识进行关联的关系，所述第二标识为所述目标数据块所属的用于区分所述目标数据块的内容的标识；
若查找到，则所述当前缓存节点根据所述第一级映射关系对应的第二标识获取第二级映射关系对应的所述目标数据块，以根据该目标数据块发送访问响应信息，所述第二级映射关系为所述当前缓存节点预先根据所述目标数据块的所述第二标识和所述目标数据块建立的、用于将所述第二标识和所述目标数据块进行关联的关系；
所述当前缓存节点根据所述第一标识在所述当前缓存节点中查找第一级映射关系之前，该方法还包括：
所述当前缓存节点获取所述目标数据块的所述第一标识和所述第二标识；
所述当前缓存节点根据所述目标数据块、所述第一标识和所述第二标识判断所述第一级映射关系和所述第二级映射关系是否存在，以根据判断结果确定建立所述第一级映射关系，或将所述目标数据块存储于所述当前缓存节点中并建立所述第一级映射关系和所述第二级映射关系。
2.如权利要求1所述的基于二元标识的缓存数据访问方法，其特征在于，所述当前缓存节点根据所述目标数据块、所述第一标识和所述第二标识判断所述第一级映射关系和所述第二级映射关系是否存在，以根据判断结果确定建立所述第一级映射关系，或将所述目标数据块存储于所述当前缓存节点中并建立所述第一级映射关系和所述第二级映射关系，包括：
所述当前缓存节点根据所述第一标识和所述第二标识判断所述第一级映射关系是否存在，若否，则根据所述目标数据块和所述第二标识判断所述第二级映射关系是否存在；
若存在，则根据所述第一标识和该已存在的第二级映射关系中的第二标识建立所述第一级映射关系；
若不存在，则将所述目标数据块存储于当前缓存节点中，并根据所述第二标识和所述目标数据块建立第二级映射关系，根据所述第一标识和所述第二标识建立所述第一级映射关系。
3.如权利要求1所述的基于二元标识的缓存数据访问方法，其特征在于，所述当前缓存节点获取所述目标数据块的所述第一标识和所述第二标识，包括：
所述当前缓存节点监测并存储所述第一标识的第一缓存替换状态信息，所述第一缓存替换状态信息包括该第一标识的上次访问时间和第一预设时间内访问次数中的至少一项；
所述当前缓存节点监测并存储所述第二标识的第二缓存替换状态信息，所述第二缓存替换状态信息包括该第二标识的上次访问时间和第二预设时间内访问次数中的至少一项。
4.如权利要求3所述的基于二元标识的缓存数据访问方法，其特征在于，所述第二标识的第二缓存替换状态信息为根据各关联第一标识的第一缓存替换状态信息确定的信息，所述各关联第一标识为所述当前缓存节点中所有与该第二标识关联的第一标识。
5.如权利要求1所述的基于二元标识的缓存数据访问方法，其特征在于，所述第二标识包括所述目标数据块的哈希HASH值。
6.如权利要求1所述的基于二元标识的缓存数据访问方法，其特征在于，所述第一标识包括所述目标数据块的统一资源定位符URL。
7.如权利要求1所述的基于二元标识的缓存数据访问方法，其特征在于，所述当前缓存节点根据所述目标数据块、所述第一标识和所述第二标识判断所述第一级映射关系和所述第二级映射关系是否存在，以根据判断结果确定建立所述第一级映射关系，或将所述目标数据块存储于所述当前缓存节点中并建立所述第一级映射关系和所述第二级映射关系之前，该方法还包括：
所述当前缓存节点检测自身的表项存储状态，以判断所述表项存储状态是否达到预设阈值，若所述表项存储状态达到所述预设阈值，则根据已存储数据块的第一标识的第一缓存替换状态信息确定是否替换该已存储数据块的第一标识，以及根据该已存储数据块的第二标识的第二缓存替换状态信息确定是否替换该第二标识。
8.如权利要求7所述的基于二元标识的缓存数据访问方法，其特征在于，所述根据已存储数据块的第一标识的第一缓存替换状态信息确定是否替换该已存储数据块的第一标识，包括：
根据已存储数据块的第一标识的第一缓存替换状态信息确定是否满足第一预设缓存替换条件，若是，则判断该第一标识所关联的第二标识是否还关联有其他第一标识；
若关联，则仅删除该第一缓存替换状态信息对应的第一标识；
若未关联，则删除该第一缓存替换状态信息对应的第一标识、所述该第一标识所关联的第二标识以及该已存储数据块；
所述根据该已存储数据块的第二标识的第二缓存替换状态信息确定是否替换该第二标识，包括：
根据该已存储数据块的第二标识的第二缓存替换状态信息确定是否满足第二预设缓存替换条件，若是，则删除该第二标识以及该已存储数据块，并删除与该第二标识关联的所有第一标识。
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