一種緩存資源分配的方法及裝置與流程

2023-05-24 04:46:51 4

本發明涉及資源利用技術領域，特別是涉及一種緩存資源分配的方法及裝置。

背景技術：

為了應對高清視頻、虛擬實境、在線遊戲等行動網路業務應用的快速發展，5G(The 5th Generation Mobile Communication，第五代移動通信)技術應運而生。ICN(Information-Centric Networking，信息中心網絡)作為一種新型的網絡架構，越來越得到學術界和產業界的關注，而網內緩存技術作為ICN中的關鍵技術之一，也是5G的重要潛在技術之一。網內緩存技術是通過在網絡中部署緩存，縮短用戶到內容的距離，降低用戶請求響應的時延，改善用戶的QoE(Quality of Experience，體驗質量)，在5G網絡中部署緩存，按照緩存的部署位置一般分為兩種：EPC(Evolved Packet Core，演進分組核心網)緩存和RAN(Radio Access Network，無線接入網)緩存，其中，演進分組核心網緩存也可稱為核心網緩存，無線接入網緩存也可稱為接入網緩存。

對核心網緩存深入研究，現有的一種核心網緩存資源分配方法是將CDN(Content Delivery Content，內容分發網絡)的節點部署在EPC的資源中，也就是以Overlay(覆蓋)的方式部署在核心網,通過在標準的EPC網絡中增加一個網元LGW(Local Gateway,本地網關)，與eNodeB(Evolved Node B，演進型Node B)直接連接，MME(Mobility Management Entity，移動管理實體)判斷用戶請求並根據判斷結果將用戶請求分流到LGW，實現對EPC的數據業務分流，根據用戶的最大需求分配緩存資源，但是現有的這種方法使得緩存資源分配率低，資源利用率低。

現有的另外一種緩存資源分配方法，在ICN中，每個路由節點都集成緩存資源。將用戶常用的內容存儲在CS(Content Store，內容存儲庫)中，通過LCE(Leave Copy Everywhere，每一跳都緩存)策略和LCD(Leave Copy Down，下一跳緩存)策略分配緩存資源；NDN(Named Data Networking，命名數據網絡)中採用的緩存資源分配方法是LCE策略，當用戶對某一內容的請求在某一緩存處命中或者到達內容發布伺服器時，在內容的返迴路徑上的每一處都緩存一份該內容的副本；其他的採用LCD策略，每當有內容被命中時，都會將內容向內容返迴路徑中的下一跳節點複製一次，現有的ICN中這種路由節點分配緩存資源的方法，使得緩存資源分配率低，資源利用率低。

總之，現有技術中緩存資源分配方法存在的問題是：緩存資源分配率低，資源利用率低。

技術實現要素：

本發明實施例的目的在於提供一種緩存資源分配的方法及裝置，以提高緩存資源分配率和資源利用率。具體技術方案如下：

一方面，本發明實施例提供了一種緩存資源分配的方法，包括：

通過虛擬化技術將核心網中的多個緩存節點切分為多個網絡切片；

選擇所述多個緩存節點中預設個數的緩存節點，生成指示所述多個網絡切片是否佔用多個緩存節點的緩存資源的指示矩陣；

根據所述指示矩陣，對選擇的緩存節點隨機進行緩存資源分配，得到當前緩存資源分配矩陣的集合；

隨機選取所述集合中的當前緩存資源分配矩陣，並對選取的當前緩存資源分配矩陣進行優化，得到優化後的當前緩存資源分配矩陣；

獲取並根據選取的當前緩存資源分配矩陣中的第一緩存資源分配量和所述優化後的當前緩存資源分配矩陣中的第二緩存資源分配量，通過預設算法，分別對應得到網絡運營商的初始收益和網絡運營商的當前收益；

在所述優化後的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的當前收益，大於所述選取的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的初始收益時，得到並根據最終優化後的緩存資源分配矩陣，進行緩存資源分配。

優選的，在所述隨機選取所述集合中的當前緩存資源分配矩陣，並對選取的當前緩存資源分配矩陣進行優化，得到優化後的當前緩存資源分配矩陣之後，所述緩存資源分配的方法還包括：

將所述優化後的當前緩存資源分配矩陣添加至所述集合中。

優選的，所述隨機選取所述集合中的當前緩存資源分配矩陣，並對選取的當前緩存資源分配矩陣進行優化，包括：

隨機選取所述集合中的至少一個當前緩存資源分配矩陣，並對選取的至少一個當前緩存資源分配矩陣中的任一行重新分配緩存資源數據。

優選的，所述隨機選取所述集合中的當前緩存資源分配矩陣，並對選取的當前緩存資源分配矩陣進行優化，包括：

隨機選取所述集合中的一個當前緩存資源分配矩陣；

隨機選取所述一個當前緩存資源分配矩陣中的第一矩陣元素，分配至第一原始空閒矩陣，並在所述第一原始空閒矩陣中的除所述第一矩陣元素佔用的矩陣位置以外的其他矩陣位置，隨機產生緩存資源數據；

隨機選取所述一個當前緩存資源分配矩陣的除所述第一矩陣元素以外的第二矩陣元素，分配至第二原始空閒矩陣，並在所述第二原始空閒矩陣中的除所述第二矩陣元素佔用的矩陣位置以外的其他矩陣位置，隨機產生緩存資源數據，其中，所述第二原始空閒矩陣、所述第一原始空閒矩陣及所述一個當前緩存資源分配矩陣的矩陣大小相同。

優選的，所述隨機選取所述集合中的當前緩存資源分配矩陣，並對選取的當前緩存資源分配矩陣進行優化，包括：

隨機選取所述集合中的兩個當前緩存資源分配矩陣，隨機分別從所述兩個當前緩存資源分配矩陣中選擇緩存資源數據，並根據所述緩存資源數據，產生新的矩陣，其中，所述新的矩陣的大小與所述兩個當前緩存資源分配矩陣的大小相同。

優選的，所述獲取並根據選取的當前緩存資源分配矩陣中的第一緩存資源分配量和所述優化後的當前緩存資源分配矩陣中的第二緩存資源分配量，通過預設算法，分別對應得到網絡運營商的初始收益和網絡運營商的當前收益，包括：

根據所述第一緩存資源分配量，得到緩存節點分配緩存資源的第一初始能量消耗成本、網絡切片響應請求的第二初始能量消耗成本和收取的初始費用；

將所述初始費用、與所述第一初始能量消耗成本和所述第二初始能量消耗成本之和、的差值，作為所述初始收益；

根據所述第二緩存資源分配量，得到緩存節點分配緩存資源的第一當前能量消耗成本、網絡切片響應請求的第二當前能量消耗成本和收取的當前費用；

將所述當前費用、與所述第一當前能量消耗成本和所述第二當前能量消耗成本之和、的差值，作為所述當前收益。

優選的，位於所述在所述優化後的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的當前收益大於所述選取的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的初始收益時，得到最終優化後的緩存資源分配矩陣之前，所述緩存資源分配的方法還包括：

判斷所述優化後的當前資源分配矩陣對應的網絡運營商的當前收益是否大於所述選取的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的初始收益；

如果否，繼續隨機選取所述集合中的當前緩存資源分配矩陣，並對選取的當前緩存資源分配矩陣進行優化；

如果是，得到最終優化後的緩存資源分配矩陣。

另一方面，本發明實施例還公開了一種緩存資源分配的裝置，包括：

切片模塊，用於通過虛擬化技術將核心網中的多個緩存節點切分為多個網絡切片；

指示矩陣生成模塊，用於選擇所述多個緩存節點中預設個數的緩存節點，生成指示所述多個網絡切片是否佔用多個緩存節點的緩存資源的指示矩陣；

集合生成模塊，用於根據所述指示矩陣，對選擇的緩存節點隨機進行緩存資源分配，得到當前緩存資源分配矩陣的集合；

優化模塊，用於隨機選取所述集合中的當前緩存資源分配矩陣，並對選取的當前緩存資源分配矩陣進行優化，得到優化後的當前緩存資源分配矩陣；

收益計算模塊，用於獲取並根據選取的當前緩存資源分配矩陣中的第一緩存資源分配量和所述優化後的當前緩存資源分配矩陣中的第二緩存資源分配量，通過預設算法，分別對應得到網絡運營商的初始收益和網絡運營商的當前收益；

緩存資源分配模塊，用於在所述優化後的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的當前收益，大於所述選取的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的初始收益時，得到並根據最終優化後的緩存資源分配矩陣，進行緩存資源分配。

優選的，所述緩存資源分配的裝置，還包括：

添加模塊，用於將所述優化後的當前緩存資源分配矩陣添加至所述集合中。

優選的，所述優化模塊，進一步用於隨機選取所述集合中的至少一個當前緩存資源分配矩陣，並對選取的至少一個當前緩存資源分配矩陣中的任一行重新分配緩存資源數據。

本發明實施例提供的緩存資源分配方法及裝置，將核心網中的多個緩存節點切分為多個網絡切片，首先對緩存節點隨機進行緩存資源分配，得到當前緩存資源分配矩陣的集合，選取集合中的當前緩存資源分配矩陣，根據化學反應優化算法的不同子反應對選取的當前緩存資源分配矩陣進行優化，直至優化後的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的當前收益，大於選取的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的初始收益，得到並根據最終優化後的緩存資源分配矩陣，進行緩存資源分配。通過結合網內緩存技術和網絡切片技術，將緩存節點的緩存資源分配給多個網絡切片，對緩存節點的緩存資源分配進行迭代優化，提高緩存資源分配率和資源利用率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例緩存資源分配的方法的流程示意圖；

圖2為本發明實施例集成網內緩存和網絡切片技術的網絡示意圖；

圖3為本發明實施例緩存資源分配的裝置的示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

本發明實施例公開了一種緩存資源分配的方法，參照圖1進行詳細說明，包括：

步驟101，通過虛擬化技術將核心網中的多個緩存節點切分為多個網絡切片。

需要說明的是，本發明緩存資源分配的方法是基於集成網絡切片技術和網內緩存技術的核心網模型，具體的可以是5G核心網。網內緩存技術通過在網絡中部署緩存節點，縮短用戶獲得緩存資源的距離，在核心網中應用網內緩存技術部署分布式的緩存節點，如圖2所示，在核心網201中部署8個緩存節點202，在實際應用中部署的緩存節點202的個數可以根據實際需求確定，每一個緩存節點有一定容量C的緩存資源，C是在實際應用過程中，按照實際需求確定的。

網絡切片技術是將單一的物理網絡架構抽象並且切片成一個個的虛擬網絡，按需向用戶提供端到端差異化服務的技術；虛擬化技術是將核心網中的專用設備的軟硬體功能轉移到虛擬主機上。

每一個緩存節點的緩存資源，可以動態地分配給網絡基礎設施中，被切分為不同業務對應的不同網絡切片，每一個業務對應的網絡切片可以佔用不同緩存節點的緩存資源，緩存節點分配緩存資源給每一個業務對應的網絡切片的過程中滿足能量守恆定律，具體指的是每一個緩存節點都有一定容量的緩存資源，在實際的緩存資源分配過程中，每個緩存節點分配給不同業務對應的不同網絡切片的緩存資源的和不大於緩存節點的容量。

在實際應用中，如圖2所示，緩存節點201分配緩存資源，通過回程線路203提供給不同的業務，有基站204通過汽車205形成的自動駕駛業務、手機206和手機207通過基站204形成的智慧型手機業務，當然實際應用中，除了圖2中描述的自動駕駛業務和智慧型手機業務，還有高清視頻、虛擬實境、在線遊戲和物聯網業務等，最終用戶208享受到業務帶來的便利。

本發明實施例中通過虛擬化技術將部署在核心網中的多個緩存節點虛擬、切分為M個網絡切片，M是在實際應用過程中，按照實際需求確定的。緩存節點的緩存資源分配給M個網絡切片，進而將緩存的節點的緩存資源分配給如圖2中所示網絡基礎設施中不同業務對應的不同網絡切片。

步驟102，選擇所述多個緩存節點中預設個數的緩存節點，生成指示所述多個網絡切片是否佔用多個緩存節點的緩存資源的指示矩陣。

指示矩陣中通過預設標識符進行指示標識。預設標識符具體可以是數字、也可以是字母、還可以是符號。優選的，本發明實施例使用數字0、1指示標識，其中，1指示標識選擇該緩存節點，即多個網絡切片佔用該緩存節點的緩存資源，0指示標識未選擇該緩存節點，即多個網絡切片未佔用該緩存節點的緩存資源。

步驟103，根據所述指示矩陣，對選擇的緩存節點隨機進行緩存資源分配，得到當前緩存資源分配矩陣的集合。

根據指示矩陣，對指示標識符為1的緩存節點進行緩存資源分配，得到當前緩存資源分配矩陣，當前緩存資源分配矩陣是N×M大小的矩陣，其中，N表示核心網中的多個緩存節點的個數，M表示核心網中的多個緩存節點切分為的多個網絡切片的個數；重複緩存節點分配緩存資源的過程，得到由多個當前緩存資源分配矩陣組成的當前緩存資源分配矩陣的集合。

步驟104，隨機選取所述集合中的當前緩存資源分配矩陣，並對選取的當前緩存資源分配矩陣進行優化，得到優化後的當前緩存資源分配矩陣。

對當前緩存資源分配矩陣的優化可以是任一種可以實現優化的方法，考慮到CRO(Chemical Reaction Optimization，化學反應優化算法)的特點，本發明實施例根據CRO算法對當前緩存資源分配矩陣進行優化。

CRO是一種啟發式算法，在化學反應優化算法中，主要的研究對象有分子結構、分子勢能以及分子動能等。其中，分子結構表示優化問題的解，分子勢能表示優化問題的目標函數值，分子動能表示分子獲得更差解的容忍程度，即跳出局部最優解的能力。CRO包括四種類型的分子反應：撞牆反應、分解反應、碰撞反應和合成反應。這四種反應會對分子結構產生程度不同的影響，進而對優化問題的解產生不同程度的影響。根據CRO的分子反應，其中，對四種子反應的選擇服從均勻分布，對當前緩存資源分配矩陣重新分配緩存資源，根據選擇的子反應的不同，採用不同的方法對當前緩存資源分配矩陣進行優化，得到優化後的當前緩存資源分配矩陣。

步驟105，獲取並根據選取的當前緩存資源分配矩陣中的第一緩存資源分配量和所述優化後的當前緩存資源分配矩陣中的第二緩存資源分配量，通過預設算法，分別對應得到網絡運營商的初始收益和網絡運營商的當前收益。

網絡運營商是通過提供緩存資源獲得收益，網絡運營商獲得的收益是根據緩存節點的重要性和緩存資源分配量確定的，其中，緩存節點的重要性是根據緩存節點分配給多個網絡切片的緩存資源分配量確定的。

步驟106，在所述優化後的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的當前收益，大於所述選取的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的初始收益時，得到並根據最終優化後的緩存資源分配矩陣，進行緩存資源分配。

選取當前緩存資源分配矩陣的集合中的當前緩存資源進行迭代優化，直至滿足迭代優化結束條件，得到最終優化後的當前緩存資源分配矩陣，進而根據該最終優化後的當前緩存資源分配矩陣，進行緩存資源分配。其中，迭代優化結束條件為優化後的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的當前收益，大於選取的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的初始收益。

本發明實施例緩存資源分配的方法，將核心網中的多個緩存節點切分為多個網絡切片，首先對緩存節點隨機進行緩存資源分配，得到當前緩存資源分配矩陣的集合，選取集合中的當前緩存資源分配矩陣進行優化，直至優化後的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的當前收益，大於選取的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的初始收益，得到並根據最終優化後的緩存資源分配矩陣，進行緩存資源分配。通過結合網內緩存技術和網絡切片技術，將緩存節點的緩存資源分配給多個網絡切片，對緩存節點的緩存資源分配進行迭代優化，提高緩存資源分配率和資源利用率。

優選的，在隨機選取集合中的當前緩存資源分配矩陣，並對選取的當前緩存資源分配矩陣進行優化，得到優化後的當前緩存資源分配矩陣之後，緩存資源分配的方法還包括：

將優化後的當前緩存資源分配矩陣添加至集合中。

本發明實施例緩存資源分配的方法中，對當前緩存資源分配矩陣進行優化的過程是迭代優化的過程，所以將優化後的當前緩存資源分配矩陣添加至當前緩存資源分配矩陣的集合中，以此可以將優化後的當前緩存資源分配矩陣作為進一步需要優化的當前緩存資源分配矩陣，可以在至少一次優化的基礎上繼續進行優化，直至得到最終優化後的當前緩存資源分配矩陣。

優選的，隨機選取集合中的當前緩存資源分配矩陣，並對選取的當前緩存資源分配矩陣進行優化，包括：

隨機選取集合中的至少一個當前緩存資源分配矩陣，並對選取的至少一個當前緩存資源分配矩陣中的任一行重新分配緩存資源數據。

根據CRO的子反應，對當前緩存資源分配矩陣進行優化，不同的子反應對優化問題的解產生不同程度的影響，可以對當前緩存資源分配矩陣分別根據不同的反應進行優化。因為撞牆反應對優化問題的解產生的影響程度較小，所以當選擇的是撞牆反應，根據撞牆反應對當前緩存資源分配矩陣進行優化時，隨機選取當前緩存資源分配矩陣的集合中的一個當前緩存資源分配矩陣，選擇該當前緩存資源分配矩陣中的任一行重新分配緩存資源數據。在當前緩存資源分配矩陣中，任一行的元素表示所有緩存節點中的一個緩存節點的緩存資源的分配情況，對選擇的該當前緩存資源分配矩陣中的任一行重新分配數據，即選擇所有緩存節點中的一個緩存節點，將該緩存節點的緩存資源重新分配給不同的網絡切片，具體的該緩存節點的緩存資源分配給哪些網絡切片，分配給具體的網絡切片多少緩存資源是實際應用過程中隨機進行的。

因為碰撞反應對優化問題的解產生的影響程度較小，所以當選擇碰撞反應，根據碰撞反應對當前緩存資源分配矩陣進行優化時，隨機選取當前緩存資源分配矩陣的集合中的兩個當前緩存資源分配矩陣，分別對選取的兩個當前緩存資源分配矩陣中的任一行重新分配數據。具體的分配過程類似於上述根據撞牆反應對當前緩存資源分配矩陣重新分配緩存資源數據的過程，這裡就不再贅述。

優選的，隨機選取集合中的當前緩存資源分配矩陣，並對選取的當前緩存資源分配矩陣進行優化，包括：

第一步，隨機選取集合中的一個當前緩存資源分配矩陣；

第二步，隨機選取一個當前緩存資源分配矩陣中的第一矩陣元素，分配至第一原始空閒矩陣，並在第一原始空閒矩陣中的除第一矩陣元素佔用的矩陣位置以外的其他矩陣位置，隨機產生緩存資源數據；

第三步，隨機選取一個當前緩存資源分配矩陣的除第一矩陣元素以外的第二矩陣元素，分配至第二原始空閒矩陣，並在第二原始空閒矩陣中的除第二矩陣元素佔用的矩陣位置以外的其他矩陣位置，隨機產生緩存資源數據，其中，第二原始空閒矩陣、第一原始空閒矩陣及一個當前緩存資源分配矩陣的矩陣大小相同。

因為分解反應對優化問題的解產生的影響程度較大，所以當選擇分解反應，根據分解反應對當前緩存資源分配矩陣通過重新分配緩存資源數據進行優化時，隨機選取當前緩存資源分配矩陣的集合中的一個當前緩存資源分配矩陣，將選取的當前緩存資源分配矩陣中的元素隨機分配給兩個原始空閒矩陣，具體的將當前緩存資源分配矩陣中的元素分配給兩個原始空閒矩陣中的哪一個原始空閒矩陣，分配給原始空閒矩陣中的哪個矩陣位置，是按實際需求隨機進行的。

將N×M大小的當前緩存資源分配矩陣的元素分配給兩個N×M大小的原始空閒矩陣，其中，N表示核心網的所有緩存節點的個數，M表示核心網的緩存節點切分的網絡切片的個數，因為兩個原始空閒矩陣的大小是與當前緩存資源分配矩陣大小相同的，所以兩個原始空閒矩陣會有矩陣位置不能從當前緩存資源分配矩陣中得到緩存資源數據，這些矩陣位置的矩陣元素是在實際應用過程中隨機產生的。

優選的，隨機選取集合中的當前緩存資源分配矩陣，並對選取的當前緩存資源分配矩陣進行優化，包括：

隨機選取集合中的兩個當前緩存資源分配矩陣，隨機分別從兩個當前緩存資源分配矩陣中選擇緩存資源數據，並根據緩存資源數據，產生新的矩陣，其中，新的矩陣的大小與兩個當前緩存資源分配矩陣的大小相同。

不同的分子反應對優化問題的解產生不同程度的影響，因為合成反應對優化問題的解產生的影響程度大，所以當選擇合成反應，根據合成反應對當前緩存資源分配矩陣通過重新分配進行優化時，隨機選取當前緩存資源分配矩陣的集合中的兩個當前緩存資源分配矩陣，從兩個當前緩存資源分配矩陣中選擇緩存資源數據形成新的矩陣，形成的新的矩陣和當前緩存資源分配矩陣的大小是相同的，大小為N×M，其中，N表示核心網的所有緩存節點的個數，M表示核心網的緩存節點切分的網絡切片的個數，從兩個當前緩存資源分配矩陣中的具體一個矩陣選擇多少個數據或者從矩陣中選擇哪些數據，是在實際應用過程中按照實際需求隨機選擇的。

優選的，獲取並根據選取的當前緩存資源分配矩陣中的第一緩存資源分配量和優化後的當前緩存資源分配矩陣中的第二緩存資源分配量，通過預設算法，分別對應得到網絡運營商的初始收益和網絡運營商的當前收益，包括：

第一步，根據第一緩存資源分配量，得到緩存節點分配緩存資源的第一初始能量消耗成本、網絡切片響應請求的第二初始能量消耗成本和收取的初始費用；

第二步，將初始費用、與第一初始能量消耗成本和第二初始能量消耗成本之和、的差值，作為初始收益；

第三步，根據第二緩存資源分配量，得到緩存節點分配緩存資源的第一當前能量消耗成本、網絡切片響應請求的第二當前能量消耗成本和收取的當前費用；

第四步，將當前費用、與第一當前能量消耗成本和第二當前能量消耗成本之和、的差值，作為當前收益。

網絡運營商提供服務期望得到收益，其中，收益包括初始收益和當前收益，網絡運營商向用戶提供使用緩存資源的服務時會收取費用，其中，費用包括初始費用和當前費用，但是在實際的應用中，緩存節點向網絡切片分配緩存資源時中會付出成本，本發明實施例中只考慮緩存節點分配緩存資源過程中產生的能量消耗成本，其中，能量消耗成本包括緩存節點分配緩存資源的能量消耗成本、網絡切片響應請求的能量消耗成本，緩存節點分配緩存資源的能量消耗成本包括，緩存節點分配緩存資源的第一初始能量消耗成本和緩存節點分配緩存資源的第一當前能量消耗成本，網絡切片響應請求的能量消耗成本包括，網絡切片響應請求的第二初始能量消耗成本和網絡切片響應請求的第二當前能量消耗成本，當然實際應用中還會有其它方面的能量消耗成本，本發明不予考慮。所以網絡運營商的收益是網絡運營商向用戶提供網絡切片使用緩存資源時收取的費用與緩存節點分配緩存資源過程中產生的能量消耗成本的差值。

網絡運營商的收益與網絡切片佔用的緩存資源量成線性關係，網絡切片佔用的緩存資源量越多，網絡運營商向用戶提供網絡切片使用緩存資源時收取的費用越多，同時，網絡運營商向用戶提供網絡切片使用緩存資源時收取的費用與緩存節點的重要性有關係，緩存節點的位置、市場等因素導致緩存節點在應用過程中的重要性也不同，緩存節點的重要性通過設置的緩存節點價格權重表示。

緩存節點分配緩存資源過程中產生的能量消耗成本，主要考慮緩存節點分配緩存資源的能量消耗成本、網絡切片響應請求的能量消耗成本。緩存節點分配緩存資源的能量消耗成本，即內容緩存或緩存替代更新帶來的能量消耗成本，與緩存節點分配給網絡切片的緩存資源分配量有直接的關係，緩存節點分配給網絡切片的緩存資源分配量越多即網絡切片佔用緩存節點的緩存資源分配量越多，產生的緩存節點分配緩存資源的能量消耗成本越高，同時，在實際應用過程中，單位時間中內容緩存或緩存替代更新的頻率越高，該能量消耗成本越高，但是相比較於緩存資源分配量對內容緩存或緩存替代更新帶來的能量消耗成本的影響程度，內容緩存或緩存替代更新的頻率對該能量消耗成本影響程度較小，所以在本發明中不考慮該因素對能量消耗成本帶來的影響。

網絡切片響應請求的能量消耗成本，即內容響應請求的能量消耗成本，同樣地，與緩存節點分配給網絡切片的緩存資源分配量有直接的關係，緩存節點分配給網絡切片的緩存資源分配量越多，即網絡切片佔用緩存節點的緩存資源分配量越多，產生的網絡切片響應請求的能量消耗成本越高。同時，在實際應用過程中，網絡切片響應請求的頻率越高，產生的該能量消耗成本越高，同樣地，考慮到相比較於緩存資源分配量對該能量消耗成本的影響程度，網絡切片響應請求的頻率對該能量消耗成本的影響程度較小，所以本發明實施例不考慮網絡切片響應請求的頻率對該能量消耗成本帶來的影響。

通過選取的當前緩存資源分配矩陣，得到緩存節點分配給網絡切片的緩存資源分配量，通過該緩存資源分配量，得到網絡運營商向用戶提供網絡切片使用緩存資源時收取的初始費用、緩存節點分配緩存資源的第一初始能量消耗成本和網絡切片響應請求的第二初始能量消耗成本，網絡運營商向用戶提供網絡切片使用緩存資源時收取的初始費用，與緩存節點分配緩存資源的第一初始能量消耗和網絡切片響應請求的第一初始能量消耗成本之和、的差，作為網絡運營商的初始收益；

根據優化後的當前緩存資源分配矩陣中的緩存資源分配量，得到網絡運營商的當前收益，當前收益的計算方法與初始收益的計算方法相同，這裡就不再贅述。

優選的，位於在優化後的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的當前收益大於選取的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的初始收益時，得到最終優化後的緩存資源分配矩陣之前，緩存資源分配的方法還包括：

判斷優化後的當前資源分配矩陣對應的網絡運營商的當前收益是否大於選取的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的初始收益；如果否，繼續隨機選取集合中的當前緩存資源分配矩陣，並對選取的當前緩存資源分配矩陣進行優化；如果是，得到最終優化後的緩存資源分配矩陣。

對緩存資源的分配進行迭代優化，迭代優化的過程中判斷優化後的當前資源分配矩陣對應的網絡運營商的當前收益是否大於選取的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的初始收益，即判斷是否滿足迭代優化結束條件，如果不滿足，繼續進行優化；如果滿足，則結束迭代優化過程，得到最終優化後的緩存資源分配矩陣。

本發明實施例根據CRO的不同子反應對當前緩存資源分配矩陣進行優化，判斷優化後的當前資源分配矩陣對應的網絡運營商的當前收益是否大於選取的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的初始收益，如果否，繼續進行優化；如果是，則得到最終優化後的緩存資源分配矩陣，並根據最終優化後的緩存資源分配矩陣，進行緩存資源分配。對緩存節點的緩存資源分配進行迭代優化，提高緩存資源分配率和資源利用率。

本發明實施例還公開了一種緩存資源分配的裝置，參照圖3進行詳細說明，包括：

切片模塊301，用於通過虛擬化技術將核心網中的多個緩存節點切分為多個網絡切片。

指示矩陣生成模塊302，用於選擇多個緩存節點中預設個數的緩存節點，生成指示多個網絡切片是否佔用多個緩存節點的緩存資源的指示矩陣。

集合生成模塊303，用於根據指示矩陣，對選擇的緩存節點隨機進行緩存資源分配，得到當前緩存資源分配矩陣的集合。

優化模塊304，用於隨機選取集合中的當前緩存資源分配矩陣，並對選取的當前緩存資源分配矩陣進行優化，得到優化後的當前緩存資源分配矩陣。

收益計算模塊305，用於獲取並根據選取的當前緩存資源分配矩陣中的第一緩存資源分配量和優化後的當前緩存資源分配矩陣中的第二緩存資源分配量，通過預設算法，分別對應得到網絡運營商的初始收益和網絡運營商的當前收益。

緩存資源分配模塊306，用於在優化後的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的當前收益，大於選取的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的初始收益時，得到並根據最終優化後的緩存資源分配矩陣，進行緩存資源分配。

本發明實施例中緩存資源分配的裝置，通過切片模塊、指示矩陣生成模塊、集合生成模塊、優化模塊、收益計算模塊、和緩存資源分配模塊，對緩存節點隨機進行緩存資源分配，得到當前緩存資源分配矩陣的集合，選取集合中的當前緩存資源分配矩陣進行優化，直至優化後的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的當前收益，大於選取的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的初始收益時，得到並根據最終優化後的緩存資源分配矩陣，進行緩存資源分配。結合網內緩存技術和網絡切片技術，以及對緩存節點的緩存資源分配進行迭代優化，提高緩存資源分配率和資源利用率。

優選的，本發明實施例的緩存資源分配的裝置，還包括：

添加模塊，用於將所述優化後的當前緩存資源分配矩陣添加至所述集合中。

優選的，本發明實施例的緩存資源分配的裝置中優化模塊，進一步用於隨機選取所述集合中的至少一個當前緩存資源分配矩陣，並對選取的至少一個當前緩存資源分配矩陣中的任一行重新分配緩存資源數據。

優選的，本發明實施例的緩存資源分配的裝置中優化模塊，包括：

選取子模塊，用於隨機選取所述集合中的一個當前緩存資源分配矩陣。

分配數據子模塊，用於隨機選取所述一個當前緩存資源分配矩陣的第一矩陣元素，分配至第一原始空閒矩陣，並在所述第一原始空閒矩陣中的除所述第一矩陣元素佔用的矩陣位置以外的其他矩陣位置，隨機產生緩存資源數據。

矩陣生成子模塊，用於隨機選取所述一個當前緩存資源分配矩陣的除所述第一矩陣元素以外的第二矩陣元素，分配至第二原始空閒矩陣，並在所述第二原始空閒矩陣中的除所述第二矩陣元素佔用的矩陣位置以外的其他矩陣位置，隨機產生緩存資源數據，其中，所述第二原始空閒矩陣、所述第一原始空閒矩陣及所述一個當前緩存資源分配矩陣的矩陣大小相同。

優選的，本發明實施例的緩存資源分配的裝置中優化模塊，進一步用於隨機選取所述集合中的兩個當前緩存資源分配矩陣，隨機分別從所述兩個當前緩存資源分配矩陣中選擇緩存資源數據，並根據所述緩存資源數據，產生新的矩陣，其中，所述新的矩陣的大小與所述兩個當前緩存資源分配矩陣的大小相同。

優選的，本發明實施例的緩存資源分配的裝置中收益計算模塊，包括：

第一成本與費用計算子模塊，用於根據所述第一緩存資源分配量，得到所述緩存節點分配緩存資源的第一初始能量消耗成本、網絡切片響應請求的第二初始能量消耗成本和收取的初始費用。

初始收益計算子模塊，用於所述初始費用、與所述第一初始能量消耗成本和所述第二初始能量消耗成本之和、的差值，作為所述初始收益。

第二成本與費用計算子模塊，用於根據所述第二緩存資源分配量，得到緩存節點分配緩存資源的第一當前能量消耗成本、網絡切片響應請求的第二當前能量消耗成本和收取的當前費用。

當前收益計算子模塊，用於所述當前費用、與所述第一當前能量消耗成本和所述第二當前能量消耗成本之和、的差值，作為所述當前收益。

本發明實施例的緩存資源分配的裝置，還包括：

判斷模塊，用於判斷所述優化後的當前資源分配矩陣對應的網絡運營商的當前收益是否大於所述選取的當前緩存資源分配矩陣對應的網絡運營商的初始收益。

繼續優化模塊，用於判斷模塊的結果為否時，繼續隨機選取所述集合中的當前緩存資源分配矩陣，並對選取的當前緩存資源分配矩陣進行優化。

結果模塊，用於判斷模塊的結果為是時，得到最終優化後的緩存資源分配矩陣。

需要說明的是，本發明實施例的裝置是應用上述緩存資源分配的方法的裝置，則上述緩存資源分配的方法的所有實施例均適用於該裝置，且均能達到相同或相似的有益效果。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關係或者順序。而且，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

本說明書中的各個實施例均採用相關的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對於系統實施例而言，由於其基本相似於方法實施例，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護範圍內。