靠多播網(wǎng)絡(luò)中的自適應(yīng)主動(dòng)緩存管理協(xié)議論文（論文）

1、accp:可靠多播網(wǎng)絡(luò)中的自適應(yīng)主動(dòng)緩存管理協(xié)議摘要:緩存管理是影響可靠多播協(xié)議性能的重要因素。在可靠 多播領(lǐng)域，現(xiàn)有大多數(shù)緩存管理機(jī)制的設(shè)計(jì)目標(biāo)限于單多播 組的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在緩存資源被多個(gè)多播組所共享的internet 環(huán)境中采用單組緩存管理方案無(wú)法獲得預(yù)期目標(biāo)。為了解決 該問(wèn)題，基于主動(dòng)式網(wǎng)絡(luò)中路由器能夠執(zhí)行預(yù)設(shè)計(jì)算并緩存 數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，提出并實(shí)現(xiàn)了一種全新的多播網(wǎng)絡(luò)緩存管理協(xié) 議(adaptive and active cache pool,簡(jiǎn)稱(chēng) aacp)。aacp 提出全局動(dòng)態(tài)分配，borrow-in和return3種核心策略，首 次提出采用全局加權(quán)移動(dòng)平均計(jì)算緩存配額，并設(shè)計(jì)出分級(jí)tt

2、l緩存替換算法。ns2模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果數(shù)據(jù)表明，aacp能為多播網(wǎng)絡(luò)在恢復(fù)延遲，帶寬消耗和網(wǎng)絡(luò)吞吐等方面帶來(lái) 顯著的性能提升。這同時(shí)也意味著aacp將為對(duì)數(shù)據(jù)完整性 和實(shí)時(shí)性要求極高的多播應(yīng)用，如金融電子化實(shí)時(shí)系統(tǒng)和電 子白板等，提供高質(zhì)量的基礎(chǔ)支撐。關(guān)鍵詞:可靠多播；aacp;主動(dòng)網(wǎng)絡(luò);緩存管理;緩存分配在internet中實(shí)現(xiàn)可靠多播面臨系列困難，包括nack爆炸 (nackimplosion), 分布式丟失恢復(fù)(distributed loss recovery)以及受限重傳(retrans-mission scoping)等等。 lehman等提出的主動(dòng)式可靠多播協(xié)議(active re

3、liablemulticast,簡(jiǎn)稱(chēng)arm）,利用網(wǎng)絡(luò)核心部分的主動(dòng)路由器 （activerouter,簡(jiǎn)稱(chēng)ar）緩存數(shù)據(jù)，抑制重復(fù)nack包,并實(shí)現(xiàn)本地重傳。最近，研究人員提出多種在單多播組環(huán)境 中有效分配ar的緩存資源的方案和協(xié)議。在internet中,ar通常同時(shí)服務(wù)于多個(gè)多播組，由于流經(jīng)同一 ar的各個(gè)ei多播組流量可能分別穿越異構(gòu)的下游鏈路，導(dǎo)致各組的丟包 率不同，因而各組對(duì)ar緩存資源的需求程度也存在差別。若在這樣的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景中采用為單多播組環(huán)境設(shè)計(jì)的緩存分 配算法將導(dǎo)致分配結(jié)果不公平和緩存利用率低下等問(wèn)題。aacp協(xié)議通過(guò)設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)分配算法和分配策略，有效并且公平地為每個(gè)多播組計(jì)算緩

4、存配額，最大化資源利用率。實(shí)驗(yàn) 結(jié)果表明，aacp從全局共享而非局部獨(dú)享為基點(diǎn)進(jìn)行的設(shè) 計(jì)為多播網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了整體性能的提升。1問(wèn)題定義arm協(xié)議采用帶ttl的fifo策略進(jìn)行內(nèi)存管理。首先通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單模型（圖1）闡述現(xiàn)有緩存管理方案的 缺陷。模型中存在2個(gè)可靠多播組x和y。節(jié)點(diǎn)0是兩個(gè)多 播組的發(fā)送者。節(jié)點(diǎn)2, 3和4為接收者。節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)3加入多播組x,節(jié)點(diǎn)3和節(jié)點(diǎn)4加入多播組y。節(jié)點(diǎn)1是主 動(dòng)路由器。鏈路a, b和c是可靠鏈路，鏈路d是不可靠鏈路。假設(shè)數(shù)據(jù)包在可靠鏈路的傳輸過(guò)程中不會(huì)丟失，因此路 由器1不會(huì)收到x組的nack包,但可能收到來(lái)自y組接 收者4的nack包。如果路由器1的緩存容量

5、無(wú)限大可以 緩存所有流經(jīng)的數(shù)據(jù)包，當(dāng)收到nack后，路由器便總能 在其緩存中找到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)包并作為修復(fù)包轉(zhuǎn)發(fā)。然而，在 真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的路由器緩存資源有限。假設(shè)路由器1的緩 存資源已耗盡，但是多播組x和y的數(shù)據(jù)包仍然持續(xù)到達(dá)。在此場(chǎng)景中，arm采用的兩種緩沖管理方案如下:首先討論 部署simple fifo作為緩沖管理方案可能導(dǎo)致的問(wèn)題。如果 組x和組y的傳輸速度基本相同，路由器緩存空間將被兩 組平分。當(dāng)x組傳輸速率遠(yuǎn)高于y組時(shí)，大部分緩存空間 將被x組數(shù)據(jù)包占據(jù)。在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭校瑈組數(shù)據(jù)包應(yīng)該盡可 能被路由器緩存以應(yīng)付可能出現(xiàn)的重傳。然而由于¥組傳輸率較低導(dǎo)致其僅獲得很少的緩存空間。

6、當(dāng)丟失發(fā)生后，路由 器在緩存中難以找到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)包，因此不得不向上游的發(fā) 送者繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)nack,這將增加修復(fù)延遲時(shí)間。由此可見(jiàn)， 在多個(gè)多播組具有不同丟包率和傳輸率的場(chǎng)景中，simple fifo策略可能導(dǎo)致糟糕的丟失恢復(fù)性能。針對(duì)simple fifo 的不足，一種可能的改進(jìn)是采用per-flow fifo方案。路由器緩存空間被平均分配給組x和組y。與simple fifo相比,per-flowfifo在隔離“侵略性”的數(shù)據(jù)源方面更具優(yōu)勢(shì)。然而，上述場(chǎng)景中的路由器1不會(huì)收到組x的nacko因此, 為組x分配的空間的使用率永遠(yuǎn)為oo這意味著路由器1中50%的緩存空間被浪費(fèi)o per-flowf

7、ifo協(xié)議在緩存物理配額上平均分配的結(jié)果與實(shí)際需求脫節(jié)，分配結(jié)果的有效性和公平性都無(wú)法得到保證。從以上對(duì)simple fifo和per-flowfifo的討論可知，多播網(wǎng)絡(luò)的恢復(fù)延遲與各多播組的不同特性相關(guān)，特別是傳輸速率，丟包概率以及下游接收者數(shù)量 等因素都需要在設(shè)計(jì)緩沖管理方案和調(diào)度規(guī)則時(shí)被綜合考 慮。2自適應(yīng)主動(dòng)緩存管理aacpaacp由緩存動(dòng)態(tài)預(yù)分策略（緩存分配算法八動(dòng)態(tài)調(diào)整策略（borrow-in策略和return策略） 以及丟包策略三部分組成。aacp釆用緩存動(dòng)態(tài)預(yù)分策略為 多個(gè)共享資源的多播組動(dòng)態(tài)事先預(yù)分配緩存配額。當(dāng)某個(gè)多 播組的數(shù)據(jù)包dp到達(dá)路由器時(shí)，aacp首先嘗試將dp放

8、 入該組的緩存空間;若該組已無(wú)剩余配額可用,aacp采用動(dòng) 態(tài)調(diào)整策略進(jìn)行調(diào)整，先嘗試從其他尚有空閑空間的組borrowin緩存資源，若沒(méi)有可借用的緩存,則采用return策略;若沒(méi)有可還回的緩存，表明路由器中所有組的緩存資源 皆已耗盡，aacp啟動(dòng)丟包策略，若aacp丟包策略還不能 得到緩存，則直接向各下游鏈路轉(zhuǎn)發(fā)新到的數(shù)據(jù)包。2.1核心策略 2.1.1適應(yīng)性策略1:動(dòng)態(tài)緩存分配策略aacp在保證公平的基礎(chǔ)上，將主動(dòng)路由器緩存資源盡量分配給“最”需要的多 播組，即那些最可能要求本地重傳的組。某個(gè)多播組的nack數(shù)量180四川大學(xué)學(xué)報(bào)（工程科學(xué)版）第42卷在一定程度上反映了該組的丟包概率。na

9、ck數(shù)目越多，丟包概率越大，對(duì)重傳的需求也更大。aacp記錄每個(gè)多播組在單位時(shí) 間內(nèi)到達(dá)ar的nack數(shù)量及nack數(shù)量的波動(dòng)幅度，根 據(jù)aacp緩存分配算法動(dòng)態(tài)估算各組的緩存配額，并采用aacp校正算法（確保分配結(jié)果的公平性。本策略保證在公平的原則下，盡量將緩存分配給有重傳需求的組，這種方式提 高了資源動(dòng)態(tài)利用率，并將資源浪費(fèi)最小化。2.1.2適應(yīng)性策略旦有空閑的緩存2:borrow-in 策略 borrow-in 策略 空間，aacp將盡最大努力緩存數(shù)據(jù)包。從動(dòng)態(tài)緩存分配策 略可知，每個(gè)流經(jīng)ar的多播組都可能擁有部分緩存配額,aacp將ar緩存設(shè)計(jì)成能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)丟包狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整的共享緩存

10、池。aacp為多個(gè)并發(fā)的多播組統(tǒng)一分配緩存配 額，配額大小與多播組總數(shù)和各組數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽砍潭鹊纫?素相關(guān)。在下述兩個(gè)條件具備時(shí)，aacp允許某個(gè)多播組使m borrow-in策略獲取緩存池中的空閑資源。1）該組自身的配額空間已全部用完；2）其他組尚有未用的緩存空間。borrow-in策略意味著一個(gè) 多播組能夠臨時(shí)占用超出自身配額數(shù)量的緩存資源。本策略 保證了路由器能最大化緩存的利用率o2.1.3適應(yīng)性策略 3: return策略return策略一借用者被動(dòng)歸還借入的緩存空間。如前述,borrow-in行為是臨時(shí)性的。與其相反的return行為保證每個(gè)組總是能在需要的時(shí)候使用自己最大的配額 來(lái)

11、緩存數(shù)據(jù)，即使自己的緩存空間已被其他組臨時(shí)占用。return策略是一種被動(dòng)歸還策略。借用者一旦成功借入緩存 空間，那么將盡可能久地占據(jù)這些空間。最終，將由aacp 負(fù)責(zé)回收借出的空間。當(dāng)緩存資源皆耗盡時(shí)，aacp激活return策略，要求借用者向出借者歸還空間。如果有多個(gè)組都已使用borrow-in策略，重傳需求最小的組將首先被要求 歸還借用的空間。這種歸還優(yōu)先級(jí)return-priority-order意 味著aacp將盡量緩存重傳可能性最大的那部分?jǐn)?shù)據(jù)包。2.2緩存分配算法aacp采用指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均 (exponentialweighted moving average,簡(jiǎn)稱(chēng) ewma)

12、算法估 算多播組平均丟包情況。ewma中的加權(quán)因子呈指數(shù)級(jí)下 降，其值反映了多播組在單位時(shí)間內(nèi)的平均丟包數(shù)量，同時(shí) 能夠消除由突發(fā)流量引起的nack數(shù)目跳變。若僅采用丟 包數(shù)量作為緩存分配標(biāo)尺，數(shù)量越大配額越大，那么分配算 法將明顯有利于高丟包率的多播組。在各組丟包量接近，或 者僅有少數(shù)不可靠組的場(chǎng)景中，這種分配算法能夠最大化緩 存利用率。然而，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中一旦存在某些高丟包率的組時(shí), 該算法的計(jì)算可能出現(xiàn)不公平的分配結(jié)果。因此，aacp分 配算法由兩個(gè)階段構(gòu)成:第1階段，估算階段，通過(guò)計(jì)算nack數(shù)量的加權(quán)移動(dòng)均值估算多播組緩存配額。設(shè)多播組 i在第m個(gè)計(jì)時(shí)周期內(nèi)的nack總數(shù)為nacki, m

13、,計(jì)算多播組i在第m個(gè)計(jì)時(shí)周期結(jié)束時(shí)的nack指數(shù)加權(quán)移動(dòng) 平均值ewmai, m的公式如下:ewmai, m=(l- a )x ewmai, m-l+a xnacki, m, a<lo 可推出:ewmai, m=a em-lj=l(l-a)jxnacki, mj。設(shè) nacktotal, m是所有多播組在計(jì)時(shí)周期m結(jié)束時(shí)的nack指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均值的總數(shù)。假設(shè)總的緩存資源為c,計(jì)時(shí)周期m結(jié)束 時(shí)分配給多播組i的緩存配額用ci, m表示，nacktotal, m=ewmal , m+ewma2 , m+.+ewman , m , ci , m=?ewmai, mnacktotal, m

14、c=?ewmai, m e nj=lewmaj, mc。其中，函數(shù)?x表示小于或者等于 x的最大整數(shù)。第2階段，校正階段，檢查每組獲得的配額是否能夠滿(mǎn)足其重傳要求，對(duì)所有配額不能滿(mǎn)足重傳要求的 組，采用校正算法修改其緩存配額。設(shè)packet!表示多播 組i在估算周期內(nèi)到達(dá)ar的數(shù)據(jù)包數(shù)量驗(yàn)證第1階段的配額估算結(jié)果1）若ci, m packeti,該組緩存配額不做調(diào) 整若 ci, m<packeti,并且 ci, m ?lnxcj, n 為共 享ar的多播組總數(shù)，該組緩存配額不做調(diào)整。3）若ci, m<packeti,并且 ci, m<?lnxcj, n 表示共享 ar 的多播

15、組總數(shù)。根據(jù)return策略,該組緩存配額調(diào)整為:ci, m第1期張靖宇，等:aacp:可靠多播網(wǎng)絡(luò)中的自適應(yīng)主動(dòng)緩 存管理協(xié)議181=?lnxcj, n表示共享ar的多播組總數(shù)。第1階段的估算結(jié)果真實(shí)地反應(yīng)了各多播組的丟包情況。依 照此結(jié)果為多播組進(jìn)行緩存分配可以克服由于nack瞬間 跳變所引發(fā)的緩存“非理性”重分配。在校正階段，如果發(fā) 現(xiàn)某個(gè)多播組的配額無(wú)法滿(mǎn)足其重傳要求，即配額數(shù)量少于 單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)的數(shù)據(jù)包數(shù)量，并且配額數(shù)量少于按多播組 數(shù)量進(jìn)行平均分配的配額(c/n), aacp的分配算法將調(diào)整該 組配額至平均數(shù)c/n,同時(shí)調(diào)低超出平均水平最多的組的配 額。在第1節(jié)曾討論過(guò)，按組均分

16、的方式可能導(dǎo)致緩存資源 的浪費(fèi)，數(shù)量上的均等不代表實(shí)際分配結(jié)果的公平。這一結(jié) 論與校正階段進(jìn)行的配額均值調(diào)整并不矛盾。當(dāng)多播組緩存 配額不能滿(mǎn)足其重傳需求時(shí)，表明總資源不足，此時(shí)按組均 分的方式將不會(huì)產(chǎn)生資源浪費(fèi)。相反，在此情況下調(diào)高該組 配額至均值正是分配算法公平性的體現(xiàn)。如果由于多播組內(nèi)ei成員結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而引發(fā)丟包率改變，或者由于新組加入或 舊組退出而導(dǎo)致共享ar資源的組總數(shù)發(fā)生改變，aacp的borrow-in策略和緩存分配算法將協(xié)同修正多播組的緩存配額。2.3 aacp丟包策略當(dāng)ar緩存資源耗盡時(shí)，aacp緩沖管理協(xié)議中的丟包策略決定如何處理新到達(dá)的數(shù)據(jù)包。不恰當(dāng) 的丟包策略可能導(dǎo)致

17、全局同步(global synchroniza-tion)和公 平性(fairness)問(wèn)題。aacp丟包策略與arm中的緩存管理 機(jī)制存在明顯區(qū)別。arm中，一旦ttl終止，無(wú)論是否存 在空閑空間，超時(shí)的緩存包都將被刪除。而aacp協(xié)議盡可 能長(zhǎng)時(shí)間的保留緩存包，只要ar存在空閑存儲(chǔ)資源，無(wú)論 是否ttl終止，皆不啟動(dòng)丟包機(jī)制。aacp丟包機(jī)制包含3 個(gè)過(guò)程完全過(guò)期”替換過(guò)程，“過(guò)期”替換過(guò)程和直接轉(zhuǎn) 發(fā)過(guò)程。當(dāng)丟包機(jī)制啟動(dòng)后，aacp首先在所有多播組的緩 存區(qū)域中査找“完全過(guò)期”的緩存包。當(dāng)緩存包i的緩存時(shí)間 tcache, imttli 并且 tcache, im(2xrtt),這個(gè)包被

18、aacp協(xié)議稱(chēng)為“完全過(guò)期”的緩存包。aacp認(rèn)為, 若一個(gè)緩存包ttl終止，并且其緩存時(shí)間已經(jīng)超過(guò)2xrtt,那么它在未來(lái)還會(huì)用于本地重傳的可能性可以忽略不計(jì)。如果aacp發(fā)現(xiàn)存在完全過(guò)期的緩存包，則將其刪除, 并將新到達(dá)的數(shù)據(jù)包存入該刪除包的空間。如果aacp未能 在全局緩存區(qū)域中找到“完全過(guò)期啲緩存包,將啟動(dòng)return 策略回收外借的緩沖空間。若return過(guò)程結(jié)束后也未找到 新的空間，aacp將轉(zhuǎn)而在新到數(shù)據(jù)包所屬的多播組緩存區(qū) 域中查找“過(guò)期”的緩存包。當(dāng)緩存包i的緩存時(shí)間tcache, imttli 并且 tcache, i<(2xrtt), aacp協(xié)議稱(chēng)之為“過(guò)期”的緩

19、存包。aacp在新到包所屬的多播 組空間中找到“過(guò)期”緩存包后，將其刪除，并將新到達(dá)的 數(shù)據(jù)包存入該刪除包的空間。在查找“完全過(guò)期”與“過(guò)期”e1兩類(lèi)緩存包時(shí)，aacp查找的緩存空間并不相同。前者是在 整個(gè)路由器的全局緩存空間中進(jìn)行，而后者僅限于新到包所 屬的多播組的緩存空間中進(jìn)行。這是因?yàn)閍acp不僅考慮最 大化緩存空間的利用率，同時(shí)也兼顧到不同組之間緩存分配 的公平性。dp的ttl終止表明從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度分析，nack 到達(dá)概率已小于平均水平，但并非完全排除其可能性。只有 當(dāng)緩存時(shí)間大于2xrtt后，才能基本排除nack到達(dá)的 可能性。aacp在啟動(dòng)丟包機(jī)制后，對(duì)同一個(gè)多播組的緩存 空間采用d

20、rop-from-front的丟包策略。最后，當(dāng)ar緩存 資源全部耗盡，并且兩類(lèi)過(guò)期包都不存在時(shí)，aacp認(rèn)為目 前緩存中所有數(shù)據(jù)包都很重要，不能丟棄。于是ar直接向 各下游鏈路轉(zhuǎn)發(fā)新到的數(shù)據(jù)包，而不對(duì)其做任何緩存操作。3 aacp性能評(píng)估目前有多種衡量標(biāo)準(zhǔn)被用于可靠多播網(wǎng)絡(luò)的性能評(píng)估。例如本文采用的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)： totalhopsnacks traverse to recover a single loss 和numberof repair packets from sender to repair a packet losso第1個(gè)評(píng)估指標(biāo)反應(yīng)了用于丟失恢復(fù)的相關(guān)帶寬消耗 量:nack跳數(shù)越

21、大意味著重傳路徑更長(zhǎng)。第2個(gè)評(píng)估指標(biāo) 用于評(píng)估與發(fā)送者直接相連的headlink的負(fù)載情況。實(shí)驗(yàn) 采用與4 arm分析模型中相同的網(wǎng)絡(luò)模擬平臺(tái)lbnlns2o,每一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)皆為多播組的成員。節(jié)點(diǎn)0是兩個(gè)多播組的cbr(constant bit rate)數(shù)據(jù)源。在模擬環(huán)境 中，cbr源的發(fā)送速率為4096 kbps。數(shù)據(jù)包大小固定為256 bo節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2是主動(dòng)路由器。節(jié)點(diǎn)3和節(jié)點(diǎn)4作為接收者加入多播組1。節(jié)點(diǎn)5和節(jié)點(diǎn)6作為接收者加入多播組2o每條鏈路延遲皆為10ms,帶寬100 mbpso路由器是主 動(dòng)或是非主動(dòng)節(jié)點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)中隨機(jī)決定。每臺(tái)路由器的緩存大 小在各實(shí)驗(yàn)中隨機(jī)選擇為100/20

22、0/400包空間。在實(shí)驗(yàn)中假 設(shè)aacp統(tǒng)計(jì)信息不消耗ar的緩存資源。在實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?中，每一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)（一共50個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)）皆是一個(gè)多播組的 接收者。每一個(gè)接收者隨機(jī)選擇加入一個(gè)多播組。隨機(jī)選擇 部分鏈路作為不可靠鏈路，并賦予它們5%的隨機(jī)丟包概率。假設(shè)在模擬環(huán)境中的丟包皆源于不可靠鏈路的隨機(jī)丟包，而 非網(wǎng)絡(luò)擁塞。并假設(shè)只有數(shù)據(jù)包dp和修復(fù)包rp可能出現(xiàn) 丟失。每個(gè)多播組的大?。ń邮照邤?shù)量）為k。k從10逐一增 加到50o對(duì)每一個(gè)k規(guī)模的多播，實(shí)驗(yàn)重復(fù)執(zhí)行100次后取 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均值作為最終結(jié)果。每次實(shí)驗(yàn)包含2次模擬過(guò) 程，一次是aacp,另一次是arm+fifoo aacp協(xié)議由 ar（

23、active router）負(fù)責(zé)丟失重傳，任意多播子樹(shù)的"根”路 由器皆可成為ar, ar的選擇策略與網(wǎng)絡(luò)成員信息無(wú)關(guān)。 aacp的這一特性使其更易于在internet中實(shí)現(xiàn)。如果將多播網(wǎng)絡(luò)核心部分所有路由器皆部署成ar,可能增加網(wǎng)絡(luò)部 署的成本。實(shí)施成本過(guò)高也將減少協(xié)議的實(shí)際操作價(jià)值。對(duì) 于層次較深的多播子樹(shù)，如果只在其最上層根節(jié)點(diǎn)部署ar, 將導(dǎo)致與dm部署類(lèi)似的修復(fù)延遲問(wèn)題?？梢?jiàn)，ar位置的 選擇是影響aacp多播網(wǎng)絡(luò)性能的重要因素。多播網(wǎng)絡(luò)管理 員需要仔細(xì)規(guī)劃，有選擇性地在某些合適位置部署aro本 節(jié)將討論兩種不同的ar部署方案對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能產(chǎn)生的影響， 并通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)比較aac

24、p和arm在不同ar部署場(chǎng)景中 的表現(xiàn)。3.1全局部署ar模擬實(shí)驗(yàn)中，緩存命中率與發(fā)送 者送出的修復(fù)包數(shù)量是兩個(gè)相關(guān)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。反映了這種相 關(guān)性。完成k個(gè)數(shù)據(jù)包的多播傳輸（x軸）需要發(fā)送者送出的 修復(fù)包數(shù)量（y軸）。從圖中可以看到，在多播網(wǎng)絡(luò)中部署aacp后，只需發(fā)送者發(fā)送更少的修復(fù)包即可完成指定數(shù)量的數(shù)據(jù)傳輸。這是由于大部分的包丟失重傳工作都被網(wǎng)絡(luò)中 的主動(dòng)路由器完成。aacp的重傳命中率也明顯高于arm+per-flow fifoo因此aacp減少了到達(dá)瓶頸鏈路的（連接發(fā)送者的鏈路）回饋包數(shù)量和重傳流量，并降低整個(gè)多 播網(wǎng)絡(luò)的帶寬消耗。3.2關(guān)鍵位置部署ar根據(jù)aacp協(xié)議的特性，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)

25、中的一臺(tái)路由器同時(shí)為多個(gè)可靠或者不可靠的多播組服務(wù)，并且 當(dāng)不可靠組的數(shù)量小于可靠組數(shù)量時(shí)，aacp稱(chēng)這臺(tái)路由器 處于關(guān)鍵位置。相比3.1中的全局部署方案，僅在多播網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵位置部署 主動(dòng)節(jié)點(diǎn)和aacp, 一方面將獲得相似的網(wǎng)絡(luò)性能提升，另 一方面卻能夠大幅降低部署成本。在模擬實(shí)驗(yàn)中，多播樹(shù)中少于50%的節(jié)點(diǎn)作為關(guān)鍵位置。實(shí) 驗(yàn)結(jié)果表明，在關(guān)鍵位置部署aacp將獲得與在所有位置上 部署aacp相似的性能。等:aacp:可靠多播網(wǎng)絡(luò)中的自適 應(yīng)主動(dòng)緩存管理協(xié)議結(jié)論提出并實(shí)現(xiàn)了一種新型可用于大 規(guī)模可靠多播網(wǎng)絡(luò)的緩存管理機(jī)制aacpo aacp的貢獻(xiàn)包括:首次提出3種自適應(yīng)分配策略及分配算法，自適

26、應(yīng)策略能 夠最大化共享緩存使用率,同時(shí)也能兼顧分配結(jié)果的公平性;提出基于分級(jí)ttl的包替換策略，從全局視角分析各多播 組中緩存數(shù)據(jù)包的有效級(jí)別并執(zhí)行相應(yīng)的替換操作，解決了 由于傳統(tǒng)可靠多播協(xié)議僅從局部視角分析單組數(shù)據(jù)替換而 造成的資源利用率低下以及分配不公的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表 明，在大多數(shù)場(chǎng)景下，aacp在減少恢復(fù)延遲，降低帶寬消 耗以及增加網(wǎng)絡(luò)吞吐方面，表現(xiàn)出明顯優(yōu)于arm的性能。在多播網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵位置部署aacp路由器將不僅獲得與在所有位置部署aacp路由器相似的性能，這種方式還能夠 顯著降低網(wǎng)絡(luò)的部署成本。關(guān)鍵位置指下游可靠鏈路數(shù)量多 于不可靠鏈路數(shù)量的路由器，諸如擁有大量無(wú)線(xiàn)下游鏈路的

27、路由器節(jié)點(diǎn)。然而，如何跟隨網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母淖儎?dòng)態(tài)判斷出關(guān)鍵位置的研究仍在進(jìn)行中。參考文獻(xiàn)：1 constantinescu pa, erman d, ilie d, et al.a survey of relia-ble multicast communication c /next generationinternetnetworks.3rdeurongi conference, 2007: 111 118.2 xie feng, feng gang, yang x.optimizing caching policy forloss recovery in reliable multicast

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