路由器缓存需求

综述了路由器缓存的作用.基于随机服务理论,分析了长相关流量模型和短相关流量模型输入路由器系统时的各种缓存分析结论,着重论述了基于TCP协议模型的各种最新缓存需求研究成果,包括经验法则、小缓存法则、基于丢包率的缓存法则和极小缓存法则.总结了以往缓存研究的不足,并提出了下一步的研究方向.

TCP流竞争拥塞及拥塞链路的缓存需求研究

针对流竞争拥塞,提出了一种拥塞分析模型FCCM(flow-competing congestion model),给出了TCP竞争流在拥塞链路上的分布特性,推导了流竞争拥塞发生的条件,进而分析了在流竞争拥塞发生时,路由器为维持拥塞链路100%利用率所需的最小缓存.分析结果表明,当流数目不确定时,应对流竞争拥塞所需的缓存将不大于流数目确定时经典BSCL(buffer sizing for congested interact links)方案中的最小缓存需求.

核心路由器转发引擎缓存需求分析

路由器是一种存储转发设备,其缓存设置的大小直接影响路由器的性能,进而还会影响整个网络的性能.本文针对路由器核心部件—转发引擎的缓存需求进行分析.首先,将流水线技术引入转发引擎设计中,提出了一条转发引擎流水线,然后分转发引擎处理能力不小于、小于外部输入速率两种情况对转发引擎缓存需求进行了分析.分析结果和实验表明:当处理能力不小于外部输入速率时,几个最长包的缓存便能满足转发引擎的缓存需求,当处理能力小于外部输入速率时,从缓存的使用效率来看,小数量缓存(10个包左右的缓存)仍然是一个合理的选择,更大的缓存对丢包率的降低作用并不明显.

高带宽延迟网络中路由器缓存需求的仿真分析

文中针对当今高带宽延迟网络下路由器缓存大小的需求问题,通过NS2仿真实验,对基于TCP协议模型的5种典型的缓存设置方法展开研究,着重分析了在高带宽延迟网络下各种高速TCP协议和主动队列管理(AQM)机制对各种缓存设置方法的影响.仿真实验表明:基于不同假设前提的缓存设置方法适应于不同的网络负载环境;缓存机制的选择取决于网络带宽延迟乘积与流数的比值;在高带宽延迟网络下,当采用高速TCP协议和AQM机制时,缓存需求可以大大减小.

基于稳定集模型的大容量缓存管理

指出了阶段间数据换入换出效率是大容量缓存管理最重要的问题，并对这一问题进行了研究。定义了一种用于预测新阶段的数据访问的新的数据访问宏观模型——稳定集模型（SSM），并基于该模型设计了一套缓存管理方法，包括缓存容量配置、缓存粒度选择、数据预取和缓存替换算法。该套算法能提高缓存在阶段间的数据换入换出效率，更有效地优化集中存储负载，并提高应用访问的性能。实验表明，基于SSM的缓存管理方法能够将集中存储负载降低到传统缓存管理方法的2．0％-15．8％，平均响应时间降低到0．8％～15．2％。