基于网络设备内部存储的流媒体数据分发模型

当前支撑流媒体内容分发的主要技术是CDN和P2P.然而,这两种技术并没有充分利用底层网络拓扑信息,没有考虑位于网络中心的交换设备存储.基于在网络设备中增加存储的思想,本文面向流媒体应用提出了一种新的分发模型-put/get模型.该模型将网络设备中的缓冲区作为数据分发的枢纽,能够将数据分发路径与网络拓扑结构较好地匹配,更容易实现网络资源利用率的最大化.模拟实验结果验证了该分发模型的有效性.

DCS:一种实现NDN内容缓存的新方法

随着互联网内容分发效能要求的不断提高,内容中心网络研究已成为近年互联网体系结构研究的热点.针对现有路由器扩展支持内容中心网络路由引擎时缓存资源有限以及缓存管理操作困难等问题,提出一种新的内容缓存扩展方案DCS.该方案旨在不改变现有路由器硬件的前提下,利用用户终端空闲内存空间,通过软件升级的方式来支持NDN路由器的缓存功能.详细描述了DCS数据存取的算法流程,还对用户可提供出来作为网络缓存资源的空闲内存空间进行了统计和分析.

面向片上网络缓冲资源争用的路由器设计

针对片上网络典型路由器的缓冲资源利用率不高、大容量缓存设计受限等问题,在不增加缓存和虚通道的情况下,提出一种新的面向片上网络缓冲资源争用的路由器设计方案。在该路由器中,当某个输入端繁忙发生资源争用情况时,将阻塞数据包分配到其他拥有空闲缓存资源的输入端口,解决缓冲资源的争用问题,从而提高网络整体性能。SystemC仿真结果表明,相对于基本路由器,该路由器在热点模式和均衡模式下均具有较高的网络饱和率和吞吐量,尤其在热点模式下提高了约11.4%的饱和率。FPGA实现结果表明,该路由器的面积开销较小,能较好满足片上网络的应用需求。

基于布鲁姆过滤器的未决兴趣表查找方法研究

针对基于布鲁姆过滤器的PIT查找性能瓶颈,文章在分析布鲁姆过滤器条目无匹配时的特点基础上,给出一种支持条件中断的实现方法,可在付出很小硬件资源代价的条件下,大大减轻瓶颈压力,提高系统转发性能。

大规模接入汇聚网络的抵近式缓存技术研究

针对网络中存在大量重复流量的问题,基于大规模接入汇聚网络创造性地提出了抵近式缓存的思想,利用大规模接入汇聚路由器覆盖广、汇聚能力强的特点,在骨干网中,将热点内容单播推送至尽可能逼近用户的网络接入点缓存,在接入网中,将网络接入点中的缓存内容以多播方式智能高效地分发至用户,从而为提高用户体验质量、减少网络流量、降低服务器负载提供了一种解决途径。

海服务智能路由器HTTP服务器的设计与实现

海服务是利用网络边缘设备,提供现场、弹性、自治的服务网络。作为家庭网络出入口的智能路由器可以作为海服务系统中的网络边缘节点,但仍需实现媒体资源缓存与HTTP服务、邻居节点资源查询以及调度等功能。传统HTTP服务器都是根据URL对媒体资源文件系统进行查询,不能满足海服务系统需求。本文通过为HTTP服务器增加内容管理模块和海服务请求的响应模块,不仅提升了在智能路由器上的查询性能,而且实现了对海服务系统资源路由、转发的良好支持。

信息中心网络研究综述

互联网需求由主机到主机通信转向海量内容获取为主,为满足新的互联网需求,信息中心网络(Information Centric Networking,ICN)成为下一代互联网架构的研究热点。ICN中最重要的特征之一是利用网内缓存提高接收者获取内容的传输效率和网络资源的利用率。论文概述性介绍了ICN的基本知识、相关研究以及未来的研究方向。

一种POF环境下的内容路由架构设计

本文介绍了一种在协议无感知转发(POF)环境下的内容路由系统架构,其中内容路由器具备内容中心网络(CCN)提出的流处理和缓存功能,结合POF控制器的信息整合和控制管理能力,针对分层树状拓扑类型网络,在网络层实现依据内容名直接路由到内容源从而获取内容.实验结果表明,该设计能有效提高内容传输效率、减轻跨网链路负荷.

基于局部性原理跳表的内容路由器缓存快速查找机制

当前的互联网流量模型正迅速从端到端通信发展为内容的传播共享.为了适应这种变化,学术界提出了内容中心网络(CCN)的未来网络架构.在内容中心网络中,终端主机根据内容的名字而不是内容所在主机的IP地址进行通信.内容路由器作为底层基础设施,承载着内容请求和内容响应的高速交换的任务.不同于IP路由器的无状态转发模型,内容路由器的数据平面因具备网络缓存功能而更加复杂.尽管网络缓存可以有效减轻网络拥塞,但这样的设计也将额外的状态附加到网络中间节点上,这在一定程度上破坏了网络设计中的"端到端"原则.这些额外状态给路由器的数据平面造成了性能负担,也使内容路由器数据包转发成为当下热门的研究课题.内容路由器包含转发信息库(FIB)、待定兴趣表(PIT)和内容缓存(CS)三个模块.针对基于名字的最长前缀匹配、名字路由表的状态爆炸、待定兴趣表的频繁更新等问题,目前大量研究工作围绕FIB和PIT开展性能优化.然而,尽管CS也存在潜在的性能问题,却较少有工作对其进行讨论.FIB、PIT和CS在内容路由器中以流水线的形式存在,而流水线的处理速度由最慢的流水段决定.因此,为了提高内容路由器的整体性能,有必要首先确定其性能瓶颈,然后进行针对性的优化.在该文中,为了避免盲目的性能优化,我们首先建立了基于开放排队网络的数学模型.通过定量分析,文章发现CS是整个路由器的性能瓶颈.目前,已有工作采用跳表作为CS的数据结构.然而由于其O(logn)的查找复杂度,经典跳表在处理高速网络流量时依然存在性能问题.受到网络流量中广泛存在的时间局部性和空间局部性的启发,我们提出了局部性原理跳表来提升CS的性能.在新的设计中,考虑到新到达的内容请求可能与之前到达的内容请求共享相同的名字前缀,且所请求的内容块通常处于邻近的存储空间,因此在查找跳表时可以直接从该前缀先前命中的跳表结点附近开始查找.这样可以避免每次都从跳表的头结点开始重复的查找,从而节省大量时间.实验结果表明,局部性原理跳表可以在x86处理器上实现1.796Mpps的单线程吞吐率,这是经典跳表查找速度的三倍.对于500B大小的数据包包长来说,CS的单线程吞吐率可以高达7.016Gbps.

LDFS:NDN路由器的缓存扩充新方法

现有路由器因其存储容量无法满足命名数据网络(named data networking,NDN)对缓存容量的需求,导致了NDN部署困难。提出了一种软件扩展路由器缓存容量的方法——LDFS(lightweight distributed file system)。LDFS的主要思想是将边缘网络的终端用户和存储服务器作为存储节点,虚拟缓存服务器统一管理存储节点并向客户端提供缓存服务,客户端以库函数的形式向上层应用提供接口。LDFS的主要特点是轻量级客户端和多种存储资源提供存储服务。最后通过实验对系统的性能进行了测量,并验证了轻量级客户端设计的优势。

服务提供商对CDN的应用

能否向大型网站和以电子商务为主的网站提供增值服务是Ｉｎｔｅｒｎｅｔ数据中心运营成功的关键。ＩＤＣ内容传输服务（ＣＤＳ）在新一代ＩＤＣ市场中扮演着重要角色。本文基于Ｃｉｓｃｏ公司的服务提供商解决方案对ＣＤＮ进行了介绍。ＣＤＮ的应用显著地降低了广域网的负荷，提高了内容的响应速度和稳定性，使网络内容的传递和分发更快捷可靠。