勤奋搬运供-----链路算法

时间 2019-12-06

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前言

最近几年，端对端网络在急速的上升。P2P互联通讯在ISPs（Internet service Provider）上产生了重大的积极做用，由于它占用了一半以上的流量。尽管提出了许多方案去管理P2P流量，在部署问题上却收效甚微。在这篇文章中，咱们会学习到怎样去部署P2P流量缓存设备在骨干网上来达到ISP获益最大化。一个新模型将被提出，来评估在不一样链路上部署缓存服务器的效益。在咱们的模型指导下，有两个算法被开发来指示网络中缓存服务器的部署。经验告诉咱们在少于10%的链路树上部署缓存服务器能有效减小主干网络上的过量负载。（关键词-网络管理，端对端网络，流量缓存）算法

Introduction

P2P系统在过去曾得到巨量的用户量。有不少研究代表P2P系统产生的流量在总网络流量上占很大比重。一些研究发现P2P流量弥补了本地网络流量的大约80-90%和主干网络的40-60%，并且，它的弥补量还在保持增加。P2P流量的巨大容量对于ISP也有一些很差的影响:极大地增长了网络主干道路上的负载量，所以会有更高的拥堵概率；ISPs不得不在他们的主干网容量上增长投入来知足不断增加的须要。
有许多研究被进行在P2P流量管理上，好比P2P流量速率限制，使用本地感知P2P客户端。缓存P2P流量会很是的高效。许多的研究人员都曾在这个领域仔细学习过，例如分析P2P流量特性在缓存上的影响和开发P2P流量缓存算法等。大多数工做都集中在单链路P2P流量缓存上，可是在“怎样去部署缓存服务器在主干网络上来使ISP收效最大化上”这一问题上收获不大。缓存

在这篇文章，咱们找寻P2P流量缓存服务器部署集成解决方案

在网络结构里。特别的，咱们的贡献能被总结以下：
第一，咱们开发了一个新模型去评估在不一样链路上部署P2P流量管理设备的收益，而且在模型里引进链路收益效用函数，这个函数能用来对不一样链路上的流量值建模。第二，咱们插图演示怎样去评估P2P缓存服务器在P2P流量网络上的影响。在当前的部署网络中引入部署新的设备会影响原有的流量分布，所以要评估不一样链路上的流量值是不简单的。最后，在咱们的模型指导下，两个算法被提出来特定解决怎样去部署缓存设备在网络中。
这篇文章的剩余部分组织以下。在第二部分，咱们集总了相关网络。在第三部分解释模型。一些模型的细节问题在第四部分演示。第五部分为描述文章中被提出的解决问题的算法。在第六部分，咱们展现仿真的结果。第七部分为文章的总结。服务器

II related work

除了用户不友好方案以外，一些不伤害用户体验P2P流量管理政
策已被出台。【4】的做者们发现当前P2P协议不是ISP友好的，有很大一部分的现有本地文件被发现从一些外部端口下载（即未经ISP受权的供应端口）。他们建议P2P协议应可以识别局部性。可是对于ISPs来讲改变P2P协议是不容易的特别是这些协议正在被他们的订阅者所使用。控使用制P2P网络结构中的超级端口已经在【5-6】中被研究。【5】的做者发现使用超级端口中端口选择协议的本地流量能够对那些流向本地地铁网的P2P流量限制40%以上。【6】的做者不久后建议这些超级端口提供额外的功能和服务来鼓励用户使用这些超级端口。可是用户者们也许会避免使用ISP提供的超级端口，由于他们会担忧那些超级端口的监控员会看他们请求的文件。
在大型P2P网络中缓存会变得很高效。这个问题在【7-9】中被研究过。缓存P2P流量的重要性和可行性已在这些工做中被展现出来。在【7】，做者们发现甚至对很是小的客户群体，缓存会节省带宽的40-60%。【8-9】中学习的P2P流量的缓存算法不久就展现了可使用相对小的空间来实现用于P2P业务的高字节比特率。
在这篇文章中，咱们致力于在ISPS网络中找出P2P缓存设备的部署方案以使他们的投入-产出最大化。网络

III problem ＆ model

A、problem

缓存P2P流量数据可以显著的节省网络中的带宽。对于网页缓存和视频流的缓存方案的目标是减少启动延迟和提升流质量。相反的，P2P流量缓存是为了减小网络中的流量占用。这篇文章专一于P2P流量缓存，可是被提出的模型一般也适合其余类型数据通讯的缓存。在大量的文献中单链路P2P数据通讯的缓存算法已被研究学习过，可是仍然少有成效在“网络结构中的P2P流量缓存服务器部署”，即便是“哪条链路上应该部署设备？”，问题不像它刚开始看上去那样简单。这个部署在最拥堵线路的政策也许会失败在找出最优解决方案，由于从部署一台缓存服务器中的获益也许会被其余开发的方案所损害。ide

为了去讨论这个问题，咱们先简单假设一个缓存设备能够减小P2P流量的50%在一条链路上。在图1，从N2流向N1的P2P流量是800MB/S，N2流向N3的P2P流量是100MB/S。在只部署一部P2P缓存设备的简单例子中，直觉告诉咱们最拥堵的链路是链路3.可是咱们能够发现部署在链路1要比部署在链路3更好根据表格1，由于部署一台缓存设备在链路1能够同时知足链路1和链路3，但部署在链路3就只能知足它本身。

B.Modeling the benefit

ISP's网络在模型中被考虑成为一张图。假设在网络拓扑图中有n个节点，以Ni来标记（1=<i<=n）,而且用m来表示链路，用Li来标记（1=<i<=m）.物理链路被认为是图中到的两个直接链路。函数