朱　亮

[摘要]描述一種新型的可編程網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。它可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和服務(wù)的要求，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行編程，因而大大加快了新網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。介紹主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的概念和體系結(jié)構(gòu)，探討了三種有代表性的主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)方案以及主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用研究。

[關(guān)鍵詞]主動(dòng)網(wǎng)絡(luò) 體系結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TP3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2009）0520070－02

一、問(wèn)題的提出

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，層出不窮的各種新型應(yīng)用向計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)提出了新的挑戰(zhàn)。新的應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提出了更高的要求，不僅要求更好的服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)要求新的網(wǎng)絡(luò)

業(yè)務(wù)的出現(xiàn)。一些網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)可以以現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)體系為基礎(chǔ)，在端系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，但大量的一些新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)層功能提出了更高的要求，如多媒體應(yīng)用所需的IP多播業(yè)務(wù)和RSVP業(yè)務(wù)。按照IP網(wǎng)絡(luò)的分層體系結(jié)構(gòu)，鏈路層和應(yīng)用層由于影響范圍的有限，可以迅速地采用新技術(shù)和引進(jìn)新的應(yīng)用。而網(wǎng)絡(luò)層是不同鏈路層技術(shù)以及高層應(yīng)用之間相互交互的基礎(chǔ)，一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議從制定到大規(guī)模使用需要經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化和實(shí)施過(guò)程。同時(shí)IP包的固定格式使其很難滿足不同網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)定制的要求，缺乏必要的靈活性。因此，網(wǎng)絡(luò)層成為網(wǎng)絡(luò)

新業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)的瓶頸。

二、主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)概述

主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（ActiveNetwork）概念是由美國(guó)國(guó)防部高級(jí)防御研究計(jì)劃管理局（DARPA）在1995年提出的作為一種新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，它賦予網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)一定的可編程能力，使用戶可以根據(jù)需要定制網(wǎng)絡(luò)，與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相比，主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)更加靈活，它可以為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的快速升級(jí)和部署提供簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中包含許多由各種可能的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)并不一定都是主動(dòng)節(jié)點(diǎn)。

主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的主動(dòng)性體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是被稱為主動(dòng)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)（如路由器、交換機(jī)等），在每一個(gè)主動(dòng)節(jié)點(diǎn)上都運(yùn)行有節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)（NodeoperatingSystem）和一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行環(huán)境（ExecutionEnvironme

Nts）。節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)分配和調(diào)度節(jié)點(diǎn)的資源，包括鏈路帶寬、周期ＣＰＵ和存儲(chǔ)器等。每一個(gè)執(zhí)行環(huán)境實(shí)現(xiàn)了一個(gè)虛擬機(jī)來(lái)解釋到達(dá)本節(jié)點(diǎn)的主動(dòng)分組，不同的執(zhí)行環(huán)境實(shí)現(xiàn)的是不同的虛擬機(jī)。用戶通過(guò)主動(dòng)應(yīng)用（ActiveApplications）來(lái)獲得主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)，主動(dòng)應(yīng)用通過(guò)對(duì)執(zhí)行環(huán)境提供的虛擬機(jī)進(jìn)行編程定制提供端到端的服務(wù)。它們不僅完成存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)等網(wǎng)絡(luò)級(jí)的功能，而且可以對(duì)包含數(shù)據(jù)和程序的所謂主動(dòng)包進(jìn)行計(jì)算；具有計(jì)算能力的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)從數(shù)據(jù)包接收后執(zhí)行相應(yīng)的程序，對(duì)該數(shù)據(jù)包進(jìn)行處理（如路由選擇、數(shù)據(jù)合并、數(shù)據(jù)解包等），然后將數(shù)據(jù)包發(fā)送給其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)；二是用戶根據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和服務(wù)的要求可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行編程以完成這些計(jì)算?？删幊痰木W(wǎng)絡(luò)為今后的應(yīng)用提供了更多的新途徑，而這對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)是不可想象的。簡(jiǎn)單地說(shuō)，主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是一種可編程的分組交換網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)各種主動(dòng)技術(shù)和移動(dòng)計(jì)算技術(shù)，使傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)從被動(dòng)的字節(jié)傳送模式向更一般化的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式轉(zhuǎn)換，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速度、動(dòng)態(tài)定制及網(wǎng)絡(luò)新服務(wù)的能力。

三、主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

DARPA定義了一個(gè)通用的主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，它包括一組通過(guò)不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接的主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)主動(dòng)節(jié)點(diǎn)運(yùn)行一個(gè)節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)和多個(gè)執(zhí)行環(huán)境。

主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵在于主動(dòng)節(jié)點(diǎn)（AN，ActiveNede）的體系結(jié)構(gòu)，因?yàn)橹鲃?dòng)分組的執(zhí)行都是在主動(dòng)節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行的。DARPA所提出的主動(dòng)節(jié)點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)包的處理流程進(jìn)行了描述。在這當(dāng)中，用戶可以根據(jù)主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)按照自己的需要來(lái)進(jìn)行定制。主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)工作組提出的主動(dòng)節(jié)點(diǎn)的邏輯體系結(jié)構(gòu)包括三個(gè)部分：即主動(dòng)應(yīng)用AA（Aetive Applieatio

n），執(zhí)行環(huán)境EE（Exeeutive Environment）和節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)Nodeos困odeOperatinnSystem）。節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)類似于一般操作系統(tǒng)的內(nèi)核，通過(guò)固定的端口，提供資源，為執(zhí)行環(huán)境進(jìn)行服務(wù)。執(zhí)行環(huán)境實(shí)際上是一個(gè)與平臺(tái)無(wú)關(guān)的可編程空間，多個(gè)執(zhí)行環(huán)境可以運(yùn)行在同一個(gè)主動(dòng)節(jié)點(diǎn)上。執(zhí)行環(huán)境為上層應(yīng)用提供了各種各樣的網(wǎng)絡(luò)編程接口，用戶通過(guò)執(zhí)行環(huán)境訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)資源。主動(dòng)應(yīng)用是一系列用戶定義的程序，在主動(dòng)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，來(lái)完成相應(yīng)的功能。主動(dòng)節(jié)點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

節(jié)點(diǎn)操作系統(tǒng)（Node0S）Node0S提供了執(zhí)行環(huán)境所賴以生存的基本功能，它管理主動(dòng)節(jié)點(diǎn)的資源（如傳輸、計(jì)算、存儲(chǔ)等），并且在資源之間進(jìn)行協(xié)調(diào)。

執(zhí)行環(huán)境（EE）包括兩部分：支持主動(dòng)代碼運(yùn)行的虛擬機(jī)和主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)用戶可訪問(wèn)的編程接口。在通常情況下，主動(dòng)代碼的執(zhí)行都會(huì)帶來(lái)執(zhí)行環(huán)境和主動(dòng)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)改變，也可能會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行環(huán)境發(fā)出其它包。

主動(dòng)應(yīng)用（AA）是在特定EE中運(yùn)行的，實(shí)現(xiàn)某種特定用戶業(yè)務(wù)的可執(zhí)行代碼。一個(gè)主動(dòng)應(yīng)用AA由一段程序代碼（主動(dòng)代碼）和與主動(dòng)代碼相關(guān)的數(shù)據(jù)、狀態(tài)參數(shù)等組成。通過(guò)EE對(duì)AA的調(diào)用和執(zhí)行可以實(shí)現(xiàn)用戶定制的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

四、有代表性的主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)方案探討

（一）ANTS

ANTS是1996年由MIT的David發(fā)展起來(lái)的。它是基于PC硬件，在Linux、Solaris操作系統(tǒng)平臺(tái)上開發(fā)的，執(zhí)行環(huán)境（EE）采用了JDKI.2，ANTS單元和ANTS代碼使用JAVA語(yǔ)言。ANTS以移動(dòng)代碼、動(dòng)態(tài)載入和緩存技術(shù)為基礎(chǔ)，是構(gòu)建和動(dòng)態(tài)部署網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的工具。實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的三個(gè)主要構(gòu)件包括膠囊（主動(dòng)分組）、主動(dòng)節(jié)點(diǎn)和代碼分配機(jī)制。

ANTS主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為了避免重新為相關(guān)分組裝載代碼，ANTS節(jié)點(diǎn)Cache緩存最近使用的代碼。在ANTS中，分組被稱為一個(gè)單元，該單元傳輸和代碼相關(guān)的參數(shù)。如果一個(gè)含有相關(guān)代碼的分組通過(guò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)先用分組的參數(shù)值初始化代碼，然后再執(zhí)行這些代碼。反之，如果這些代碼不在這個(gè)節(jié)點(diǎn)上，這個(gè)節(jié)點(diǎn)將向最近的上游節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求代碼。ANTS設(shè)計(jì)的目的是革新網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，它比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)更有靈活的革新形式，具體體現(xiàn)在：（1）網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)必須同時(shí)支持提供各種服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。（2）結(jié)構(gòu)必須支持動(dòng)態(tài)布置新的協(xié)議，不會(huì)因?yàn)榻o節(jié)點(diǎn)配置新協(xié)議而必須離線操作。（3）只要雙方同意，則不同的應(yīng)用可將其特定的協(xié)議引入到網(wǎng)絡(luò)層，從而將本應(yīng)端節(jié)點(diǎn)完成的處理推入到網(wǎng)絡(luò)由中間節(jié)點(diǎn)處理，這樣用戶可定制自己的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，可網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行編程，而不像在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下需要經(jīng)過(guò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品化、整個(gè)網(wǎng)絡(luò)用戶配置這樣一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。

（二）PAN

在ANTS之后，麻省理工大學(xué)又開發(fā)出了PAN（Practical Active Network）主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)可實(shí)際使用的基于膠囊的主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。PAN的體系結(jié)構(gòu)與ANTS非常類似，但它的性能更適于實(shí)際的應(yīng)用。PAN為建立實(shí)際主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)基礎(chǔ)，PAN目標(biāo)是提供一個(gè)執(zhí)行移動(dòng)代碼的執(zhí)行環(huán)境并取得與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)可以相媲美的性能。PAN通過(guò)四種方法取得性能；在內(nèi)核中處理單元；減少數(shù)據(jù)復(fù)制；緩存代碼為立即執(zhí)行；為單元提供靈活執(zhí)行環(huán)境。PAN的體系結(jié)構(gòu)可以支持多種移動(dòng)代碼系統(tǒng)。處理單元在內(nèi)核，而不是在用戶層，一個(gè)PAN節(jié)點(diǎn)避免復(fù)制數(shù)據(jù)在內(nèi)核空間與用戶空間之間。提供一致內(nèi)存管理系統(tǒng)，PAN試用一種與ANTS相似的主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一個(gè)膠囊含有要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和指向代碼對(duì)象的指針，代碼分配機(jī)制和ANTS一樣。

（三）Switchware

Switchware系統(tǒng)是Pennsylvania大學(xué)研究和發(fā)展起來(lái)的。它是通過(guò)離散方式來(lái)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，該技術(shù)是一種將數(shù)據(jù)和程序分別獨(dú)立的注入到主動(dòng)節(jié)點(diǎn)上的傳輸法。用戶先把定制好的處理程序代碼注入到主動(dòng)節(jié)點(diǎn)中。然后向傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)一樣去傳輸數(shù)據(jù)包；當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)主動(dòng)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)對(duì)包頭進(jìn)行檢查；如果分組是屬于程序代碼的類型，則節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)安全檢查后接收這個(gè)程序，將其存儲(chǔ)起來(lái)；如果報(bào)文屬于數(shù)據(jù)類型，則根據(jù)頭部信息來(lái)選擇相應(yīng)

的已經(jīng)駐留在節(jié)點(diǎn)中的程序來(lái)進(jìn)行處理。Switchware實(shí)現(xiàn)主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的方法采用三層結(jié)構(gòu)：主動(dòng)報(bào)文（是一種含有移動(dòng)代碼報(bào)文，代替了傳統(tǒng)的報(bào)文）、主動(dòng)擴(kuò)展（提供網(wǎng)絡(luò)上的向量服務(wù)，這能被動(dòng)態(tài)裝載）、主路由設(shè)施。

四、主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，一類是針對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)下未圓滿解決的技術(shù)難題，另一類是新穎別致的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。屬于前者的主要應(yīng)用包括利用主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)可靠的組播業(yè)務(wù)、主動(dòng)擁塞控制、主動(dòng)橋、主動(dòng)差錯(cuò)恢復(fù)技術(shù)、用主動(dòng)業(yè)務(wù)抵御拒絕性服務(wù)攻擊等；屬于后者的實(shí)例有Ｗｅｂ緩存、主動(dòng)虛擬網(wǎng)絡(luò)管理、主動(dòng)存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)多媒體編碼中的主動(dòng)業(yè)務(wù)、分布式仿真中的主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)等。主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也可在傳統(tǒng)的被動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中用一般技術(shù)實(shí)現(xiàn)，但是ＩＰ技術(shù)最初的設(shè)計(jì)理念是把智能化的功能放置在通信的兩個(gè)端點(diǎn)處，而負(fù)責(zé)傳遞信息的路由器只需要簡(jiǎn)單地根據(jù)路由表將數(shù)據(jù)包送入相應(yīng)的隊(duì)列中進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，相對(duì)而言被動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間和巨大的人力物力資源，主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)使的新應(yīng)用、新標(biāo)準(zhǔn)、新技術(shù)的采用變得迅速而簡(jiǎn)單，所具有的動(dòng)態(tài)可控性為原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用帶來(lái)了極大的性能提升空間。下面以組播、服務(wù)質(zhì)量、流量緩存等為例簡(jiǎn)單介紹其應(yīng)用。

（一）組播

網(wǎng)絡(luò)必須處理多種應(yīng)用程序流，諸如音頻、視頻、電話會(huì)議等。這些應(yīng)用程序很多本質(zhì)上就需要應(yīng)用組播 ，傳統(tǒng)的ＩＰ組播服務(wù)中，網(wǎng)絡(luò)路由的拓?fù)?、接收者的?shù)量和位置這些細(xì)節(jié)信息對(duì)于用戶都是透明的，如果只要求不可靠的組播，這種傳統(tǒng)方法還可以滿足條件。如果必須嚴(yán)格保證所有接收者都能夠可靠地接收到組播數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的組播方法就難以勝任。問(wèn)題主要出在差錯(cuò)恢復(fù)方面。在組播過(guò)程中，只要數(shù)據(jù)在某點(diǎn)發(fā)生了問(wèn)題，則組播樹上位于該點(diǎn)下游的所有接收者收到的數(shù)據(jù)都存在問(wèn)題，必須進(jìn)行重傳來(lái)糾正差錯(cuò)。傳統(tǒng)的處理方式是所有接到錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)向發(fā)送端提出請(qǐng)求，由發(fā)送端分別進(jìn)行重傳。這種方法極大的浪費(fèi)了網(wǎng)絡(luò)資源，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)狀況惡化，很容易引發(fā)更多的傳輸錯(cuò)誤。在主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以同其附近的節(jié)點(diǎn)建立聯(lián)系，當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)收到的數(shù)據(jù)有問(wèn)題時(shí)，它可以和同組的臨近節(jié)點(diǎn)通信。如果臨近節(jié)點(diǎn)收到的數(shù)據(jù)是正確的，它就直接從臨近節(jié)點(diǎn)取得正確數(shù)據(jù)，而不必要求發(fā)送端重傳數(shù)據(jù)。將主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于多播領(lǐng)域已被證明是行之有效的，具有主動(dòng)性的內(nèi)節(jié)點(diǎn)可以很好的解決目前存在于組播領(lǐng)域的諸多問(wèn)題。研究人員已經(jīng)提出了一種稱為ARM（ActiveReliableMulticast）的差錯(cuò)恢復(fù)方案，它利用主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行差錯(cuò)恢復(fù)，比較好的解決上述問(wèn)題。ARM的主要內(nèi)容是：利用主動(dòng)技術(shù)的中間路由器來(lái)保護(hù)發(fā)送者和帶寬免受不必要重復(fù)的NAK和重傳數(shù)據(jù)的干擾，避免NAK阻塞；采用基于主動(dòng)路由器的本地恢復(fù)方案，用于減少端到端廣域網(wǎng)重傳延時(shí)，并且將重傳的任務(wù)分散到多個(gè)路由器，減少發(fā)送者的負(fù)擔(dān)。特別地，ARM路由器能自動(dòng)調(diào)整緩存狀態(tài)，盡最大努力緩存數(shù)據(jù)；ARM路由器采用部分組播的方式限制數(shù)據(jù)重傳的范圍，從而減少網(wǎng)絡(luò)帶寬資源占用。

（二）服務(wù)質(zhì)量

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)一般采用標(biāo)準(zhǔn)TCP協(xié)議的消息反饋式擁塞控制機(jī)制，但由于這種機(jī)制增加了總量分離擁塞點(diǎn)和端點(diǎn)的工作量，所以它仍不能很好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)帶寬和延遲時(shí)間的要求。網(wǎng)絡(luò)延遲越大，則端點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)是否擁塞作出正確判斷所需時(shí)間也就越長(zhǎng)。網(wǎng)絡(luò)帶寬越高，端點(diǎn)在檢測(cè)擁塞是否發(fā)生的時(shí)間內(nèi)向擁塞網(wǎng)絡(luò)送出的數(shù)據(jù)包就越多。網(wǎng)絡(luò)組件的帶寬和延遲性能將直接影響擁塞現(xiàn)象持續(xù)時(shí)間。主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)提出的通過(guò)數(shù)據(jù)包對(duì)路由器進(jìn)行再編程的思想，在很大程度上克服了反饋式擁塞控制的缺點(diǎn)。首先，主動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以監(jiān)視可用帶寬，并利用其具有大容量緩沖區(qū)的優(yōu)勢(shì)，控制通道內(nèi)數(shù)據(jù)流的傳輸速率，以盡量減少擁塞現(xiàn)象的發(fā)生。其次，主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在檢測(cè)到擁塞現(xiàn)象時(shí)，網(wǎng)絡(luò)擁塞控制機(jī)制能夠自動(dòng)的、有選擇地丟棄某些相對(duì)不重要的消息單元體、數(shù)據(jù)包或信元，這一措施也能有效地降低發(fā)生擁塞現(xiàn)象的可能性，并防止擁塞發(fā)生范圍的擴(kuò)大。第三，對(duì)于具有不同傳輸優(yōu)先級(jí)別的數(shù)據(jù)流，主動(dòng)節(jié)點(diǎn)不僅能夠從總體上控制它們的整體流速，甚至還能細(xì)化到控制每條數(shù)據(jù)流的流速，且控制限額速率還能隨時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。最后，在網(wǎng)絡(luò)的擁塞發(fā)生點(diǎn)，通過(guò)執(zhí)行主動(dòng)程序能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（如壓縮數(shù)據(jù)格式，改變數(shù)據(jù)傳輸路由等），從而避免擁塞向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)擴(kuò)大。

（三）流量緩存

Internet網(wǎng)絡(luò)通信量的很大一部分都是C/S模式的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中從服務(wù)器端送到客戶端的信息，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的Cache能力是減少網(wǎng)絡(luò)通信量和延遲時(shí)間的有效措施。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)一般將大容量Cache建立在“特殊”的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，如網(wǎng)絡(luò)邊緣主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部關(guān)鍵的中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)，以及與之相連接的樁（stub）節(jié)點(diǎn)等。如何盡可能地將信息緩存在靠近客戶的位置是減少網(wǎng)絡(luò)流量、提高響應(yīng)速度的關(guān)鍵。在主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中可以將各個(gè)主動(dòng)節(jié)點(diǎn)上的小規(guī)模的緩存器聯(lián)合起來(lái)，根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)作出調(diào)整，提供更有效的服務(wù)。為了減小數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延，在傳統(tǒng)的廣域網(wǎng)絡(luò)中常采用的技術(shù)就是網(wǎng)絡(luò)緩存。具體講，就是在一些網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)緩存一些用戶最近用過(guò)的數(shù)據(jù)，使得用戶再訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)時(shí)不需要再?gòu)倪h(yuǎn)端的數(shù)據(jù)源獲取數(shù)據(jù)，而從距自己較近的節(jié)點(diǎn)就能獲取數(shù)據(jù)，從而減小數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延及網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。然而，這種網(wǎng)絡(luò)緩存技術(shù)對(duì)于實(shí)時(shí)性應(yīng)用的性能優(yōu)化幾乎起不到什么作用，在某種程度上講，由于緩存了一些過(guò)時(shí)的信息，反而會(huì)降低應(yīng)用的性能。一般地，通過(guò)Web頁(yè)面緩存機(jī)制可以減小用戶訪問(wèn)Web服務(wù)器的時(shí)延從而提高性能。但是，普通緩存技術(shù)在該系統(tǒng)中卻不能起到什么作用。首先，普通Web頁(yè)面緩存無(wú)法保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，因?yàn)楦鳁l信息更新周期不確定：第二，普通緩存技術(shù)無(wú)法動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)緩存的大小和緩存數(shù)據(jù)的范圍；第三，普通緩存沒(méi)有考慮最佳緩存點(diǎn)問(wèn)題，基本都是靜態(tài)配置，這將會(huì)消耗過(guò)多的網(wǎng)絡(luò)資源或影響網(wǎng)絡(luò)整體性能。利用主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以使得網(wǎng)絡(luò)具有自組織性。將不同的緩存策略注入到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中去，通過(guò)分析統(tǒng)計(jì)通過(guò)該節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)特性，從而動(dòng)態(tài)地調(diào)整緩存策略，如選置緩存點(diǎn)、確定緩存數(shù)據(jù)、設(shè)置緩存范圍及大小，甚至變“拉”為“推”。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和人類對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求不斷增加，網(wǎng)絡(luò)快速適應(yīng)各種變化的必要性顯得越來(lái)越重要，未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)將必然需要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)體系具有整體可延展性。由于受到傳統(tǒng)發(fā)展中諸如標(biāo)準(zhǔn)一體化等各種因素的限制，Internet現(xiàn)有的體系結(jié)構(gòu)不能達(dá)到這種發(fā)展要求。主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)提出的初衷正是為了適應(yīng)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)高度靈活性和動(dòng)態(tài)擴(kuò)展性的需要，同時(shí)還能在系統(tǒng)性能、安全性和互操作性等方面達(dá)到或超過(guò)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的水平。如何將主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)各方面的研究結(jié)合起來(lái)，在Internet上廣泛應(yīng)用，還是一個(gè)尚未攻破的難題。因?yàn)橐獙?shí)驗(yàn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成為實(shí)際可應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)，不僅需要解決網(wǎng)絡(luò)本身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，還應(yīng)考慮到網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用、專用

設(shè)備的設(shè)計(jì)等一系列相關(guān)的問(wèn)題；同時(shí)還需要制定必需的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。因此，面對(duì)主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)提出的挑戰(zhàn)，我們還必須作出不斷的努力。

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作者簡(jiǎn)介：

朱亮（1980-），女，江蘇太倉(cāng)人，蘇州大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院碩士生，蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系教師。