【正文】 總結及展望總體說來, DONet 的性能足以用于實時的流媒體傳輸. 它在控制上的額外開銷非常低, 大約僅相當于視頻流量的1%, 并且這一比值不會隨著網絡的擴大而增長. 和基于樹結構的網絡相比, DONet的播放連續(xù)性更佳, 特別是在一種高度動態(tài)的網絡環(huán)境中. 并且端到端延遲也比樹結構的網絡要小.實踐中也表明, 實現一個 DONet 的原型并不難. 這即是由于它本身的簡單性, 也因為 PlanetLab 提供的出色支持. 畢竟, PlanetLab 計劃依然在發(fā)展中并且還未成熟. 在此討論一些有代表性的觀點以及由此得到的啟示.可擴展性 ( Scalability ): 命令分發(fā)和報告收集系統的實現, 使得 DONet 可以運行于更多的結點之上. 如今限制它規(guī)模的僅僅是 PlanetLab 中的結點數量. 而且, 如 Fig7 所示, 大多數的 PlanetLab 結點都分布于北美和歐洲. 這僅僅能反映出當今部分因特網的情況. 為了創(chuàng)造一個更接近于因特網的網絡環(huán)境, 我們期待著有更多其他國家結點的加入.可再現性 ( Reproducibility ): 與前人在這種非完全控制 ( notfullycontrolled ) 的環(huán)境下所遇到的問題相同, 基于 PlanetLab 的實驗同樣面臨著可再現性的問題. 但是不管怎么樣, PlanetLab 網絡在幾個小時之內是可以保持相對穩(wěn)定的. 所以這個問題并沒有那么嚴重, 并且連續(xù)的幾次實驗在總體上是具有可比性的.可描述性 ( Representability ): PlanetLab 的穩(wěn)定性在一定程度上是由于網絡中的應用較少, 因此額外的流量較少. 實驗盡量模擬了當前因特網的環(huán)境, 因此有意地加入了一些額外流量, 并且抑制了注入速率以防超出了規(guī)定帶寬. 另一點需要考慮的就是源結點的為止. 在本次實驗中, 選擇的源結點幾本都在美國, 因為大多數 PlanetLab 結點都在那里. 同時也使用了香港的結點, 盡管與其他結點相隔較遠, 但由于香港與美國/歐洲之間的連接較通暢, 因此得到的結果也類似. 現在正在聯系更多的位于其他大洲的結點, 以它們?yōu)樵唇Y點, 用于更深入的實驗.VI. CoolStreaming: DONet 的實現和它的擴展 網絡大小分別為50和200個結點 )Fig15 在一段時間內, DONet 和基于樹結構的網絡中的連續(xù)性指標的采樣 ( 采樣自從第10分鐘起至第20分鐘 )如 Fig14 所示, 在連續(xù)性指標方面, 采用樹的拓撲結構遠不如 DONet 網絡. 特別是在較大的動態(tài)網絡中. 這是因為樹結構的網絡對于非葉子結點的異常退出非常敏感. 從 Fig12 中可以看到, 有些非葉子結點在樹結構中起到了至關重要的作用. 比如根結點的最右邊那個子結點, 它僅僅擁有一顆子樹 它或者它的子結點的異常退出, 都可以導致下游結點的緩沖區(qū)不足, 而這就意味著網絡中會有大約3/4的結點受到影響. 為了更進一步指出樹結構的易損性, Fig15 顯示了在一段時間內, 200個結點的網絡中的連續(xù)性指標. 顯然, 在連續(xù)性指標方面, 樹結構的網絡不僅比 DONet 網絡的低, 而且還表現出了很大的波動性. 比如, 在800至900秒區(qū)間, 連續(xù)性指標嚴重下跌, . 根據當時的記錄顯示, 這是根結點的一個子結點離開所導致的. 而這種情況在 DONet 中則很少見. 因為結點的負載被平等地分擔開, 并且傳輸的路徑是根據數據的可用性動態(tài)確定的.值得注意的是, 哪怕樹結構是滿且平衡的, 它在動態(tài)網絡中依然比 DONet 網絡更加易損. 為此, 對于由結點離開或崩潰而導致的播放間斷, 作一個簡單的分析, 為了方便描述, 將結點的離開或崩潰統稱為結點失效 ( Node failure ). 假設失效的概率為Pf. 引入另一個變量P0, 表示一個相關結點 ( 在樹結構中指失效節(jié)點的一個子結點, 在 DONet 中指它的一個伙伴 ) 在 t 時間內無法找到新的資源提供者的概率. Ps 表示一個結點可以在它的相關結點提出請求后便馬上提供上傳的概率. P0 和 Ps 的值都依賴于網絡維護的算法, 和網絡/結點的性能. 比如修復算法, 緩沖區(qū)大小, 上傳帶寬等. 在實際中, 假設樹結構中的絕大部分非葉子結點都給 M1 個子結點提供服務, 那么Ps可以適當高一些, .在 DONet 網絡中, 每個結點擁有 M 個伙伴. 假設只能有一個結點可能替換失效節(jié)點成為資源提供者, 那么一個非失效節(jié)點在 delta_t 時間內找不到新的資源提供者的概率為:那么, 出現流間斷的結點數量的期望是:上述的結果顯然是低估了. 因為我們忽略了一個事實: 活躍的伙伴結點可以協同工作為一個結點提供資源. 這已經在之前的調度算法中提及了. 同樣, 在樹結構的網絡中, 出現流間斷的結點數量的期望是 ( 推導的細節(jié)參見附錄 ):這里, h表示一顆滿且平衡的樹的高度.Fig16 在 t 然而, 考慮到異構能力和帶寬的約束, 讓每個結點都支持三個子樹似乎并不現實. 在這種情況下, 一些子樹將被移到更底的層次, 直到約束條件解除. 同時, 會使用一種樹修復算法, 使得在結點異常退出的時候, 把一些下游結點移到上游.首先比較的是端到端的延遲 ( endtoend delay ). 由于 PlanetLab 中結點的時鐘并非完全同步, 所以準確地計算出每個分段的端到端延遲并非是件易事. 因此, 使用了一種更簡單的方法來衡量延遲 計算跳數 ( hopcount ) 的方法. 利用這種方法的衡量結果被顯示在 Fig13 中. 盡管樹結構經常被認為可以實現最短的延遲, 但測試結果顯示, 無論是在穩(wěn)定的還是動態(tài)的網絡中, 基于樹結構的網絡都表現的不那么盡如人意. 如前所述, 這是由于上傳帶寬的限制可以在很大程度上增加樹的高度. Fig12 顯示了本次實驗中的樹結構. 結點總數是231, 但是樹的高度卻是19 而一顆231個結點的滿平衡三叉樹的高度卻只有五層.Fig12 一個包含231個結點的基于樹結構的網絡Fig13 DONet 和基于樹結構的網絡中的平均跳數延遲.Fig14 在連續(xù)性指標方面, DONet網絡和基于樹結構的網絡的比較. ( Y軸: 連續(xù)性指標。 動態(tài)環(huán)境下的性能下面將要檢測 DONet 在有結點動態(tài)加入, 離開或意外退出時的性能. 大多數的參數設置與前一組實驗相同, 只是在這里, 每個結點會按照 ON/OFF 模型來改變它的狀態(tài): 在 ON 時段, 結點會在網絡中保持活躍, 而在 OFF 時段, 結點會離開 ( 或意外退出 ). ON 和 OFF 都在平均為 T 的時間內呈指數分部. Fgi10 在不同網絡規(guī)模下控制流量關于ON/OFF 平均周期的函數Fig10 將不同網絡規(guī)模下的控制流量表示為 ON/OFF 周期的函數. 可以看到, 控制流量會隨著 ON/OFF 周期的縮短 ( 例如, 動態(tài)結點執(zhí)行更多動作 ) 而有輕微的增長. 這些附加的控制流量主要是由離開或意外退出的聲明引起的, 但是像前面所提到的, 相對于總體流量, 這只是次要部分. Fig11 在不同網絡規(guī)模下連續(xù)性指標關于 ON/OFF 平均周期的函數Fig11描述了連續(xù)性指標在不同 ON/OFF 周期下的變化. 更短的 ON/OFF 周期肯定會導致更低的連續(xù)性指標, 但是下降不是很明顯. 在使用 DONet 內部一些恢復機制的情況下, 即使在高動態(tài)的網絡, DONet 的連續(xù)性指標仍然是可以接受的 ( 在1分鐘之內找到新的資源結點 ). D. 穩(wěn)定環(huán)境下的性能在第一組實驗當中, 所有的結點都將會在一段初始化時段 ( 1分鐘左右 ) 內加入, 并在某個流的播放時間內 ( 120分鐘, 一部電影的典型長度 ) 保持可用. 默認的流速率是500Kbps, 每個分段都包含長度為一秒鐘的流. 每個結點會維持一個含有60個分段的劃動窗口, 或者說是長度為60秒的數據流, 并會在接受到第一個分段10秒鐘后開始播放.控制開銷: 成員關系管理使用了輕量級的 gossip 協議, DONet 中的大多數控制信息是用來交換數據可用性信息的. 因此伙伴數量成為決定控制開銷的關鍵因素. Fig7 將控制流量描述為平均伙伴數量的函數. 開銷自然會隨著伙伴數量的增長而變大, 但是相比于視頻流量, 一個結點接收到命令后, 會把它轉發(fā)給一列自己已知的結點, 而這列結點就是先前在 DONet 模塊的 mCache 中獲取的那一列. 由于指令在數量上是有限的, 并且對于延遲敏感, 采用泛洪式的方式來廣播指令是一個合理的選擇. 這樣的作法同時會有助于建立一個, 用于收集報告的逆向樹結構. 在這個結構中, 有關丟失和路徑長度等信息能在一些交叉結點 ( Juncion Node ) 處分類合并, 然后再傳回監(jiān)控結點. 綜上所述, 就能在不讓監(jiān)控結點過重負載的情況下完成在線統計 .在能自動控制系統的情況下, 創(chuàng)造一個穩(wěn)定的 ( 使用持續(xù)結點 ) 或動態(tài)的 ( 使用動態(tài)加入, 離開或異常退出的結點 ) 環(huán)境并不困難. 下面將通過列舉一組有代表性的結果來說明 DONet 在這兩種環(huán)境中的性能, 并且指出一些關鍵的影響因素. 而結點的總量在實驗期間 (2004年5月到2004年6月), 達到了200個到300個. 每一個結點都運行一個程序原型, 扮演 DONet 結點的角色. 源結點被設置在美國 ( , IP : ), 而借助遠程登錄, 通過在香港 ( , IP : ) 的結點控制整個系統, 它也就是所謂的監(jiān)控結點 ( Monitoring Node ) . 實際上這也是亞洲第一個接入 PlanetLab 的結點 ( 從