路由器作为一种存储转发设备,是不同网络之间互连的枢纽。然而随着互联网流量与传输技术的快速发展,传统路由器缓存设置方法逐渐暴露出一系列缺陷,成为限制网络性能提升的主要因素之一。到目前为止,关于路由器的缓存需求问题的研究仍未有统一的结论。本文首先介绍了路由器缓存需求问题的最新研究进展,重点讨论了基于TCP协议模型的五种典型的缓存设置方法,通过分析与比较得出,基于不同假设前提和分析目标的缓存设置方法适应于不同的网络环境。然后通过仿真进一步研究了影响缓存需求的几个主要因素,着重分析了各种TCP协议、队列管理机制与路由器缓存大小的相互影响,得出在高带宽延迟网络下,当采用高速TCP协议和主动队列管理机制(AQM)时缓存需求大大减小。针对现有固定大小的缓存设置方法无法适应流量复杂多变的网络环境,本文结合吞吐量优化理论,提出了一种链路状态自适应的路由器缓存设置算法BSLS。该算法运用微分的思想引入一个判定因子,采用乘性增加乘性减少(MIMD)方式动态改变可用缓存阈值,通过缓存阈值的调节实现网络吞吐量的优化。文中通过仿真验证了BSLS算法在各种负载条件下都能保持高吞吐率,同时取得排队延迟和拥塞丢包率的合理折中。针对802.11无线局域网下信道带宽的时变性和CSMA/CA机制的随机性,本文在AP节点处设计一种自适应缓存设置算法ABS,该算法结合实时测量的MAC队列空闲率,区分无线信道的竞争状况,并采用加性增大加性减少(AIAD)的控制策略动态调整缓存阈值,ABS算法实现吞吐量优化的同时有效减小传输延迟。本文最后对所做研究工作进行了总结,并阐述了路由器缓存需求问题下一步的研究思路。