近日，复旦大学计算与智能创新学院徐扬团队的两项成果《设计调度感知缓冲区方案Themis增强高速转发》、《设计Medley系统降低CDN回源带宽成本》被计算机网络系统领域顶级会议USENIX NSDI 2026接收。
随着数据中心和骨干网络链路速率攀升，高速网络设备的转发压力日益凸显。数据包缓冲区是保障高吞吐、稳定转发的关键，但高速场景下单一存储介质无法兼顾低时延与大容量，混合缓冲区架构成为主流，而现有方案在优先级反转、带宽利用等方面的不足，制约了性能提升。
学院徐扬教授团队，针对性提出调度感知混合缓冲区管理方案Themis，实现SRAM与DRAM数据布局的精细化管理，兼顾低延迟与大容量。相关研究以《Themis: Scheduling-Aware Buffer Management for HBM-Based Hybrid Buffers》为题，已被计算机网络系统领域顶级会议USENIX NSDI 2026接收。
Themis 的核心创新在于将调度信息直接融入缓冲区管理决策。通过引入动态换入换出机制，高优先级数据包被优先保留在高速 SRAM 中，以加速出队和转发；而低优先级数据包则以批处理方式迁移至大容量 DRAM，从而有效缓解优先级反转与队头阻塞问题。为进一步提升 DRAM 访问效率，Themis 对内存操作进行批量组织，将调度上连续的数据包映射至物理上连续的 DRAM 地址，显著提高了 DRAM 带宽利用率。同时，该方案基于硬件友好的 BM-SCH 统一模型实现，具备较低的实现复杂度和系统集成成本，便于在现有网络设备架构中落地部署。
图 BM-SCH 统一模型
实验验证，Themis在高负载场景下优势显著：数据包丢包率可降低约30%，片上SRAM的出队命中率提升至原来的2.1倍，链路利用率提高43%，全面增强了混合缓冲区在高速网络设备中的性能与实用性。
该研究由博士生张志禹担任第一作者，徐扬教授为通讯作者，得到国家自然科学基金和国家重点研发计划项目支持。Themis的提出不仅为高速网络设备的缓冲区管理提供了新的系统化解决方案，也为构建高性能、低时延的新一代网络基础设施奠定了坚实基础。
设计Medley系统降低CDN回源带宽成本
直播流媒体服务爆发式增长，给CDN成本控制带来巨大挑战。与传统点播不同，直播内容需实时传输，无法提前缓存至边缘节点，回源带宽压力激增，字节跳动实测显示高峰时段回源流量占总出流量达41.56%，而传统优化方案受限于直播特性，难以根本缓解成本压力。在保障用户体验的前提下，如何有效降低回源带宽成本，已成为直播CDN领域亟待突破的关键技术瓶颈。
学院徐扬教授团队联合字节跳动多媒体实验室，在直播CDN领域取得重要突破，相关研究以《Medley: Optimizing Midgress Bandwidth for Commercial Live Streaming CDNs》为题，已被计算机网络系统领域顶级会议USENIX NSDI 2026接收，提出Medley子流传输系统并已在字节跳动超大规模商业直播业务中全面部署。
Medley的核心创新是采用“分而治之”思路，将单一路视频流拆分为多个子流，分配至不同边缘节点并行传输，终端用户合并重构即可还原原流，理论上子流数为K时回源流量可降至1/K。同时构建三项核心技术：（1）在子流数量选择方面，将其建模为多目标优化问题，综合权衡带宽成本、系统开销与可靠性，提出弹性子流调度算法，可根据流的热度变化及CDN负载状况动态调整子流数量；（2）在子流传输过程中，设计了基于缓冲区驱动的快速帧请求机制，主动获取应用缓冲区中缺失的视频帧，有效缓解子流内阻塞和子流间阻塞问题，避免播放卡顿和首帧延迟；（3）在子流生成阶段，采用融合帧类型（I/P/B帧）与帧大小差异的加权调度策略，实现子流间流量与帧率的均衡分配，并将子流生成流程无缝集成至现有CDN架构中，最大程度降低对原有系统的改造成本。
真实生产环境测试显示，Medley可稳定支撑高峰时段每分钟85万并发观看请求，在不影响用户体验的前提下，将回源带宽成本降低76.83%，高效支撑海量用户直播服务。
该研究由博士生王海萍担任第一作者，徐扬教授、字节跳动施澍研究员为共同通信作者，得到国家自然科学基金、国家重点研发计划项目及复旦-字节合作项目支持。其落地为直播CDN回源优化提供新路径，也为下一代大规模商业直播平台的成本与性能优化奠定基础。
