基于粒子群优化算法的数据中心网络流量调度策略

为解决当前数据中心网络存在链路负载不均衡及带宽资源浪费问题,提出了一种基于粒子群优化算法的流量调度策略.该策略结合软件定义网络控制器可获取全局网络拓扑信息的特性,依据当前链路带宽资源状况及网络流量的带宽需求建立目标函数.首先,根据流的源地址和目的地址找出最短路径集,通过定义粒子聚合度判断算法是否有陷入局部最优的趋势;然后,结合约束条件与目标函数,利用优化的粒子群算法从最短路径集中找出网络流量的最佳调度路径.实验结果表明,相比于其他算法,该算法有效地提高了网络平均吞吐量,获取了较低的丢包率,从而减轻了带宽资源的浪费,更好地实现了网络的负载均衡.     

基于代价函数的改进AODV协议

Ad Hoc网络中如何设计良好的路由协议使其网络均衡是当今研究的重点。针对网络负载和能量均衡等问题,提出了一种基于代价函数的改进按需距离矢量路由协议CF-AODV。该协议在路由建立过程中,通过能量阈值和缓存队列长度阈值进行RREQ转发判断;在目的节点选取路由时采用延迟应答方案,通过以路径长短、路径负载、路径剩余能量作为因子的代价函数进行判决来选取最佳路径。仿真结果表明,所提协议在网络负载和能量上得到了均衡,可以延长网络寿命,减轻网络拥塞,减少时延和丢包率。     

面向带宽碎片最小化和QoS保障的数据中心网络流量调度算法

随着数据中心网络流量的迅速增长,如何提高数据中心网络性能和服务质量成为了研究热点。然而现有的流量调度算法在网络负载加大时,一方面会导致网络带宽碎片化从而使得网络吞吐量降低,另一方面忽视了流量应用需求导致网络服务质量较差。为此,该文提出一种面向带宽碎片最小化和QoS保障的动态流量调度算法,算法综合考虑了带宽敏感的大流、时延与丢包敏感的小流的不同需求,首先根据待调度流的源地址和目的地址建立最短路径集,其次从中筛选出满足待调度流的带宽需求的所有路径,然后根据路径剩余带宽信息和小流应用需求情况为每条路径建立权重函数,最后根据权重函数值利用轮盘赌算法选择转发路径。实验仿真结果显示,与其它算法相比,所提算法降低了小流的丢包率和时延,同时在网络负载较大时提升了网络吞吐量。     

改善卫星融合网络随机丢包和间歇性中断的方法研究*1

当移动自组织网用户通过网关经卫星网络发送数据时,存在卫星链路的长传播时延、随机丢包以及移动终端的移动性引起链接的间歇性中断,导致TCP触发拥塞控制机制而降低传输性能降低。针对以上卫星网络的特点,提出了TCP M-Veno方法。在发送端对TCP Veno进行优化改进使得它能够缓解卫星网络中长的传播时延和随机丢包的影响。在网关中结合M-TCP算法来解决卫星融合网络移动终端间歇性中断。仿真表明,所提出的TCP M-Veno比NewReno、Veno以及M-TCP有更好的传输性能。     

面向LEO卫星网络的高效路由算法

由于卫星星上处理以及存储能力有限,随着卫星网络的规模越来越庞大,迫切需要一种简单高效的路由算法.为此,提出了一种基于网络拥塞程度感知的路由策略(Network Congestion-Aware Routing Algorithm,NCARA).NCARA路由策略在网络处于非拥塞状态时采用Dijkstra算法寻路,网络拥塞时换用改进广度优先搜索算法(Enhance Breadth First Search,en-BFS)寻找最短路径.en-BFS算法利用卫星网络拓扑呈二维网格拓扑的特征,将最小跳数作为主要衡量指标,选出最小跳数路径集合;然后将传输时延和传播时延作为衡量标准,以O(V+E)(V为图的节点个数,E为图的边的数目)的时间复杂度在最小跳数集合中选择出最小权值路径.最后通过数学方法证明了算法的正确性以及有效性.仿真结果表明,所提路由算法的平均时延、丢包率等都与传统算法相当,但是算法复杂度却得到极大的降低.     

一种基于多径负载均衡的无线互联网TCP拥塞控制策略

针对无线互联网中拥塞控制存在的问题,提出了一种支持多径负载均衡技术的TCP拥塞控制策略。该篆略主要包括拥塞检测和拥塞控制两个部分。其中基于带宽估计的拥塞检测方法,能有效区分差错丢包和拥塞丢包;在检测到拥塞发生后,采用基于多径负载均衡技术的拥塞控制策略,并使用基于时延估计的多径分组分配策略,在缓解拥塞的同时避免了多路通信的包乱序问题,有效的提高吞吐量,减小端到端时延。     

一种适用于星地网络的流量负载均衡算法

在星地网络的背景下,为了降低由于地面网络链路负载过高导致的传播时延,提出了一种适用于星地网络的负载均衡算法。算法基于网络的链路容量设置一个链路资源利用率作为阈值,当发现路径出现过载的时候分成两步进行路径的预规划：第一步,运用蚁群算法为链路过载的数据流选择其他的路径,以满足地面网内部的负载均衡;第二步,如果仍出现链路超阈值的情况,通过卸载延迟容忍数据流来执行地面与卫星网络之间的负载均衡。仿真结果表明,设定自适应的过载阈值可以有效降低链路的拥塞,与现有算法相比该算法不仅可以更加均匀地分配地面网络中的流量,而且借助卫星网络使地面网络的平均时延降低了18.3%,提高了网络的服务质量。     

基于功率分配的无线传感器网络拥塞控制协议

由于无线传感器网络的资源受限,相比传统网络其传输过程更容易导致丢包和拥塞。为了避免和控制拥塞,本文提出了一种利用功率分配重新选择路径的拥塞控制算法,首先参考路径传输的多种QoS相关参数度量网络的路径代价和节点可用资源的信息,基于测量得到的网络拥塞水平通过传输功率递增和递减选择不同的路径控制网络拥塞。仿真结果表明所提出的协议减少了网络时延,提高了系统吞吐量和网络生命周期。      

WMN中一种基于干扰感知的负载均衡路由协议

无线信道干扰和负载分布的不均衡严重影响无线Mesh网络吞吐量、端到端延时和资源利用率。在已有基于信噪比和邻居节点个数的干扰模型基础上,进一步研究了无线Mesh网络的链路干扰。在综合考虑了无线Mesh网络流间干扰和和流内干扰的基础上,提出路由判据PIL（Path Interfer-ence Level）。在此基础上,提出一种新的基于干扰感知的负载均衡路由协议IA-DSR（Interference-Aware DSR）。IA-DSR考虑无线网络拥塞并选择受到干扰最小的路径。仿真结果表明,在不显著增加开销的情况下,IA-DSR可以有效地提高网络的整体吞吐量,降低网络端到端时延和丢包率。     

面向6G通信的多层低轨卫星网络路由算法

在面向6G的移动通信网络中,低轨卫星网络（LEO, Low Earth Orbit）运行高度低、时延小,可大范围部署实现全球广域低时延通信。当前低轨卫星星座正朝着多层轨道面发展,多层轨道的跨层链路增加了数据传输路径,但跨层轨间链路的频繁通断,增大了多层LEO网络层间路由选择的难度。为此提出了一种面向6G移动通信的多层LEO卫星网络路由算法。首先建立跨层链路,面向端到端传输时延和可靠性需求,分析影响跨层轨间链路频繁通断的因素,基于LEO卫星网络虚拟位置思想,选择卫星节点对建立可靠跨层链路;然后实现路由选择,基于所建立的跨层星间链路,采用时空演化图模型刻画动态网络拓扑,设计最短路径算法计算最佳传输路径。最后,构建三层卫星网络场景对所提算法进行仿真验证。结果表明,相对于现有方法,所提算法在端到端时延和可靠性均有明显提升。     

软件定义卫星光网络蚁群优化波长路由技术

针对卫星光网络中网络拓扑动态时变和业务类型多样化的问题,研究了在软件定义网络架构下保障服务质量的路由技术,提出了一种基于多业务的卫星光网络蚁群优化波长路由算法。通过改进蚁群算法的启发函数,将波长空闲率、时延、时延抖动、丢包率作为蚂蚁选路的重要依据,为业务选择了满足多种服务质量的最优路径;采用分组波长分配方法对不同等级的业务进行了区分服务,为不同业务分配了不同的波长集。仿真结果表明:与CL-ACRWA算法和Dijkstra算法相比,降低了卫星光网络的平均时延、平均时延抖动、平均丢包率,提高了波长利用率,同时也降低了高优先级业务的网络拥塞概率。     

OBS网络中基于拥塞避免的提前偏射路由研究

突发竞争是OBS(光突发交换)网络需要解决的关键问题,偏射路由作为一种有效的竞争解决方案而被广泛研究。文章提出了一种基于拥塞避免的提前偏射路由算法,利用周期性反馈的网络拥塞信息按一定概率提前偏射部分突发包。与传统的最短偏射路由算法相比,本算法达到了避免拥塞以及均衡网络负载的目的。仿真结果表明:文章所提算法在突发丢失率、吞吐量以及平均链路利用率方面性能都有所提高。     

一种基于负载均衡的高能效LLN路由算法

针对低功耗有损网络(LLN)中由于节点部署不均匀易导致负载不均衡的问题,提出一种基于负载均衡的高能效LLN路由算法(EELB-RPL)。通过将链路质量、传输时延、节点剩余能量、吞吐量以及拥塞检测因子等因素相结合选出最优父节点;再通过调整溪流计时器,使节点根据网络拓扑密度调整自身抑制机制,避免了抑制不公平性导致负载不均衡。仿真结果表明,所提算法与现有算法相比较,能够有效实现负载均衡。其中,数据包投递率提升了14.6%,根节点吞吐量提升了28.5%,网络平均寿命提升了8.96%。     

面向GEO卫星网络的多速率多播拥塞控制机制

针对GEO卫星网络带宽时延积较大、拥塞控制机制不完善的问题,提出了一种面向GEO卫星网络的多速率多播拥塞控制机制MMCCM_GEO.首先,在保证接收端请求速率最大化的前提下,将GEO卫星网络中的多速率多播问题转化为非线性优化问题,并采用改进的模拟退火算法对其求解,得到了最优的接收端请求速率.其次,通过采用代理节点实现反馈信息的汇集与丢失数据的恢复,有效地解决了反馈内暴及数据恢复问题.仿真结果表明,与目前GEO卫星网络中典型的多速率多播拥塞控制机制相比,本文的拥塞控制机制有效地提高了数据吞吐量和带宽利用率,降低了GEO卫星网络中的数据传输时延,同时也具备了更好的可扩展性.     

基于异构无线网络的多路径传输

针对异构无线网络环境中,大容量业务传输质量不可靠、网络资源利用率低的问题,提出了一种基于异构无线自组织网络的多路径传输路由算法。该算法有效避免了单路通信方式下的传输链路拥塞、吞吐量低等问题,并结合大容量业务的特点,通过一定的法则合理表征网络环境信息,依据表征结果提出发端到终端的多路径策略,使得重要性不同的业务可选择相应链路质量的路径进行并行传输,避免了网络中的每个自组网节点独立寻找路由导致的源节点难以获得中间节点路由信息的现象。仿真结果表明,该算法可实现整个网络负载均衡,缓解网络链路拥塞,有效降低传输中的丢包率,降低传输时延。     

软件定义车辆网络中自适应负载均衡路由算法

城市交通车辆密度高,为解决车辆通信过程中,数据包转发时中继节点负载分配不均衡、限制车联网中吞吐量等性能问题,本文提出在基于软件定义的移动自组网络架构中引入强化路由,来自适应学习负载分配决策,根据邻居节点的带宽状态学习负载分配收益;通过强化学习构建状态-策略表,使节点在不同状态下进行带宽分配决策,最终实现SDN数据层内的车辆相互协调,寻找最优路径。仿真结果表明,该算法可实现网络负载的均衡分配。与传统的路由算法相比,当车辆数为300辆时,该算法的丢包率可低至20%以下,端到端时延低于4 s,网络能量消耗更加均衡。     

软件定义网络中基于Q-学习的负载均衡算法

针对软件定义网络(Software Defined Network,SDN)的负载均衡问题,为使网络的资源分配更加合理,防止网络拥塞,设计了一种基于Q-学习的负载均衡(Q-learning Load Balance,QLLB)算法,可根据网络环境自行作出决策,避免网络拥塞,实现网络资源的合理分配.与最短路径算法Dijkstra、蚁群算法进行的性能对比结果表明,QLLB算法有效实现了负载均衡,使得各个链路的带宽利用率更加平均,吞吐量分别提升了约8％和2％,可有效提升网络性能.     

一种适用于地空通信的负载分布算法

针对地空通信系统传输时延较高、吞吐量较低的问题,提出了一种拥塞感知负载分布（Congestion-aware Load Distribution,CALD）算法。算法通过通信路径质量的变化,估计对应路径的拥塞窗口变化情况,自适应地调整每次子流分配大小,降低端到端的延迟,以应对地空通信的低带宽和高时延特性。同时基于搭建的多路径端到端服务器进行了实验,结果表明,所提算法在吞吐量性能和端到端延迟等方面都优于现有的子流分配算法。     

多层卫星通信网络自适应路由策略

单层卫星网络由于轨道高度和覆盖能力的不同,以至构成通信的单层系统往往不能满足不同业务服务质量的需求。分析了Walkerdelta型星座构建多层卫星通信网络的拓扑结构和ISL性能,提出了在统计分布模型下的多层卫星自适应路由策略,综合考虑了路径时延和ISL链路负载。仿真结果表明了多层网络自适应路由策略能够更加有效地分配网络通信量,网络具有较小的丢包率、网络平均归一化链路负载和特定路径综合路径权重,有利于降低网络平均阻塞概率和特定路径阻塞概率,获得更高的可靠性,较传统的单层非自适应路由更加有效、可靠。     

应用于航空Ad Hoc网络的高负载优先级均衡MAC协议

针对航空Ad Hoc网络在高负载下的低时延信道接入问题,提出一种优先级与公平性协作的多信道MAC协议(PBLL/HL)。在多信道检测统计基础上加以改进,结合优先级机制,在高负载网络中适时截流低优先级业务,优化网络流量,保证高优先级业务低时延发送;设计公平性优先级阈值与冲突退避窗口算法(PCA),减小低优先级业务接入时延。仿真结果表明,PBLL/HL能够在高负载网络有效控制信道接入,维持良好的网络流量,降低网络平均接入时延(低优先级业务时延过载时降低10%以上),稳定高负载网络吞吐量(最大吞吐量88.1%,过载时吞吐量下滑平缓),解决了航空数据链高业务量带来的高时延和网络拥塞。