Hadoop平台下一种改进蚂蚁算法的QoS路由研究

随着未来云计算的发展,各种云服务的应用将需要更高的网络性能。链路拥塞导致的数据包传输时延或数据包丢弃使得网络无法保障业务的QoS。目前普遍使用的链路状态路由算法不具有拥塞响应机制。本文通过在拥塞节点间发送连接蚂蚁寻找新路由来解决拥塞问题。NS2仿真结果表明,该算法能加快新的路由搜索,满足QoS的需求,并有效控制丢包率,时延等性能。     

一种快速规避拥塞的路由算法

为了平衡网络负载,优化网络资源使用,路由算法必须具备快速规避拥塞的能力.文章借鉴了最短路径算法和蚂蚁算法,在拥塞出现以后,分别以拥塞链路的相邻两端节点为中心、以一个事先设定的路径优劣评价函数为标准,通过两组寻路蚂蚁,逐渐增大网络搜索范围,各自独立寻找绕开拥塞链路到达对方的最优相向路径.直到上述找到的相向路径中途相遇(节点集中出现相同的节点),则意味着算法成功找到了绕开了拥塞链路新路径,算法结束.经仿真证明,该算法由于充分地利用了拥塞前的QoS路由信息,加上具体寻路过程利用了蚂蚁算法的并发性,明显节省了QoS路由搜索时间,有效地规避了网络拥塞,提高了网络服务能力.     

显式丢失通告算法的实现及其性能分析

TCP协议假定链路上的数据丢失率极小，所以当数据传输中出现丢包情况时，它认为是由于网络拥塞而导致的，并且相应地采取拥塞避免机制。然而在无线网络中，由于信道衰减，移动主机切换基站等原因，经常会导致数据的丢失。针对这一问题，显式丢失通告算法(ELN)要求中间路由在发现TCP数据包丢失时，发送显式丢失通告报文，通知TCP发送方数据包的丢失是基于链路原因，而不是由于网络拥塞。后者根据显式丢失通告屏蔽拥塞控制机制，从而避免了由于不必要的触发拥塞控制而导致的性能下降。论文将在实现ELN算法的基础上，根据模拟结果对ELN算法的性能加以评估。     

异构无线网络中TCP Vegas算法的研究与改进

异构无线网络是将不同接入技术、不同性能的网络融合到一起构成的单个逻辑网络。异构无线网络中,TCP端到端的拥塞控制机制对网络的健壮性和稳定性具有非常重要的作用,因此是网络研究的一个热点问题。针对异构无线网络中移动节点发生垂直切换时传输层性能下降的特点,提出了一种基于TCP Vegas的传输层拥塞控制算法B-Evegas。给出了垂直切换发生时的传输控制方法,垂直切换后拥塞窗口的恢复采用带宽估计与分段增加策略,并引入了快速恢复机制,在拥塞窗口过大时根据链路的时延指数性地减小拥塞窗口。仿真结果表明,该算法是合理的,可以有效提高垂直切换发生后TCP连接的吞吐量或者减小数据包的传输时延。     

基于移动代理的多类蚂蚁算法在路由中的应用

基于代理的路由策略已被证实可以增加服务率和吞吐量,并可以极大的减少阻塞或数据包丢失的次数.现有的基于蚂蚁群落优化的路由算法都缺乏适应性和存在局部停滞现象,提出一种基于移动代理的多类蚂蚁算法,该算法通过提高可适应性以及减少局部停滞的可能性,从而能够对链路的拥塞做出快速反应,有效地减少了数据包传输时延和网络丢失包率.通过实验仿真,验证了该算法的可行性和有效性.     

异构无线网络中 TCP Vegas 算法的研究与改进

异构无线网络是将不同接入技术、不同性能的网络融合到一起构成的单个逻辑网络.异构无线网络中,TCP 端到端的拥塞控制机制对网络的健壮性和稳定性具有非常重要的作用,因此是网络研究的一个热点问题.针对异构无线网络中移动节点发生垂直切换时传输层性能下降的特点,提出了一种基于 TCP Vegas 的传输层拥塞控制算法 B-Evegas.给出了垂直切换发生时的传输控制方法,垂直切换后拥塞窗口的恢复采用带宽估计与分段增加策略,并引入了快速恢复机制,在拥塞窗口过大时根据链路的时延指数性地减小拥塞窗口.仿真结果表明,该算法是合理的,可以有效提高垂直切换发生后 TCP 连接的吞吐量或者减小数据包的传输时延     

无线环境下拥塞控制算法的改进及其稳定性分析

无线网络中数据传输的往返时间RTT(roundtrip time)比有线网络中的RTT大,这使得针对有线网络设计的以时延作为拥塞信号的拥塞控制对偶算法应用到无线网络中时,其稳态性能下降,无线网络的带宽不能得到充分利用.针对对偶算法进行了改进,以保证该算法在无线网络中的稳态性能不会降低;同时,就改进算法的稳定性进行了理论分析和仿真,给出了判断该分布式算法稳定的定理和参数的选择范围.     

无线网络的拥塞控制机制研究

由于有线网络TCP拥塞控制机制是建立在拥塞是网络丢包原因的基础上，所以该机制不能适应无线网络中高误码率造成的无线链路丢包的情况。因此，我们提出了一种改进的TCP拥塞控制机制AED和TCP．WX算法，此机制和算法能有效地降低无线网络中的丢包数，提高信道的利用率。     

一种适用于无线网络的流媒体传输机制

为保证无线网络中多媒体数据的传输质量,提出了一种适用于无线网络的流媒体传输机制（WMTCC）。该机制通过发送探测报文区分网络拥塞丢包和链路误码随机丢包,准确判断网络的拥塞状况,实施发送速率调节,保证了流媒体服务质量(QoS)。由于准确区分出无线链路误码丢包,该机制在链路误码率较高时能维持较高的网络吞吐量。仿真实验结果显示在高误码率无线网络中,该机制可以获得更高的吞吐量和更大的拥塞窗口,并且发送速率的变化更加平滑。     

基于改进蚁群算法的拥塞规避QoS路由算法

服务质量(QoS)路由算法缺少拥塞规避机制,会影响业务QoS。为此,提出一种基于Ant-Pub&Enco的信息素模型,根据蚂蚁行进方向,利用相反的信息素引导模式以及不同的信息素更新策略进行路由搜索。基于改进蚁群算法设计一种规避拥塞算法求解QoS单播路 由问题。仿真结果表明,该算法能够有效规避网络中的拥塞链路,均衡网络负载。     

基于按需路由的MPRN多播算法

文章提出了采用按需路由发现策略的移动分组无线网多播路由算法。在算法中不需要维护全局的路由信息,通过按需路由发现过程,动态更新路由信息和建立多播转发组。多播数据包在转发组成员间进行有限泛洪,能够降低带宽的占用及减少路由更新信息的传播。模拟实验显示多播算法在带宽较低、多播组成员数量变化较大的移动分组无线网环境中,具有较好的可靠性和工作效率。     

移动分组无线网路由协议设计和优化方法的研究

为了适应移动分组无线网分布式网络结构,人们提出了许多路由协议。通过对各种路由协议的分析,该文对MPRN路由协议的设计方法和优化方法进行了研究和总结。这一成果可被用于指导新的移动无线网路由协议的设计,促进该设计过程向工程化发展。     

Providing QoS in OSPF based best effort network using load sensitive routing

In an open shortest path first (OSPF) based best effort network, when a packet experiences congestion, the routing subsystem cannot send it through an alternate path. Thus, it fails to provide desired quality of service (QoS) during congestion. In order to provide QoS we have reported three different load sensitive routing (LSR) protocols in [A. Sahoo, An OSPF based load-sensitive QoS routing algorithm using alternate paths, in: IEEE International Conference on Computer Communication Networks, October 2002; A. Tiwari, A. Sahoo, Providing QoS support in OSPF based best effort network, in: IEEE International Conference on Networks, November 2005; A. Tiwari, A. Sahoo, A local coefficient based load sensitive routing protocol for providing QoS, in: IEEE International Conference on Parallel and Distributed Systems, July 2006]. The LSR protocol forwards packets through alternate paths in case of congestion. The number of alternate paths at any node depends on the value of operating parameter or coefficient used for alternate path calculation. Though the basic protocol in these cases was the same, the methods of choosing operating parameter were different. We referred to these three methods as LSR [A. Sahoo, An OSPF based load-sensitive QoS routing algorithm using alternate paths, in: IEEE International Conference on Computer Communication Networks, October 2002], E-LSR [A. Tiwari, A. Sahoo, Providing QoS support in OSPF based best effort network, in: IEEE International Conference on Networks, November 2005] and L-LSR [A. Tiwari, A. Sahoo, A local coefficient based load sensitive routing protocol for providing QoS, in: IEEE International Conference on Parallel and Distributed Systems, July 2006] coefficient methods. In this paper, we present the LSR protocol along with the three coefficient calculation methods pointing out the reason for going from one method to the next. The main strength of our LSR protocol is that it provides loop free alternate paths in the event of congestion and can interwork with routers running vanilla OSPF protocol. We show through simulation that the LSR protocol based on any of the three different coefficient calculation methods performs much better than OSPF and that out of the three methods proposed by us, L-LSR performs the best.     

基于遗传-蚁群融合算法的OSPF路由算法QoS扩展

OSPF路由协议是现代计算机网络应用最为广泛的路由协议之一,为了适应现代网络应用对路由选择的QoS要求,IETF对其进行了扩展,最短路径算法也采用BF算法。但是,这些算法只能计算满足某一条件的路径集合中最短路径,不能满足对带宽、时延和差错率等多项QoS参数都有要求的最优路由选择。采用遗传算法和蚁群算法相结合的融合算法,继承了遗传算法和蚁群算法的优点,在求精解效率上优于遗传算法,在时间效率上优于蚁群算法,能很好地实现多QoS要求的最优路径计算。测试证明融合算法优化性能和时间性能都取得了很好的效果,可以应用于OSPF协议。     

MRABM:一种新的基于mesh结构的多径路由算法

针对移动AdHoc网络提出了一种新的基于mesh结构的多径路由算法MRABM(MultipathRoutingAlgorithmBasedonMeshStructure),该算法采用目的节点建立和更新mesh结构的机制。该算法不仅为每个源节点、中间节点提供了到目的节点最优路径,而且为每个节点建立了到目的节点的多条路径。当节点移动造成链路断开时,该算法能避开断开的链路,迅速沿其它路径转发数据,不需要路由修复和路由重建过程,从而降低了丢包率和端到端的延时。对大流量数据的传输,该算法能有效利用网络资源,减少网络拥塞。因此该算法能很好地适应网络拓扑结构的动态变化。     

基于蚁群的Ad Hoc网络多路径路由的改进

在大规模的Ad Hoc网络中,带宽有限,并且节点移动会引起链路频繁中断,从而导致传输时延较大。针对这些缺点,文中提出了加入了链路失效预测的蚁群多路径路由算法LA-ACO （ Location Aided ACO）。通过蚁群算法的分布式计算来寻找多条路由,并利用多路径路由来进行数据包的负载平衡,同时进行链路失效的预测,利用蚁群的正反馈机制完成快速主动路由修复。在仿真得到的结果中可以发现,该算法有较好的寻优能力,并且适应于Ad Hoc网络的拓扑多变化的特性。     

开放最短路径优先协议原理及攻击分析

首先介绍了OSPF(Open Shortest Path First开放最短路径优先)路由协议,接下来介绍了OSPF的HELLO报文、DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文等5种报文以及OSPF协议计算路由的过程。针对OSPF的攻击与防范问题,介绍了基于LSA(链路状态广播)攻击的基本原理及基本防范方法。     

最小割多路径路由算法

在最小割理论基础上提出了最小割多路径(min-cut multi-path,简称MCMP)路由算法,为流量请求选取少量关键路径,并在这些路径间均衡流量,在获得方法易实现性的同时能够有效地控制网络瓶颈链路拥塞通过实际流量数据在北美和欧洲骨干网络中的实验,对比常用的OSPF(open shortest path first)路由算法和模型中的多路径路由算法,MCMP路由算法可降低拥塞链路负载分别达到41％和20％以上.     

基于改进蚁群算法的网络负载均衡路由优化

最短路径优先的路由控制策略在解决突发业务模式下的拥塞问题上存在不足,针对该问题,采用随机选择尺度因子实现负载均衡,增加路由器向所有相邻路由器转发分组的机会。设计路由算法模拟器,完成改进蚁群网络路由优化算法在4种典型网络上的仿真。以CHINANET为例的对比实验表明,在重负载情况下,改进的蚁群网络路由优化算法能获得较高的吞吐量、较低的平均时延与丢包率。     

Routing for applications in NoC using ACO-based algorithms

Networks-on-Chips (NoCs) have been used as an interesting option in design of communication infrastructures for embedded systems, providing a scalable structure and balancing the communication between cores. Because several data packets can be transmitted simultaneously through the network, an efficient routing strategy must be used in order to avoid congestion delays. In this paper, ant colony algorithms were used to find and optimize routes in a mesh-based NoC, where several randomly generated applications have been mapped. The routing optimization is driven by the minimization of total latency in packets transmission between tasks. The simulation results show the effectiveness of the ant colony inspired routing by comparing it with general purpose algorithms for deadlock free routing.