移动IPv6协议的切换时延性能比较分析

移动IPv6中的切换时延对于特定网络情景中的性能起着很大的作用,它会导致数据包的丢失和严重的端对端性能下降,文章对移动IPv6中的各种协议的切换时延作了性能分析比较,介绍了移动IPv6的基本知识及快速切换的重要性,阐述了层次化移动IPv6和快速移动IPv6的工作原理,采用网络仿真工具NS-2对三种移动IPv6协议的切换性能进行了比较和仿真,实验结果表明快速移动MIPv6具有良好的性能。     

基于网络编码的无线网络重传技术

为提高无线网络数据传输效率,减少数据包丢失重传次数,提出一种基于网络编码的丢包重传方法。将网络编码技术应用到无线网络重传过程中,当有数据包丢失时,发送方重传经过网络编码的组合数据包。根据解码规则,网络节点从组合数据包中恢复丢失的数据。理论分析和模拟实验结果表明,该方法能够有效减少重传数据包的次数,提升无线网络编码性能。     

一种802.16网络中的移动IPv6快速切换方案

移动IPv6是IETF提出来解决网络层移动性问题的标准,但移动IPv6在切换过程中存在无法接受的切换延时和数据包丢失,无法满足实时应用的要求.通过对802.16链路层切换过程的研究,本文提出了一种802.16网络中的移动IPv6快速切换方案,该方案利用链路层的触发信号和隧道减少移动IPv6的移动检测,转交地址配置和绑定更新的时延以及切换过程中的数据包丢失.     

基于IEEE802.11b的移动IPv6切换技术研究

本论文中,分析移动IPv6技术在无线局域网的应用。移动IPv6是指对IPv6无线网络中移动节点动作的管理,然而,一个移动节点只有当切换过程完成后才能在新的链接节点上接收IP数据包,因此,许多移动IPv6的应用目的是降低切换延迟和减少数据包的丢失。无缝连接要求用户和应用程序不出现数据包的丢失或任何明显的通信中断。它不仅仅对于数据传输延迟具有重要意义,同时也对tcp连接有着重要作用,因为它对数据包延迟和重新排序非常敏感。本文基于IEEE802.11b协议,做了基于移动IPv6的单一用户的吞吐量和原始带宽的比例相关研究,并对此项研究未来进行了展望。     

一种安全有效的无线传感器网络数据收集方案

数据收集技术是无线传感器网络（WSNs）中的重要技术之一。针对无线传感器网络中存在恶意节点攻击可能造成数据包丢失,给出一种安全有效的无线传感器网络数据收集方案。该方案首先利用多路径路由和跟踪反馈机制构造出安全路径,然后再根据安全路径进行数据收集。性能分析结果表明：与基于随机分散路由的数据收集方案相比,所给方案可以大幅降低数据包被拦截率,具有更高的安全性。     

启用节点睡眠态的6LoWPAN网络节能研究

为了降低6LoWPAN网络节点能耗,本文提出了一种启用节点睡眠态的信道竞争接入机制:节点可于超帧退避期内适时睡眠和超帧睡眠期内睡眠。应用该机制对网络MAC协议建模,并对模型进行了数学推导。基于本模型,对节点平均能耗、网络数据包发送稳态概率和数据包服务时间进行了数学分析,并研究了协议参数NB和minBE对网络性能的影响。数学分析表明,该模型较好地描述了6LoWPAN网络信道竞争接入机制,该机制有效降低了节点的平均能耗,协议性能得到较大改善。     

基于马尔科夫链的网络控制系统调度

网络控制系统数据包的丢失将导致控制系统性能下降与网络资源利用率降低。以马尔科夫链对网络控制系统的数据包丢失时延进行动态预测,并将它作为网络利用率的一个重要参数,利用反馈原理动态地调整网络控制系统控制任务周期,在线分配网络资源,实现调度与控制的集成,提高了网络资源的利用率与控制系统性能,仿真结果表明了该方法的有效性。     

6LoWPAN中的路由选择策略的改进

随着IPv4地址资源的耗尽,IPv6网络替代IPv4成为不可逆转之势。在近几年中无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）的发展,使得IPv6网络的应用范围得到很大的拓展。其中6Lowpan的提出使得WSN中的节点可以以IP地址的方式进行通信,本文探讨了网络层的IPv6数据包长度和MAC层的数据包分片数量对网络性能的影响,在Contiki实验平台下分析了不同的RSSI和网络负载下6LoWPAN的表现,提出了基于RSSI的改进的RPL路由协议,明显增强了6LoWPAN下的通信能力。     

IPv6实验网的组建和测试分析

主要介绍设计、搭建IPv6实验网，并在此基础上捕获数据包，测试协议性能。通过分析数据包的结构，验证了IPv6网络的特点：地址匹配的方便性、数据报头的简洁性。通过设计和组建IPv6／IPv4双协议栈路由器，介绍了一种通过IPv4网络转发IPv6数据包的双协议栈隧道技术。     

无线移动网络中增强TCP性能的技术综述

TCP是因特网上的主要传输协议，在数据包丢失主要是由拥塞引起的传统网络上，TCP可以充分发挥其性能，但是在无线移动网络中，TCP将无线信道比特差错和移动切换引起的数据包丢失误归于网络发生拥塞而采取拥塞控制措施，不必要地降低了端到的吞吐率，导致自身性能的下降，首先阐述了当前无线移动网络的发展状况和TCP面临的问题，在此基础上，综述和评价了各种增强TCP性能的技术方案，最后，结合无线移动通信系统的最新进展，分析和探讨了当前存在的问题和进一步的研究方向。     

基于超融合云网络环境的持续丢包主动探测系统

业务上云在近些年已经成为趋势, 而新冠疫情也加速了这一趋势. 然而公有云并不适用于所有用户. 尤其是出于数据隐私的考虑, 很多用户尤其是政府用户更希望在后疫情时代建设他们自己的私有云或者混合云. 超融合设备(HCI)是达到这一目标的有效手段. 在超融合设备中, 计算、网络、存储等资源都被完全虚拟化, 传统的物理网络设备单元也被一段段代码所替代. 此外为了获得高性能的网络转发能力, 很多创新技术应运而生, 其中DPDK技术是其中翘楚而被广泛应用. 开发者可以利用DPDK技术实现多种多样地、定制化地网络转发应用. 虚拟化技术和DPDK技术可以大大提升设备资源的利用率以及网络转发性能, 降低大中小企业或者机构的数据中心或者私有云的构建难度和成本. 但同时高度的虚拟化也给网络运维人员带来了巨大的挑战. 这些虚拟网元对网络运维人员而言是没有实体的, 虚拟网络在运维人员看来就像一个“黑盒”. 当网络出现故障时(如丢包), 传统的针对物理网络设备的排障手段在虚拟网络中变得不可用, 这就大大增加了网络排障的时间, 进而对业务的持续运行造成影响. 针对这种问题, 设计了一种虚拟网络持续性丢包探测系统Flowprobe, 该系统旨在解决基于DPDK用户态虚拟网络的持续性丢包检测及根因定位问题. 通过该系统, 用户可以观测数据包在虚拟网络中的详细路径、经历的转发行为, 定位丢包的位置, 获知丢包的原因. 实验表明, 该系统可以针对576种虚拟网络持续丢包场景进行检测以及给出问题根因, 并且该系统做到了对正常转发业务的无影响, 性能测试表明, 该系统开启以后, 对用户正常业务的转发影响可以控制在1%以内. 该系统已经在超融合生产环境持续运行了3年, 帮助用户以及网络运维人员解决了诸多虚拟网络故障问题.     

一种用于MIPv6平滑切换的移动缓存和评价方法

已经提出的移动IPv6平滑切换框架中,普遍使用接入路由器进行移动信令的处理、数据的缓存和转发操作,这种结构很难在实际的网络环境中部署和使用。本文提出了一种用于移动IPv6平滑切换的移动缓存;分析了缓存转发过程的时序特征;提出了使用包丢失率和包乱序率对缓存转发过程进行性能评价的一般方法,并给出了计算公式和取值方法;通过模拟实验,对评价方法进行了分析和验证。通过对移动缓存和评价方法的使用,能够有效优化平滑切换结构,并提高缓存转发性能。     

A honeycomb structure based data gathering scheme with a mobile sink for wireless sensor networks

With the widespread use of wireless sensor networks, more and more applications require energy efficient and low packet loss rate data collection methods. Recently, the concept of ‘mobile’ is introduced in various mechanisms to meet the needs of this kind. In this paper, a honeycomb structure based data gathering scheme, HSDG, is proposed for wireless sensor networks with a mobile sink. By partitioning the network into a honeycomb structure and giving each partition a direction value, every sensor node can obtain the latest location of the mobile sink dynamically with a small amount of broadcasting overhead. HSDG uncouples the moving strategy of mobile sink from the data forwarding mechanism, and three subscheme HSDG_RM, HSDG_DGM, and HSDG_EGM are proposed. Our schemes are investigated from average energy consumption, maintenance cost, packet loss rate and the number of packets collected. Compared with BTDG and ALURP, HSDG_DGM is the most energy efficient with a low packet loss rate.     

一种6LoWPAN无线传感器网络移动协议

提出了一种6LoWPAN无线传感器网络移动协议。此协议提出了6LoWPAN网络体系结构,以及6LoWPAN网络地址分层结构及地址配置算法。基于提出的6LoWPAN网络体系结构,提出了6LoWPAN网络内与网络之间的移动切换协议。在移动过程中,移动节点无须转交地址,即移动切换过程无须为移动节点配置转交地址,也无须进行转交地址注册,因此降低了移动切换代价和延迟。从理论和仿真两个角度对MIPv6、Inter-MARIO及本协议的移动切换代价、移动切换延迟、丢包率等性能参数进行了分析比较,分析结果表明本协议的移动切换代价更小、移动切换延迟更短、丢包率更低。     

用于分层移动IPv6网络拥塞控制的新机制

针对在IPv6无线网络切换过程中, 短暂的链路连接断开会导致反复丢包; 同时在切换过程中, 由于带宽的改变, 在新的接入点就有可能发生丢包或资源浪费以及拥塞。提出一种以TCP协议为基础的路径损耗确认（TCP-PLACK）机制来代替TCP选择确认机制（TCP-SACK）。每当一个TCP接收方在断开或切换后而连接到一个新的接入点时, 上述的TCP-PLACK机制就会发送一个特殊的确认, 其中包含有在新接入点丢包的详细信息和可用带宽。收到这个确认, 发送方会重新发送丢失的包, 并在新接入点根据带宽的可用性调整发送速率。实验结果表明, 该机制有利于改善IPv6网络切换过程中的丢失恢复和速率控制问题。     

QinQ VLAN模式下校园网IPv6升级方案

绝大多数校园网的VLAN规划都采用给用户数据包打单层vlan标签的模式。而上海财经大学校园网采用QinQ的VLAN模式,对用户数据包打两层vlan标签,大大增加可用vlan数目,可以给每个用户划分一个vlan。该模式可以有效防范ARP病毒,但是在增强网络安全性的同时造成用户vlan过多,IPv6升级改造的难度相应加大。介绍在QinQ VLAN模式下校园网由IPv4网络升级到IPv6网络的方案,对升级过程中遇到的问题进行分析,给出了校园网升级后的网络拓扑、交换机上的关键配置、IPv6路由设计、IPv6 SAVI的部署以及升级完成后IPv6网络使用情况。     

一种基于Trie的IPv6路由查找方案

随着Internet的迅猛发展,IPv6技术必将成为主流.于是,如何高效地在路由表中查找匹配128位IPv6地址,成为了IPv6 技术发展的一大制约因素.经大量研究表明,Trie数据结构是实现高速路由查找和报文转发的关键.结合IPv6的地址结构特点,设计出基于Trie数据结构的查找算法,提高了路由查找效率以及报文转发速度.     

OFDMA 协同网络中基于QoS 保证的资源分配算法

针对正交频分多址(OFDMA)协作通信系统,为了解决数据传输速率最大化并提供尽力而为业务与实时业务的服务质量(QoS)保证问题,提出新型资源分配算法.通过以总功率受限为约束条件,定义基于数据速率、时延和丢包率的效用函数,并以在协作传输中以最大化效用函数为目标进行中继选择和子载波分配.通过中继和用户上的子载波和功率分配方案的设计,从而最大化网络数据传输速率并最小化时延与丢包率,为多种业务提供服务质量保证.采用最优化理论与方法求解效用函数,得到了资源分配结果.仿真结果验证了算法收敛,并给出功率分配结果,以及网络吞吐量和时延性能指标情况,验证了算法的有效性.     

Finite frequency fault detection for networked systems with access constraint

This paper addresses a fault detection strategy in finite frequency domain for networked system with communication constraints and packet loss. The considered communication constraint is that only one data packet can gain into the networks at each time‐slot, and the fault detection filters complete the task with only partially available measurements. With consideration of the data packet loss and the stochastic scheduling protocol, a nonhomogeneous Markov jump system is firstly derived to describe the networked systems. For this class of systems, the generalized Kalman–Yakubovic–Popov lemma‐based finite frequency fault detection filter design methods are invalid. To tackle this problem, a new mode‐dependent lemma is developed to capture the system performance in finite frequency domain. Further, a set of fault detection filters are designed corresponding to the accessed nodes accordingly. Finally, an example is given to show the effectiveness of the proposed fault detection approach. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

Markovian-based traffic modeling for mobile ad hoc networks

Mobile ad hoc networks (MANETs) show very significant difference with respect to other computer networks due to the presence of extremely large packet loss bursts. The development of protocols for mobile ad hoc networks, especially multimedia protocols, require extensive evaluation either through simulation or real-life tests. Such testing consumes a great amount of resources both in terms of time and trace file sizes. Therefore, finding efficient means of reducing the amount of data that is stored and processed is quite important to accelerate the evaluation of different audio/video streaming applications. If, moreover, we are able to model the loss pattern experienced, we can further accelerate the evaluation process.In this work we propose two models based on hidden Markov chains that are able to grasp both packet arrivals and packet loss patterns in MANETs. A simpler two-state model is proposed to model losses when proactive routing protocols are used, while a more complex three-state model is proposed for reactive routing protocols. We also introduce a new set for packet loss pattern measurements that can be of interest for the evaluation of audio/video streaming applications.Experimental results show that the proposed models can adequately reproduce extremely long packet loss patterns, typical of MANET environments, with a high degree of accuracy. Overall, we find that the proposed models are able to significantly reduce both the simulation time and the trace file sizes required.