可重构服务承载网容错构建算法研究

基于可重构柔性网络(Reconfigurable Flexible Network, ReFlexNet)构建可重构服务承载网(Reconfigurable Service Carrying Network, RSCN)能够有效解决传统互联网体系结构面临的困境。论文在物理链路易发故障的前提下针对RSCN容错构建问题进行了数学建模和理论分析。为尽量避免重要资源故障给网络带来的影响,基于不同资源的重要程度,设计了资源紧迫度感知的RSCN构建算法RSF-ACA。为提高RSCN的运行成功率,设计了发生网络故障时的RSCN恢复算法RSLFRA。最后,通过仿真实验,从RSCN成功运行率、资源紧迫度和物理链路利用率3个方面验证了该文提出的算法的优越性。     

基于备份的可重构服务承载网可靠性映射方法

可重构柔性网络链路失效将严重影响其上承载的可重构服务承载网(RSCN)的可靠性。文章基于路径备份策略着重解决时延敏感类型RSCN的可靠性问题,并提出分阶段处理方式进一步优化备份资源消耗。在拓扑预处理阶段,根据RSCN是否支持路径分裂分别提出分裂的最小备份拓扑生成(S-MBT-Gen)算法和最小备份生成树(MBST-Gen)算法,减小备份拓扑带宽约束总量;在拓扑映射阶段,提出主备拓扑协同映射(RNM-PBT)算法,协调利用底层网络资源。仿真结果表明,本文提出的算法降低了RSCN平均资源消耗,且具有较高的请求接受率和较低的平均执行时间。     

基于随机Petri网的虚拟网可生存性模型研究

针对在描述可重构服务承载网(RSCN)差异化服务需求时无法定量描述其安全属性的问题,提出了一种RSCN可生存性模型。模型基于随机Petri网构建,首先构建RSCN的非马尔可夫随机Petri网模型,再基于最常用的先到先服务(FCFS)故障修复策略得到系统状态可达图,通过引入补充变量建立系统状态概率方程,并最终求解得到该模型。通过仿真实验对该可生存性模型的有效性进行验证,仿真结果表明,理论模型计算结果与仿真结果拟合性较好,可用于描述基于FCFS故障修复策略的RSCN可生存性能。     

可重构柔性网络资源管理与服务映射方法研究

提出了基于资源重组的可重构柔性网络(RFNet)。RFNet中的网络服务是构件的有机组合,并且能够根据新的业务需求,利用构件复用思想,从软硬件出发重构出满足需求的新的网络服务。首先介绍RFNet的体系结构,然后提出RFNet的"资源管理—承载网映射—网络服务映射"的流程机制。经过评估,提出的RFNet"资源管理—承载网映射—网络服务映射"机制能够很好地支持差异化服务的构建与共存,并且基于负载均衡的可重构服务承载网映射算法RSCNM在网络构建成功率、最大节点强度、平均链路利用率和构建平均收益上具有明显的优势。     

基于无色无向无冲突可重构光分插复用器节点的全光IP组播能效调度

为了提高无色无向无冲突灵活的可重构光分插复用器(CDC-F ROADM)节点的弹性光网络IP组播频谱-能耗效率,该文提出一种全光组播能效调度算法(AMEESA)。在算法路由阶段,考虑能耗和链路频谱资源使用情况设计链路代价函数,构建最小代价光树算法组播光树。在频谱分配阶段,设计基于高效光谱分辨率(HSR)光树中间节点频谱转换方法,选择节能频谱转换方案为组播光树分配频谱块资源。仿真分析表明,所提算法能有效提升网络能效,降低IP组播带宽阻塞率。     

基于拓扑感知的可重构服务承载网动态重构算法

可重构信息通信基础网络通过构建服务承载网的方式为业务提供自适应的承载服务。针对高效利用有限底层资源的问题,提出一种基于资源关键度进行动态映射的服务承载网构建算法。算法将通过节点或链路的最短路径数作为资源关键度的衡量指标,区别对待底层资源;并实时动态感知关键资源的使用状况,依据不同业务需求对服务承载网进行自适应调整。仿真结果表明,算法在构建成功率、收益花费比和资源均衡度等方面均具有良好性能。     

核心链路感知的可生存虚拟网络链路保护方法

针对现有可生存虚拟网络链路保护方法无差别对待所有虚拟链路、备份资源消耗多且故障后网络恢复时延长的问题,该文提出一种核心链路感知的可生存虚拟网络链路保护(CLA-SVNLP)方法。首先,综合考虑虚拟链路动态和静态两方面因素构建虚拟链路核心度度量模型,依据虚拟网络生存性需求,对核心度较高的虚拟链路进行备份保护;其次,将p圈引入可生存虚拟网络链路保护,依据虚拟网络特点构建p圈,为核心虚拟链路提供1:N保护,即每条核心虚拟链路平均消耗1/N条的备份链路带宽资源以减少备份链路资源消耗,并将单物理链路保护问题转化为多个p圈内的单虚拟链路保护问题;最后网络编码技术与p圈结合,将备份链路对核心虚拟链路提供的1:N保护转化为1+N保护,避免了故障后定位、检测及数据重传。仿真结果表明,该方法提高了备份资源利用率且缩短了故障后的网络恢复时延。     

基于可重构网络的节能方法的研究

针对当前IP网络的节能算法实用性不强的问题,根据可重构网络路由配置由中心服务器统一管理的架构特点,基于网络中的OSPF协议探测结果,提出了可重构网络下的节能方法。该方法首先运用改进的OSPF协议的路由算法定位出可被关闭的候选链路集合,接着应用多商品流模型重映射该集合中某些链路的流量到其他的物理路径,从而能够关闭候选链路集合中的空负荷链路实现网络的节能。通过实验模拟验证了该算法的节能效益,并给出了可重构网络中的节能算法与认可度极高的节能方法——GreenTE异同点。     

基于片上网络的容错通信方法

本文提出了一种基于片上网络的容错通信算法。若NoC中出现路由器或者链路故障,将导致NoC不能有效地进行通信。本方案为每个路由器的输出端口配置输出状态寄存器,标识出输出端口所连接的路由器或链路的故障状态,从而建立起一个新的容错模型,在路由时采用新的可重构路由算法避免这些故障的路由器和链路,从而达到保证NoC有效通信的目的。本文在5×52D-Mesh结构上仿真了所提出的方案,统计了数据传输时延,实验结果表明,与现有方案相比,这种方法能够在保证容忍NoC中路由器和链路故障的前提下,获得较低的通信时延。     

面向ReFlexNet的域间嵌入式承载网构建

为解决传统互联网体系结构面临的困境,该文提出了新型的可重构柔性网络(Reconfigurable Flexible Network, ReFlexNet)体系架构。该文针对ReFlexNet中域间嵌入式承载网的构建方法进行了论述,提出了ReFlexNet的分布式分层管理体系和资源管理机制,并基于令牌传递的方式设计了分布式域间嵌入式承载网的构建方法,有效解决了大范围跨域的嵌入式承载网构建问题。为提高令牌传递的效率,在传统求解Hamilton回路的模拟退火算法基础上,提出了改进的令牌环构造算法ImprovedSA,通过对传统算法求得的解进行改良,可快速有效地找到更好的回路。     

基于Openflow网络的高可靠性虚拟网络映射算法

该文基于Openflow网络提出了具有容错能力的虚拟网络映射模型,并且采用蚁群算法对其进行求解。针对虚拟网络的故障恢复机制,提出了区分用户优先级的故障恢复算法(Priority_Diff),该算法为用户提供不同的网络可靠性级别,对高级用户采用提前映射的备份路径替代故障链路,对低级用户重新映射故障链路;设计了故障备份链路重映射(BLRM)算法,将故障链路中的备份资源迁移到相邻链路,增强了备份链路的可用性。最后,通过仿真实验,从虚拟网络故障修复率、虚拟网络成功运行率和工作链路资源利用率3个方面验证了所提算法的优越性。     

基于链路可靠性的无线虚拟网络分配方法

针对无线网络链路可靠性差影响无线虚拟网络的分配这一问题,提出了一种基于链路可靠性的无线虚拟网络分配算法（WVNEA-LR）。该算法通过物理网络拓扑预处理和允许同一个虚拟请求中的多个虚拟节点映射到同一个物理节点上的方法,提高了Vn构建成功率和节约了物理链路资源。利用Q因子改善了因拓扑分配稀疏时Vn构建成功率低的问题。此外,WVNEA-LR的节点分配为链路分配作了准备,并通过选择可靠性高的承载路径保证了分配后的Vn具有高可靠性。仿真结果表明, WVNEA-LR获得较好的虚拟网络构建成功率、较高的收益成本比和资源利用率。     

Ellipse-underlay protection algorithm to deal with regional demolishments in mesh optical networks

For the abundant bandwidth, a malfunction in optical networks causes a great deal of loss to traffic, and hence the survivability of optical networks must be considered. Two technologies, protection and restoration, are used in general, and the former is investigated in this paper. The existing protection strategies mainly cope with a single link failure or a double-link failure in an optical network and not consider what causes these failures. In this paper, we study the reasons which lead to the network malfunctions, and pose a new concept named regional demolishment. A protection algorithm named Ellipse-underlay algorithm is also proposed. We compare the performance of the Ellipse-underlay algorithm to the Node-disjoint algorithm. Simulation results show that the Ellipse-underlay algorithm is more effective to the survivability of traffic than the Node-disjoint algorithm.     

一种生存性军事虚拟网络映射新方法

针对生存性的军事虚拟网络映射问题,提出了生存性的军事虚拟网络映射需要遵循的原则。构建了虚拟网络映射模型,并采用蝙蝠算法进行求解。针对故障情况,提出了区分服务的故障恢复策略,对于高优先级虚网请求提前构建保护路径,对于低优先级虚网请求则提出基于链路可靠性的故障迁移算法,为了减少带宽消耗适当考虑了节点迁移策略。最后通过仿真验证了算法在虚拟网络运行成功率、故障修复率和链路利用率方面相比其他算法具有更好的性能。     

Optimizing routing based on congestion control for wireless sensor networks

Along with the increasing demands for the applications running on the wireless sensor network (WSN), energy consumption and congestion become two main problems to be resolved urgently. However, in most scenes, these two problems aren’t considered simultaneously. To address this issue, in this paper a solution that sufficiently maintains energy efficiency and congestion control for energy-harvesting WSNs is presented. We first construct a queuing network model to detect the congestion degree of nodes. Then with the help of the principle of flow rate in hydraulics, an optimizing routing algorithm based on congestion control (CCOR) is proposed. The CCOR algorithm is designed by constructing two functions named link gradient and traffic radius based on node locations and service rate of packets. Finally, the route selection probabilities for each path are allocated according to the link flow rates. The simulation results show that the proposed solution significantly decreases the packet loss rate and maintains high energy efficiency under different traffic load.     

均衡虚拟网构建算法研究

如何在物理资源有限的条件下构建出满足用户需求的虚拟网是一个热点问题。该文针对虚拟网(Virtual Network,VN)的构建方法进行了论述,分析了虚拟网构建的数学模型,给出了构建策略的若干重要原则,为提高构网成功率,分别提出基于链路负载均衡度和节点负载均衡度的虚拟网构建算法,在此基础上提出了考虑均衡的自适应虚拟网构建算法(Balanced Adaptive VN Construction Algorithm, BACA)以及链路失效后的处理方法和迁移策略。最后,通过仿真实验,从虚拟网构建需求接收率和构建后整个网络的链路均衡度以及节点均衡度3个方面验证了BACA的优越性。     

可生存GMPLS网络中带有SRLG约束的路由选择算法

为了提高传统的共享风险链路组(SRLG)约束下的路由选择(TRSSC)算法的成功保护率提出了一种新的RSSC(NRSSC)算法.NRSSC算法的基本思想是,当计算工作路径时考虑SRLG束将SRLG作为链路代价公式的一部分,这样可以在选择工作路径时避免SRLG链路,提高成功保护率.为了提高资源利用率,本算法允许共享备份带宽.另外,NRSSC算法根据用户的不同靠性要求,提供不同等级的保护服务.仿真结果表明,与TRSSC算法相比较,NRSSC算法不仅能够增加成功保护率,而且可以提高资源利用率,有效地改善了网络性能.