多源网络断层扫描技术在网络拓扑推断中的研究

网络断层扫描技术不需要网络内部节点的配合,通过网络外部端到端的测量来推断内部特性.多源断层扫描技术可获得更多的网络内部链路信息,能够更精准的得到网络的拓扑结构.该文重点论述了多源网络断层扫描技术,将多源网络划为几种2-by-2结构,并通过一种根据hamming距离的链路利用率算法得出了网络拓扑结构.通过仿真实验证明了该...     

基于多源网络断层扫描的拓扑推断技术研究

网络断层扫描(NT)技术可以在内部节点不配合的情况下推断网络逻辑拓扑.多源NT比单源NT可以获取更多的拓扑和链路性能信息.四种2-by-2结构的逻辑拓扑的推断是多源NT的核心问题.基于四种2-by-2结构特点的分析,将问题转换为判定两条路径是否有共享链路的问题,并提出一种新的三明治探测技术,以端到端延时或者丢包率是否变化作为依据,解决了四种2-by-2结构的拓扑推断问题.仿真结果表明,此技术具有很高的正确性和有效性.     

无线多接口多信道Mesh网络下多径路由协议分析

针对无线多接口多信道Mesh网络环境,对两种多径路由模型进行比较分析。根据支持多接口多信道的无线设备的特点,提出了一套较为高效的路由方式。该方案从源节点到目的节点利用提出的接口分配策略,从不同的接口和信道建立多条可同时工作的路由和多条不重叠的备份路由以大幅提升网络性能。它充分利用了多接口多信道移动设备的性能优势,更适合Mesh网络的拓扑特点。仿真测试表明,使用该方案,在端到端时延,网络吞吐量等方面提供了更佳的性能。     

多电平逆变器拓扑结构的优化

该文在研究传统的级联型多电平逆变器的基础上提出了一种多电平逆变器基本构成单元的概念,并从这一概念出发,提出了基于基本构成单元串-并、并-串思想生成多电平逆变器拓扑的方法.以此方法得到的大量多电平逆变器拓扑,不仅涵盖了已有的基本多电平电路拓扑,而且得到一些新的拓扑结构,从而将多电平变换拓扑统一在基本构成单元的概念之内.为了验证所得到拓扑的正确性,以串-并拓扑为例,进行了仿真和实验验证.这一概念也为多电平逆变器新拓扑的生成提供了思路.     

AntiMNT：一种对抗多源网络层析成像的拓扑混淆机制

作为一种典型的网络拓扑推断方法,网络层析成像技术可以被攻击者用来准确推断目标网络的拓扑结构,进而向关键节点或链路发起有针对性的攻击行为。为了有效隐藏真实的网络拓扑结构等信息,提出了一种基于主动欺骗方式对抗多源网络层析成像探测的拓扑混淆机制AntiMNT。AntiMNT针对多源网络层析成像的探测过程,策略性地构建虚假拓扑结构,并据此混淆攻击者对目标网络的端到端测量数据,使其形成错误的拓扑推断结果。为了高效生成具有高欺骗特征的混淆网络拓扑,AntiMNT随机生成候选混淆拓扑集,并在此基础上用多目标优化算法搜索具有高安全性和可信度的最优混淆拓扑。基于几种真实网络拓扑的实验分析表明,AntiMNT可以生成高欺骗性和安全性的混淆网络拓扑,从而能够有效防御基于网络层析成像的网络侦察。     

带强连通分支的多智能体系统可控包含控制

研究有强连通子图拓扑结构的有向多智能体系统领导者选择及可控包含控制问题.根据网络拓扑结构,智能体被分为两类:单元智能体和一般智能体.首先设计强连通子图中个体组成的单元智能体的一致性协议实现各个单元的一致;后由单元智能体和一般智能体构成新的拓扑结构,结合复杂网络可控性理论与二分图最大匹配算法确定满足网络可控的最少领导者集合,并为所有智能个体设计相应的控制协议,驱使跟随者渐近收敛到多个领导者组成的动态凸包中,从而实现网络的可控包含控制.仿真结果验证了理论分析的正确性.     

基于多编码器多解码器的大规模维汉神经网络机器翻译模型

为提升维汉机器翻译模型的翻译能力,该文提出使用多编码器多解码器的结构,搭建大规模的维汉神经网络机器翻译模型。相比于单编码器单解码器的浅层的小模型,多编码器多解码器模型具有多个编码器,可以对源语言进行多层次、多视角的压缩表示;同时具有多个解码器,可以增强目标语言的生成能力。实验证明,在大规模的训练数据上,使用该方法搭建的大规模维汉神经网络机器翻译模型,译文质量可以大幅度地超过基于短语的统计机器翻译模型和基本的神经网络翻译模型。该文还针对维汉翻译源端语言和目标端语言的翻译单元粒度进行了实验,发现维吾尔语端使用字节对编码单元、汉语端使用字单元,可以消除对汉语分词器的依赖,做到和双端都使用字节对编码单元可比的效果。     

基于多任务学习的汉语基本篇章单元和主述位联合识别

基本篇章单元(elementary discourse units,EDU)识别是构建篇章结构的基础,对篇章分析意义重大。从篇章衔接性视角来看,篇章话题结构理论认为,每个EDU都由要表达信息的起始点(主位)和传达的新信息(述位)两部分构成。因此,EDU识别与主述位识别任务的关系密切。基于此,该文给出了一个基于多任务学习的汉语基本篇章单元和主述位联合识别方法。该方法利用双向长短时记忆网络和图卷积网络对基本单元进行序列化和结构化拓扑信息的表征,再利用多任务学习框架让两个任务共享参数,借助不同任务间的相关性来提升模型的性能。实验结果表明,基于多任务学习的EDU和主述位识别性能均优于单任务学习模型中各自的性能,其中基本篇章单元识别的F₁值达到91.90%,主述位识别的F₁值达到85.65%。     

适用于多核处理器的簇状片上网络设计

提出一种新型簇状片上网络架构。该架构以二维网状拓扑结构连接各个簇单元,每个簇单元由3个处理器、1个直接访存单元和1个簇共享存储单元组成。基于该架构的多核处理器可以获得更高的通信效率及存储器利用率。在实验系统上实现3 780点的快速傅里叶变换,结果表明,在快速傅里叶变换应用中存储器的利用率能提升至79.5%。     

基于低秩和稀疏矩阵分解的多源融合链接预测算法

近年来,链接预测成为社会网络和其他复杂网络链接挖掘中的热门研究领域.在链接预测问题中,经常会存在用来提高预测效果的附加数据信息源,这些数据可以用于预测网络中的链接是否存在.在所有的数据源中,最主要的数据源在链接预测中起到最重要的作用.因此,设计具备健壮性的算法用于充分利用所有数据源的信息来进行链接预测十分重要,算法还需要平衡主数据源和附加数据源的关系,使得链接预测能够获得更好的效果.同时,传统基于拓扑结构计算的无监督算法大多数通过计算网络中节点间的评分值来解决预测链接存在可能性的问题,这些方法能够获得有效的结果.在链接预测方法中,最关键的一步是构建准确的输入矩阵数据.由于许多真实世界数据集存在噪声,这导致降低了大多数链接预测模型的效果.提出了一种新的链接预测方法,通过多个数据源的融合,兼顾地利用了主数据源的信息和其他附加数据源的信息.接着,主数据源和其他附加数据源被用于构建一个低噪声且更准确的矩阵,而新的矩阵被用于作为传统无监督拓扑链接预测算法的输入.根据在多个真实世界数据上的测试结果,在多源数据集上进行对比实验,提出的基于低秩和稀疏矩阵分解的多源融合链接预测算法相对于基准算法能够获得更好的效果.     

On investigating overlay service topologies

Recently, a moderate amount of work has been reported on the use of overlay networks to support value-added network services, such as multicasting, Quality-of-Service (QoS), security, etc. To design an overlay network, the first step is to choose an overlay topology connecting all the overlay service nodes. When considering overlay topologies, several questions need to be answered first: How overlay topologies affect overlay routing performance? Which topologies can provide satisfactory performance? How can we construct efficient overlay topologies connecting all the overlay nodes?In this paper, we focus on the overlay network topology construction issue. First, we evaluate and compare the performance and overhead of the existing overlay topologies. Second, we formalize the overlay topology construction problem and propose two new heuristic methods to construct efficient overlay topologies. Simulation results have demonstrated the efficiency of the two proposed approaches. It is shown that overlay service performance varies significantly with respect to different overlay topologies. Thus, it is important to choose an appropriate overlay network topology. The knowledge of IP-layer topology information also benefits significantly in constructing efficient overlay topologies as inferred from the results.     

Topological analysis of AOCD-based agent networks and experimental results

Topological analysis of intelligent agent networks provides crucial information about the structure of agent distribution over a network. Performance analysis of agent network topologies helps multi-agent system developers to understand the impact of topology on system efficiency and effectiveness. Appropriate topology analysis enables the adoption of suitable frameworks for specific multi-agent systems. In this paper, we systematically classify agent network topologies and propose a novel hybrid topology for distributed multi-agent systems. We compare the performance of this topology with two other common agent network topologies—centralised and decentralised topologies—within a new multi-agent framework, called Agent-based Open Connectivity for DSS (AOCD). Three major aspects are studied for estimating topology performance, which include (i) transmission time for a set of requests; (ii) waiting time for processing requests; and (iii) memory consumption for storing agent information. We also conduct a set of AOCD topological experiments to compare the performance of hybrid and centralised agent network topologies and illustrate our experimental results in this paper.     

Topology Design of Network-Coding-Based Multicast Networks

It is anticipated that a large amount of multicast traffic needs to be supported in future communication networks. The network coding technique proposed recently is promising for establishing multicast connections with a significantly lower bandwidth requirement than that of traditional Steiner-tree-based multicast connections. How to design multicast network topologies with the consideration of efficiently supporting multicast by the network coding technique becomes an important issue now. It is notable, however, that the conventional algorithms for network topology design are mainly unicast-oriented, and they cannot be adopted directly for the efficient topology design of network-coding-based multicast networks by simply treating each multicast as multiple unicasts. In this paper, we consider for the first time the novel topology design problem of network-coding-based multicast networks. Based on the characteristics of multicast and network coding, we first formulate this problem as a mixed-integer nonlinear programming problem, which is NP-hard, and then propose two heuristic algorithms for it. The effectiveness of our heuristics is verified through simulation and comparison with the exhaustive search method. We demonstrate in this paper that, in the topology design of multicast networks, adopting the network coding technique to support multicast transmissions can significantly reduce the overall topology cost as compared to conventional unicast-oriented design and the Steiner-tree-based design.     

基于IPv4和IPv6混合网络环境下拓扑发现算法研究

对于网络性能优化．配置控制和故障监控等来说有一个准确的网络拓扑结构是至关重要的。文中提出两个网络层拓扑发现算法分别对应于IPv6-ordy和IPv4-only网络．一个数据链路层拓扑发现算法以及一个在共存的网络中的转换探测算法来进行各方面的网络拓扑发现。     

针对无标度网络的紧凑路由方法

衡量一种路由算法优劣的两个重要指标是路由表的大小和路径的长度,但这两个方面通常是互相矛盾的.紧凑路由(compact routing)研究旨在设计路由算法在这两个指标上获得优化的平衡(tradeoff).目前,已有许多学者针对任意拓扑的网络提出了普适(universal)的紧凑路由方法(compact routing scheme).但是,真实的网络都具有特定的拓扑,普适的紧凑路由方法并没有利用真实网络呈现的特定拓扑特征,因而在这类网络上未必能取得最优的性能.最近的研究发现,许多真实网络都具有无标度特征和强聚集特征,利用这两类拓扑特征,提出了一种针对这类网络的紧凑路由方法.该路由方法将网络看成是由一个骨干树和一些捷径组成,在任意源节点和目的节点之间路由,使用路径的长度不超过它们的最短路径长度加上一个整数b.路由表大小限制在O(clog2n)比特,其中,b和c是由网络结构决定的参数.实验结果表明,在无标度网络上,b和c可以同时取较小的值.与以往的紧凑路由方法相比,该方法在平均性能上表现更好.     

针对无标度网络的紧凑路由方法

衡量一种路由算法优劣的两个重要指标是路由表的大小和路径的长度,但这两个方面通常是互相矛盾的.紧凑路由(compact routing)研究旨在设计路由算法在这两个指标上获得优化的平衡(tradeoff).目前,已有许多学者针对任意拓扑的网络提出了普适(universal)的紧凑路由方法(compact routing scheme).但是,真实的网络都具有特定的拓扑,普适的紧凑路由方法并没有利用真实网络呈现的特定拓扑特征,因而在这类网络上未必能取得最优的性能.最近的研究发现,许多真实网络都具有无标度特征和强聚集特征,利用这两类拓扑特征,提出了一种针对这类网络的紧凑路由方法.该路由方法将网络看成是由一个骨干树和一些捷径组成,在任意源节点和目的节点之间路由,使用路径的长度不超过它们的最短路径长度加上一个整数b.路由表大小限制在O(clog2n)比特,其中,b和c是由网络结构决定的参数.实验结果表明,在无标度网络上,b和c可以同时取较小的值.与以往的紧凑路由方法相比,该方法在平均性能上表现更好.     

Interconnection topologies for multi-agent coordination under leader–follower framework

In this paper, the formation control problem of the network of multiple agents is studied in terms of controllability, where the network is of the leader–follower structure with some agents taking leaders role and others being followers interconnected via the neighbor-based rule. It is shown that the controllability of a multi-agent system can be uniquely determined by the topology structure of interconnection graph, for which the investigation comes down to that for a multi-agent system with the interconnection graph being connected. Based on these observations, two kinds of uncontrollable interconnection topologies are characterized, and a necessary and sufficient eigenvector-based condition is presented. Our studies also touch upon the selection of leaders.     

基于InfiniBand的多链路mesh/torus大规模并行系统互连网络

在大规模并行系统中,系统级互连网络的设计至关重要.InfiniBand作为一种高性能交换式网络被广泛应用于大规模并行处理系统中.mesh/torus拓扑结构相较于目前普遍应用于InfiniBand网络的胖树拓扑结构拥有更好的性能与可扩展性.尽管如此,研究发现,用传统的mesh/torus拓扑结构构建InfiniBand互连网络存在诸多问题.分析了传统网络拓扑结构的缺陷,并提出了一种基于InfiniBand的多链路mesh/torus互连网络.这种改进型的拓扑结构通过充分利用交换机间的多链路可以获得比传统mesh/torus网络更高的带宽.另外,同时给出了与该网络拓扑结构相配套的高效路由算法.最后,通过网络仿真技术对提出的算法进行了评估,实验结果显示提出的路由算法相较于其他路由算法拥有更好的性能与可扩展性.