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。     

基于网络层析成像技术的拓扑推断

网络层析成像是近年来新兴的一种网络测量技术,该技术结合了网络测量和统计推断,可以解决网络测量的部分难题.网络拓扑推断是网络层析成像技术的重要应用之一,基于网络层析成像技术的拓扑推断通过端到端的测量即可推断网络内部的拓扑结构,而不需要内部节点的合作.系统地总结了基于网络层析成像的拓扑推断技术的研究现状,对国内外研究进展进行了讨论,最后讨论了当前拓扑推断中存在的问题,并讨论了未来的研究方向.     

基于网络断层扫描技术的网络拓扑推测方法研究*

目前的网络拓扑推测方法主要是基于网络性能参数的极大似然估计方法,而其计算量会随着网络规模的增长而急剧增加,从而影响在实际网络中的应用。讨论了网络断层扫描在网络拓扑推断中的测量方法和推断方法,提出了一种基于网络断层扫描技术的网络拓扑快速推测方法,根据观测节点测量数据的相似度推测网络的逻辑拓扑结构。通过仿真研究表明,该方法推测准确且计算简单,具有优势,即使在发送较少报文的情况下,也可以得到较高的准确推断率。     

超立方体双环互连网络及路由算法*

给出了一种可扩展的互连网络拓扑结构,称为超立方体双环。该互连网络拓扑结构结合了超立方体拓扑的短直径、高连通性、对称性、路由简单和一种新的双环拓扑结构的可扩展性和常数节点度的优点,使得网络规模增大时,网络节点度可以保持常数;网络节点采用格雷编码和约翰逊编码的混合编码方法,网络的任意相邻节点编码有且仅有一位不同,使得路由算法设计简单。最后分别设计了基于混合编码的单播、广播路由算法。分析表明提出的互连网络具有较好的拓扑性质和通信性能。     

Torus连接Petersen图互连网络及路由算法

可扩展性和短直径是设计大规模并行计算机系统互连网络的两个重要因素.基于Petersen图的短直径和正规性和Torus拓扑结构的可扩展性,提出了一种新的互连网络拓扑结构,称为Torus连接Petersen图互连网络.该互连网络拓扑结构具有短直径、正规性、对称性和良好的扩展性.网络节点采用混合编码方法,使得路由算法设计简单.分别设计了基于混合编码的单播、广播路由算法.分析表明提出的互连网络具有较好的拓扑性质.     

基于网络编码的分层P2P网络的拓扑感知算法研究

网络编码是一种可改进网络吞吐率和可靠性的新兴技术。然而,这些优势极大地受制于网络拓扑结构,在P2P网络中尤为如此。通过精确的拓扑感知,可以在吞吐率和可靠性方面帮助改进使用网络编码的系统性能。本文提出了一种新颖的基于网络编码回馈的拓扑感知机制(TANCF)来进行网络拓扑感知。该机制利用层次化网络中节点的回馈来探测信源到节点的可达路径信息,而根据可达路径信息与关联矩阵的密切关系,可构建关联矩阵并优化网络编码系统的参数。在理论分析中,我们推导出了该机制的解码概率方程以及正常运行的可行条件。通过仿真实验,我们进一步验证了该机制的可行性。     

基于拓扑信息的网络修复

网络生存性与网络拓扑结构密切相关。该文从拓扑信息与通信传输网络的区别和联系出发,分析拓扑图论与网络生存性的关系,介绍拓扑图论算法在网络修复中的实际应用,对基于网络分割的故障修复算法、基于拓扑结构的修复路径选择算法、用于链路故障保护的P-Cycle算法等进行比较,研究和探讨了目前网络修复中亟待解决的问题。     

无线传感器网络的能量均衡路由算法

在分析现有的网络拓扑推断算法的基础上,提出一种改进的基于丢包率的多播网络拓扑推断算法。结合接收节点的层次信息、汉明距离及节点接收的探测包数量,能够同时推断网络拓扑结构和链路丢包率,并根据链路丢包率的估计值动态地调整拓扑推断的判决门限值,提高了推断的准确性。仿真实验证明,与现有算法相比,该算法具有更好的性能。     

基于层析成像技术的拓扑推断

利用层析成像技术通过端到端的测量可以推断网络拓扑。该文讨论网络层析成像在网络拓扑推断中的测量方法的优点与不足,分析节点相关性计算方法的缺陷及当前各种拓扑推断算法。对测量方法、节点相关性计算方法和推断算法进行综合对比,总结网络层析成像在拓扑推断中的技术难点,对进一步的研究方向进行探讨。     

基于丢包率的多播网络拓扑推断算法

在分析现有的网络拓扑推断算法的基础上,提出一种改进的基于丢包率的多播网络拓扑推断算法。结合接收节点的层次信息、汉明距离及节点接收的探测包数量,能够同时推断网络拓扑结构和链路丢包率,并根据链路丢包率的估计值动态地调整拓扑推断的判决门限值,提高了推断的准确性。仿真实验证明,与现有算法相比,该算法具有更好的性能。     

基于简单再生码的带宽感知的分布式存储节点修复优化

分布式存储系统为保证可靠性会采用一定存储冗余策略如多副本策略、纠删码策略.纠删码相对于副本具有存储开销小的优点,但节点修复网络开销大.针对修复网络开销优化,业界提出再生码与以简单再生码为代表的局部可修复码,显著降低了修复网络开销.然而,现有基于编码的分布式容错存储方案大都假设节点处于星型逻辑网络结构中,忽略了实际的物理网络拓扑结构和带宽信息.为实现拓扑感知的容错存储优化,相关研究在纠删码和再生码修复过程结合网络链路带宽能力,建立树型修复路径,进一步提高了修复效率.但由于编码和修复过程的差异性,上述工作并不适合于简单再生码修复.针对该问题,本文结合实际物理网络拓扑结构,将链路带宽能力引入到简单再生码的修复过程中,对带宽感知的简单再生码修复优化技术开展研究.论文建立了带宽感知节点修复时延模型,提出了基于最优瓶颈路径和最优修复树的并行修复树构建算法.并通过实验对所提算法性能进行了评估.实验结果表明,与星型修复方式相比,论文所提算法有效地降低了节点修复时延,提高了修复效率.     

基于Manhattan距离的网络拓扑推测方法研究

网络拓扑推测是网络断层扫描研究内容之一,是推测网络内部链路性能的前提条件。目前的网络拓扑推测方法主要是基于网络性能参数的极大似然估计方法,随着网络规模的增加,计算量相对较大,还有些需要先验知识,从而影响在实际网络中的应用。为了克服这些问题,作者提出了一种新的网络拓扑推测方法,通过直接计算节点间测量数据的Manhattan距离,对节点进行分组,从而推测网络的逻辑拓扑结构。该方法计算简单且准确推测的概率收敛速度快,在实际网络环境中有应用价值。     

基于丢包率的多播网络拓扑推断算法

在已有的网络拓扑推断算法的基础上,提出一种改进的基于丢包率的多播网络拓扑推断算法。依据各层次节点及接收节点的层次信息,利用海明距离和节点接收的探测包数目,能够同时推断网络拓扑结构和链路丢包率,并且在计算链路丢包率的估计值时动态地调整拓扑推断的判决门限值,从而提高了推断的准确性。仿真实验证明,与现有算法相比,该算法具有更好的性能。     

窃听攻击下子空间码的安全性

子空间码与随机线性网络编码相结合的网络系统具有编译码复杂度低、无需附加编码矢量和非相干通信等优点,曾被用于网络纠错。针对子空间码在窃听攻击下的安全性能,将攻击者猜测信源消息的成功概率作为子空间码的安全性度量。基于Cai和Yeung提出的网络窃听模型,采用线性代数和组合学方法,定量计算了攻击者的猜测概率并得到了闭式解。分析结果表明,子空间码具有概率意义下的弱安全性,但与许多完美安全或弱安全编码方案相比,子空间码具有复杂度低、灵活性高、拓扑不受限、可对抗多边窃听等优势,因此子空间码适用于计算受限且安全性能要求不高的应用。     

基于完全子图的社交网络用户特征识别方法*

社交网络已经成为人们获取信息、交友的主要媒体,但其自身虚拟性、匿名性等特点在给人们带来便利的同时也使用户身份不易确认.为此,文中提出基于完全子图的社交网络用户身份特征识别方法,根据三度影响力原则,构建推测模型,通过分析社交网络拓扑结构图中构成完全子图的用户属性,推测未知用户的未知身份特征.提出多度包含完全子图身份特征识别方法和多度传递的完全子图身份特征识别方法,利用未知用户的三度互粉社交网络拓扑结构图的邻接矩阵搜索完全子图,通过多数投票器方法进行身份推测,有效改善因社交关系稀疏而导致的用户身份特征识别结果不稳定的问题.实验表明文中方法具有较高的准确率.     

An effective genetic algorithm for network coding

The network coding problem (NCP), which aims to minimize network coding resources such as nodes and links, is a relatively new application of genetic algorithms (GAs) and hence little work has so far been reported in this area. Most of the existing literature on NCP has concentrated primarily on the static network coding problem (SNCP). There is a common assumption in work to date that a target rate is always achievable at every sink as long as coding is allowed at all nodes. In most real-world networks, such as wireless networks, any link could be disconnected at any time. This implies that every time a change occurs in the network topology, a new target rate must be determined. The SNCP software implementation then has to be re-run to try to optimize the coding based on the new target rate. In contrast, the GA proposed in this paper is designed with the dynamic network coding problem (DNCP) as the major concern. To this end, a more general formulation of the NCP is described. The new NCP model considers not only the minimization of network coding resources but also the maximization of the rate actually achieved at sinks. This is particularly important to the DNCP, where the target rate may become unachievable due to network topology changes. Based on the new NCP model, an effective GA is designed by integrating selected new problem-specific heuristic rules into the evolutionary process in order to better diversify chromosomes. In dynamic environments, the new GA does not need to recalculate target rate and also exhibits some degree of robustness against network topology changes. Comparative experiments on both SNCP and DNCP illustrate the effectiveness of our new model and algorithm.     

基于PLE的有确定解的端到端网络链路时延推测方法

网络时延是重要的网络性能指标,端到端网络时延推测能够克服传统的基于路由器或者路由器协作的网络测量技术的弊端。在网络拓扑已知且稳定和链路性能时空独立性的假设前提下,给出了网络链路时延推测模型,提出了一种基于伪似然估计(PLE)的有确定解的端到端网络链路时延推测方法。在应用期望最大化算法的伪似然估计的基础上,控制背靠背发包方式,确定可以求解的探测单元,解决了不满足有确定解拓扑下的求解问题,且有效降低了计算复杂度。最后利用基于模型的计算验证了该方法的准确性和有效性。     

Fundamental limits on end-to-end throughput of network coding in multi-rate and multicast wireless networks

This paper investigates the interaction between network coding and link-layer transmission rate diversity in multi-hop wireless networks. By appropriately mixing data packets at intermediate nodes, network coding allows a single multicast flow to achieve higher throughput to a set of receivers. Broadcast applications can also exploit link-layer rate diversity, whereby individual nodes can transmit at faster rates at the expense of corresponding smaller coverage area. We first demonstrate how combining rate-diversity with network coding can provide a larger capacity for data dissemination of a single multicast flow, and how consideration of rate diversity is critical for maximizing system throughput. Next we address the following question: given a specific topology of wireless nodes, what is the maximum rate that can be supported by the resultant network exploiting both network coding and multi-rate? We present a linear programming model to compute the maximal throughput that a multicast application can achieve with network coding in a rate-diverse wireless network. We also present analytical results where we observe noticeably better throughput than traditional routing. This suggests there is opportunity for achieving higher throughput by combining network coding and multi-rate diversity.     

基于网络编码的P2P TV拓扑优化

网络编码使得网络中间节点可以对收到的数据包进行特定的编码后再转发出去,以实现组播的最大吞吐率。这一技术应用于P2PTV系统,可以改善系统的有效传输率和延时等性能。为了缩短系统中节点等待数据包的时长和降低计算开销,实际系统大都对网络编码进行了简化。这使得数据包的冗余率受到拓扑结构的影响,增大了系统开销。针对这一问题量化分析了拓扑引起冗余的原因,提出了即时控制拓扑优化的方法,以对拓扑进行即时控制,优化拓扑结构。实验结果表明,相比已有工作,即时控制在数据包冗余率和节点上行带宽容量利用率之间取得了更好的折衷,并获得了更高的有效传输率。