多服务级别带宽公平分配算法的研究

区分服务网络节点中的多级别的队列输出带宽由权值调度算法保证,固定权值调度在网络负载发生变化时无法继续提供公平的带宽保证。本文提出了一种动态调整权值的调度算法以达到在多服务级别间公平分配带宽。实验仿真表明,该算法可以对负载流数目的变化作出有效的响应,并快速实现调度权值的理想公平值。     

考虑波束间干扰的多波束卫星功率带宽联合分配算法

多波束卫星通信系统由于频率复用导致波束间存在干扰。为此,通过引入干扰系数,构建带宽功率联合分配模型,将该资源分配问题拆分为功率分配、带宽分配和对偶变量更新3个子问题,并提出相应的分配算法。算法在初次完成功率以及带宽分配后,利用子梯度算法更新对偶变量,对功率和带宽进行再分配,如此进行迭代计算,直至满足对偶变量收敛条件,由此实现分配结果的最优。仿真结果表明,与功率和带宽均匀分配算法及按比例分配算法相比,该算法在明显降低系统二阶业务拒绝量的同时,提高了系统容量。     

弹性光数据中心网络中收益最大化的带宽分配算法

弹性光数据中心网络中的带宽分配需要兼顾云服务提供商收益和用户连接请求性能,对此提出收益最大化的带宽分配算法,其以子载波为基本单位将光纤带宽有效地分配给多个用户连接请求。首先,基于收益模型和虚拟子载波的概念建立带宽分配问题的整数线性规划模型;接着提出一种基于动态规划的带宽分配算法以及一种启发式的带宽分配算法,前者致力于获得最大的分配收益,后者则力求获得更好的时间效率;最后,通过仿真实验对所设计的带宽算法的性能进行验证。实验结果表明,相较于已有的弹性光数据中心网络中的带宽分配算法,设计的两种算法均能在带宽分配中获得更高的系统收益。     

CollectCast模型中活动节点的选择算法改进

主要讨论了非结构化的P2P流媒体系统中活动节点选择算法,分析了如何将路径带宽分配给各提供节点,从而为接收节点选出最优的活动节点集并提供尽可能大的带宽.指出了CollectCast模型在拓扑感知节点选择策略中存在的不足,提出多个节点共享多条路段情况下的路段带宽分配原则,并利用数学归纳法和递归法证明了按节点可用率大小顺序分配路径带宽可获得最大有效带宽,从而得出改进的活动节点选择算法.该算法使接收节点获得的有效带宽接近最大值,且复杂性较低.     

基于多描述编码的资源均匀分布方案

针对应用层组播中节点的异质性以及度约束问题,提出一种基于多描述编码的资源均匀分布方案.根据子描述资源的引用和复本状态,通过分布式算法实现子描述在节点中的均匀分布.根据节点间的可用带宽,利用加权选择算法获取请求集,从而实现节点的负载均衡.仿真结果表明,该方案能降低节点失效对图像质量的影响,具有良好的扩展性和健壮性.     

一种优化的光纤通道仲裁环带宽分配算法

依据实时系统中的周期任务模型,研究了一种带宽分配算法实现合理的带宽分配,以保证各节点的消息均能实时传输,并用粒子群算法对其进行了实现。     

多信道无线Mesh网络的多播信道分配算法

无线Mesh网络可用信道和节点接口的缺乏限制了多播树链路的可用带宽,致使网络吞吐量下降。针对该问题,提出支持多播的多信道多接口信道分配算法——LAMCA。该算法能最小化无线Mesh网络的干扰程度,并最大化网络吞吐量。仿真结果表明,与层次信道分配算法LCA相比,该算法在吞吐量性能方面较优。     

一种DOCSIS3.0系统的信道分配算法

DOCSIS 3.0协议采用了信道捆绑技术,在提供高速数据传输的同时,对光节点的信道分配提出了更高的要求.针对这个问题,提出了一种适用于DOCSIS 3.0系统的光节点信道分配算法.通过信道数量、光节点数量、光节点覆盖用户数计算出光节点的规划带宽.每个光节点尽量采用单独的主信道,并优先分配带宽需求高的光节点.在光节点间建立共享信道,有利于实现光节点间的动态负载均衡.最后通过仿真实验验证了本文算法的有效性.     

P2P-VCG:一种基于博弈论的带宽分配方案

在引入虚拟货币的前提下,目前的P2P系统没有提供有效的带宽分配和计费方案,因此无法在服务开销和用户收益两个方面达到最优.以用户总体收益为研究点,利用博弈论中的VCG(Vickrey-Clarke-groves)算法规划P2P网络中的带宽分配和计费,并且视客户节点为执行带宽分配的主体,可以很好地克服上述问题,这种基于客户节点的带宽分配方案更能反映P2P网络的分布式特性.该带宽分配算法和基于VCG的计费机制达到了近似系统最优和用户激励两个目标,并且可以在实际系统中得到应用     

一种多信道Ad Hoc网络的多径负载均衡路由协议

针对移动Ad Hoc网络固有的路由耦合问题,提出了一种基于OLSR的多信道多径负载均衡路由协议MMRP_LB.MMRP_LB将信道的可用带宽作为衡量节点负载轻重的依据,在建立路由时,同时考虑路径的负载和跳数,通过运行多重改进的Dijska算法,得到多条节点不相交的最优路径;依次给每条路径分配一个信道,并按照加权轮询方式分配业务.仿真结果显示,与单信道下的协议相比,MMRP_LB在网络吞吐量、平均端到端时延等方面具有良好的性能,有效地避免了路由耦合.     

基于虚拟时间戳的WSN时间同步算法

通过对无线传感器网络时间同步算法的研究,提出了一种基于虚拟时间戳的时间同步算法——VTSP算法。VTSP算法中,各节点维护自身的虚拟时间戳,父节点发送一个周期性的信标信号,子节点根据该信标信号进行时间同步调整和刷新操作,从而达到节点之间的同步性。数据通信往往是子节点与父节点之间的直接通信,因此只要同类子节点之间能够达到同步性就能够保证数据通信的稳定可靠。实验结果表明,VTSP算法具有良好的时间同步精度和数据通信效率。     

集群服务器文件动态分配的改进算法

在分析MMPacking算法的基础上，提出了一种改进的文件分配算法。在按照MMPacking算法分配文件时，根据节点的文件累积需求度去完成文件的分配或复制，考虑了节点的剩余能力。文件分配在所有服务器节点中周期性地进行，每进行了一轮文件分配后，都要从第1个节点开始新的一轮分配。在开始新一轮分配前，服务器节点要按照服务器的剩余能力重新进行降序排列。在每轮分配中，每分配一次文件到某个服务器节点后，都要检测当前节点服务器的剩余能力是否大于下一节点的剩余能力，如果满足条件，则将重新开始新的一轮文件分配。改进后的算法降低了由于客户需求或服务器配置变化所要支出的额外成本，有效地达到了负载均衡的目的。仿真结果表明，改进后的算法优于MMPacking 算法。     

基于服务评价管理的自组织网络数据共享机制

为了解决移动自组织网络中路由路径必须至少有一条完整路径的限制,以及数据信息的安全和共享,节点存储负载等问题,提出了基于节点疏密度的动态路由算法。并对网络中的缓存资源提出了基于服务评价管理的共享机制,使网络在节点疏密度不同时,仍然能够提供安全、优质的服务。在该机制中,当移动节点发送通信申请时,对网络中的邻域节点所持有的信息进行考核,满足通信条件的节点信息进行交互,服务结束后,参与节点对其服务进行评价,并将数据和服务评价存储于邻域节点;当节点疏密度降低时,发送代理缓存请求给就近节点,就近节点作为代理节点提供相应的数据服务;对缓存资源中服务评价低于用户安全需求的数据信息进行更新删除。该机制有效地提高了移动自组织网络的数据安全性和网络健壮性,减少了带宽通信和数据存储空间的压力。     

Distributed call rerouting in multiclass broadband networks

Broadband integrated services digital networks (B-ISDN) must handle multiclass traffic with diverse quality of service requirements. We consider a multiclass routing model in which routes are calculated in a distributed fashion by the call originating nodes. Within this general context, we address the problem of rerouting a set of previously routed calls to avoid a failed link. Under the approach we propose, a single node executes an aggregate, global rerouting of all affected calls and then converts the set of aggregate routes into an allocation of bandwidth on each link to call origination nodes for the purpose of rerouting. The bandwidth allocation is distributed to each origination node, which in turn then calculates routes for the individual calls. The problem faced by each call origination node is a variant of the socalled bandwidth packing problem. We develop and analyze an approximate algorithm for solving this problem in the specific context that arises in our setting.The research was supported by IBM Corporation and by NSF Grant No. CDR-8803012.On personal leave from IBM RTP.     

能量和带宽受限下的分布式一致性融合估计器

针对网络化多传感器分布式估计中传感器能量和通信网络带宽约束问题,提出一种基于降低发送频率和数据压缩降维的分布式一致性融合估计算法.为了满足通信网络带宽要求,各传感器节点直接选取局部估计信号的部分分量进行传输;与此同时,各节点随机间歇式发送数据包到其他节点来节省能量.在给定一致性权重下,建立以一致性估计器增益为决策变量,以所有传感器节点有限时域下状态融合估计误差协方差矩阵的迹的和为代价函数的优化问题,基于Lyapunov稳定性理论给出使得融合估计误差在无噪声时渐近稳定的一致性估计器增益存在的充分条件,并通过最小化代价函数的上界得到一组次优的一致性估计器增益值.最后,通过算例仿真验证算法的有效性.     

面向节点失效的无线传感器网络覆盖空洞修复算法

为了保持无线传感器网络的覆盖率,保证网络有效性,提出了一种面向节点失效的无线传感器网络覆盖空洞修复算法;在网络分簇与簇内冗余节点调度已经完成的基础上,算法首先为每个节点设置一个能量阈值,当节点能量低于该阈值时立即向簇首发送失效信息,簇首收到信息后首先默认该失效节点的所有邻居节点都是空洞边界节点,然后通过计算失效节点与所有邻居节点的交点角来判断是否有邻居节点为非边界节点,最后在失效节点的感知半径内选择邻居节点(同时也是边界节点)个数最多的冗余节点激活;分析以及matlab仿真表明,算法的复杂度较低,网络保持一定覆盖率的情况下运行轮数比采用算法之前增加了19%,同时算法的修复效率与网络节点密度以及节点监测半径也有密切关系。     

基于网络编码的对等网流媒体网络中优化的带宽分配策略

针对采用了网络编码技术的对等网(P2P)流媒体系统应用,提出一种基于负载转移的节点带宽资源均衡策略,尽可能避免节点选择邻居节点并请求带宽资源的随意性形成的节点过载。在策略中,当某些节点过载后将选取部分带宽资源负载较轻的节点作为负载转移节点,同时将请求节点所需数据通过阶梯型带宽分配方式推送给这些选择出的负载转移节点。数值仿真表明,这种负载转移的策略能够有效降低过载节点的带宽资源占用,避免网络热区的出现。     

An Equitable Bandwidth Allocation Model for Video-on-Demand Networks

Video-on-Demand (VOD) or near-VOD services are expected to grow significantly over time, providing diverse programs for home entertainment, learning and training, news-on-demand, and other applications. These services require large bandwidth resources. We present a model for bandwidth allocation in a tree network with limited link capacities, where a server at the root node repeatedly broadcasts copies of various programs. The time intervals between successive broadcasts of each program can be increased at subsequent nodes, or the video quality can be decreased, thus providing different service performance to different nodes while satisfying the capacity constraints. The model is formulated as an equitable resource allocation problem with a lexicographic minimax objective function and tree-like ordering constraints. We present a lexicographic minimax algorithm that allocates each link’s bandwidth among the programs carried on the link. The algorithm repeatedly solves minimax problems, and fixes some variables at their optimal value after the solution of each such problem. The algorithm for solving the minimax problems uses a bisection search to find the minimax solution with the minimal decision variable values. The model also provides an ordered list of links from the most critical link to the least critical link, a useful feature for capacity expansion planning decisions.     

基于歧视性的第二价格拍卖算法的激励机制

在基于对等网(P2P)的大数据实时应用中,针对如何遏制视频点播(VOD)系统中的节点搭便车行为,提出了基于歧视性的第二价格拍卖算法的激励机制。节点之间以分布式动态拍卖的方式获取各自所需视频数据块,拍卖中,拍卖节点首先根据歧视性原则判断竞标节点的预算是否足以参与竞标,并根据允许参与竞标的节点数目设置上传带宽;然后根据竞标节点的出价确定赢得竞标的节点;最后竞标节点在接收到数据块后根据第二价格方案支付拍卖节点仅次于拍卖最高价格的第二高价格的要价作为节点的收益。分析节点的收益、节点带宽的利用率以及贡献节点/自私节点的比例,表明该方案能有效地激励节点积极地参与视频数据块的共享,同时高效地利用节点的上传带宽。     

Maintaining censorship resistance in the iTrust network for publication,search and retrieval

This paper presents the architecture of the iTrust system together with algorithms for maintaining censorship resistance. In iTrust, metadata describing documents, and requests containing keywords, are distributed to randomly chosen nodes in the iTrust network. If a node receives a request containing keywords that match metadata it holds, it sends the URL of the matching document to the requesting node, which then retrieves the document from the source node. A novel detection algorithm estimates the proportion of operational nodes in the iTrust network, by comparing the empirical probabilities of the number of responses received for a node’s request with the analytical probabilities for a match, for various proportions of operational nodes. A novel defensive adaptation algorithm increases the number of nodes to which the requests are distributed, in order to maintain the same high probability of a match when some of the nodes are non-operational or malicious as when all of the nodes are operational. Extensive experimental evaluations demonstrate the effectiveness of the architecture and the algorithms for maintaining censorship resistance in the iTrust network.