基于双层虚拟思想的边缘设备性能优化研究

随着运营商边缘设备接入用户数的不断增加,需要处理的数据量成倍增长,使边缘设备负载过重,从而影响了多协议标签交换与边界网关协议构建的虚拟私有网数据的正常交互.目前,MCE,HOPE,SDN方案在解决该问题方面都存在一定的局限性:1)MCE方式边缘设备接口不支持创建逻辑通道,因此该方案无法使用;2)HOPE方式会产生路由环路等问题;3)SDN方式单台SDN控制器处理并发的会话数不能超过6.4万.针对上述问题,文中提出了基于双层虚拟思想的边缘设备优化方案,该方案包括边缘设备虚拟化、虚拟私有网隧道建立、虚拟私有网信息隔离3个基本步骤.在此基础上,从网络模型、网络资源池的构建、网络资源池分裂3个方面进行方案优化.基于搭建的实验环境对方案性能进行评估,与传统方式构建的虚拟私有网在包转发率、可管理性、扩展性等方面进行了对比分析.结果表明,双层虚拟的设计方案通过构建网络资源池,实现了资源的统一调度与管理,能够有效解决运营商边缘设备负载过重的问题,是构建虚拟私有网的有效方案.     

基于负载分离的跨域虚拟专用网解决方案

利用多协议标签交换和边界网关协议构建的虚拟专用网(VPN),在跨域平台中存在无法生成标签路径和边界设备负载过重的问题。为此,从标签分配原理和数据转发层面分析产生上述问题的根源,并提出背靠背方案和基于单跳EBGP的方案处理承载标签转发问题,但这些方案无法解决边界设备负载过重问题。进而基于多跳EBGP提出负载分离的VPN解决方案。通过扩展现有协议和修改系统架构,对传统VPN方案进行改进,并针对不同的网络环境给出具体配置方案。为评估方案性能,通过多项指标对比不同的解决方案。分析结果表明,基于负载分离的VPN解决方案能够解决标签问题和负载问题,是实现跨域VPN的有效方案。     

分布式多协议中间件的架构与实现

为了使RFID中间件能够分布式部署,并满足以太网与ZigBee无线网络共存的需求,分析了业界主流RFID中间件的设计技术,并设计了基于ZigBee的分布式中间件[1]解决方案。将中间件划分为数据采集边缘服务器和数据采集中心服务器两部分,通过数据采集中心服务器远程管理边缘服务器的方式,有效解决了分布式部署问题。设计了多网络协议模块,该模块可以自适应地选择不同网络协议的接口,从而实现多网络共存。在实现过程中,针对应用层事件协议(ALE)、数据过滤器等关键技术,给出了应用层事件核心模块和过滤器模块的解决方案。     

基于静态路由的ISP负载均衡解决方案

传统的ISP负载均衡方法主要有2种,一是使用开启BGP协议的高端防火墙;二是使用专业负载均衡设备.本论文建立了1套新型的基于静态路由的ISP负载均衡解决方案.本文首先通过Whois协议获得ISP的AS号码,在公网BGP路由器数据库中根据这个AS号码查询属于不同ISP的全部BGP路由条目;之后将不同ISP(例如中国电信和中国联通)的路由条目导入园区网边界防火墙,使得用户访问实现负载分担和路由备份.本方案适用于大中型企业和大型居民小区园区网,相比传统的负载均衡方法,本方案能够节省大量设备投资.     

分布式流处理技术综述

随着计算机和网络技术的迅猛发展以及数据获取手段的不断丰富,在越来越多的领域出现了对海量、高速数据进行实时处理的需求.由于此类需求往往超出传统数据处理技术的能力,分布式流处理模式应运而生.首先回顾分布式流处理技术产生的背景以及技术演进过程,然后将其与其他相关大数据处理技术进行对比,以界定分布式流数据处理的外延.进而对分布式流处理所需要考虑的数据模型、系统模型、存储管理、语义保障、负载控制、系统容错等主要问题进行深入分析,指出现有解决方案的优势和不足.随后,介绍S4,Storm,Spark Streaming等几种具有代表性的分布式流处理系统,并对它们进行系统地对比.最后,给出分布式流处理在社交媒体处理等领域的几种典型应用,并探讨分布式流处理领域进一步的研究方向.     

面向边缘计算的服务解耦与部署策略

在这个万物互联的时代，海量的设备和数据、云和设备之间存在巨大的传输延迟，给开发应用、处理数据、最终提升系统的服务质量带来了多重挑战.因此，通过在终端设备附近部署计算能力以显著减少传输到云服务器的数据量和服务请求的响应时间的边缘计算结构应运而生.然而，负载均衡、边缘设备的安全性和移动性依旧是影响边缘计算架构的服务质量的关键点.为了解决上述问题，提出了一种2阶段的服务质量优化方案以解决移动边缘计算架构下的服务部署问题.在第1阶段，考虑了服务的解耦和边缘服务器的负载均衡问题，对服务部署问题进行建模，提出了一种集中式服务的实时解耦方案，并且设计了一种静态部署策略；在第2阶段，考虑了边缘设备的移动性，设计了一种设备移动感知的服务动态部署策略，优化了移动边缘计算架构下的服务质量.在2个数据集上的实验结果表明，所提出的静态部署策略能够使服务请求的响应时间降低36%，所提出的动态部署策略能进一步降低13%的服务响应时间.     

一种面向边缘环境的多实例服务链在线部署算法

边缘设备的资源有限性促使部署边缘服务需要深入理解网络功能的资源消耗情况.通过无线路由器上容器化网络功能部署实验得出,除了处理业务流的计算开销外,网络功能实例间的通信也会消耗大量CPU资源.基于该发现,考虑在近距离和相对低负载的对等边缘设备上分布式地部署网络功能实例,在满足时延约束的条件下均衡流量,从而最小化边缘设备负载.为此,提出细粒度服务链负载模型,并在此基础上设计实现了一种面向边缘环境的多实例服务链在线部署算法.该算法包括基于剪枝搜索策略的时延满足路径搜索、基于嵌套Top K策略的部署路径选择和基于贪心策略的网络功能部署3个组成部分.仿真实验验证了该算法的有效性.实验结果表明,相比不考虑通信开销的网络功能链部署,该算法可以降低10％ 边缘设备C P U负载,接近理论最优部署结果.     

基于云计算的灾害数据处理方案的研究与设计

为实现灾害数据的高效处理以及研究机构资源的有效整合,设计了基于云计算技术的灾害数据处理解决方案,为方案的实现提出了基于资源池的资源抽象方式和健康检查与负载均衡协作机制以及为控制流程提出的三方连接认证方式,并成功部署实现了泥石流灾害数据模拟逻辑的云平台运算。工程结果表明,在灾害数据处理过程中,云计算技术体现出了众多的优越性,既能实现分布式并行计算的效率,又避免了分布式部署的复杂过程,不仅提高了灾害模拟的运算效率和灾害处置的反应速度,还将科研机构空闲的计算机资源得以有效整合利用,同时也对云计算技术的具体实践和运用进行了探索。     

基于云芯一号的文件动态负载均衡处理机制

为了提高服务器等硬件设备的计算能力和数据安全性,一些针对性的硬件加速设备如FPGA等被用来对数据进行预先处理,可随着数据量的不断提高和数据复杂度的不断升级,传统FPGA上的顺序处理流程显然会造成一些不可预估的设备损耗和宕机概率的提升。本文针对分布式数据存储架构,首先提出自己的硬件加速芯片——云芯一号,然后结合分布式数据存储系统HDFS,设计了一种基于云芯一号的文件动态负载均衡处理机制,并成功部署在HDFS中。通过实验得出,云芯一号的文件压缩和解压速度都远远胜于传统的软件方法,同时负载均衡机制的加入也大大提升了芯片的利用率和降低了芯片的宕机概率,在HDFS中也更针对性的完成了各类数据和文件的预先处理,为数据的分布式处理提供了更好的基础。     

基于分布式隧道模型的SSLVPN的设计和实现

VPN是一种利用加密通讯协议在公共网络中建立安全、可靠数据传榆通道的技术。目前,利用SSL协议构建安全VPN已成为一种主流方式。本文在对隧道式SSLVPN运行机理分析的基础上,针对其性能瓶颈提出了一种基于分布式隧道模型的SSL VPN方案。该方案通过引入P2P技术,利用边缘节点的计算能力分担了服务器的数据传榆任务,在改善了点到点之间的传榆性能的同时,也极大提高了VPN的整体吞吐率。     

网络安全与网络安全文化

该文论述了文化对人的网络信息行为的影响,介绍了网络安全文化的产生背景和构成。并对网络安全文化的内涵及作用机制进行了研究。     

基于网络断层扫描的传感器网络测量技术

提出一种基于断层扫描技术的传感器网络测量方法,通过在网络边界节点获取网络自身传输的数据报文,分析推测网络的性能。针对传感器网络的特点,提出在被动测量条件下的报文丢失率模型,给出MLE-EM算法的实现。仿真试验证明,算法在不增加节点负担的前提下,能够有效推测链路的报文丢失率,随着网络规模的扩大,仍能准确地反映网络内部的链路性能。     

网络实验仿真与网络技术实践

探讨了网络仿真软件NS的工作原理和仿真机制,通过一个算法实例说明了网络实验的仿真过程,提出了进行网络实验仿真的方法和途径。利用IP协议路由选项和TTL字段,进行了探测网络拓扑结构的实践。通过截获并分析网络信息,加深了对网络协议的理解。     

宽带接入系统中的用户行为、网络价格及网络行为

介绍了网络价格、用户行为及网络行为的含义．并分析了它们三者之间的关系，在仿真实验的基础上，研究了在小区宽带接入系统中，网络价格对用户行为和网络状态的影响．     

如何在可信网络中保证网络可用的研究

可信网络已经成为下一代网络研究的新趋势,可信网络中如何保证网络可用、可生存是可信网络研究的重要组成部分。该文对可信网络的研究内容及网络可生存性的研究现状进行了简介,概述了网络可用、可生存性是一个综合管理信息。通过对网络服务可用性、链路生存性、IP网络生存性及网络带宽测量的总结,对可信网络中如何保证网络可用进行了展望。     

校园网的网络安全

随着计算机网络的发展，特别是局域网技术的迅速发展，网络系统安全正变成计算机安全系统中的一个越来越重要的部分。本文主要对校园网的网络安全的现状、解决方案做了一些简要分析．     

企业网中信息网络与控制网络的集成问题

本以工业企业为背景，探讨了信息网络与控制网络的集成问题，首先介绍了两种网络的不同特点，然后提出了对未来企业网模式的一种设想，在这种模式下，信息网络与控制网络可得到真正的集成，从目前的企业网解决方案过渡到这种模式而尚存在诸多问题，中支其中的某些问题作了简要分析。     

校园网的网络安全

随着计算机网络的发展,特别是局域网技术的迅速发展,网络系统安全正变成计算机安全系统中的一个越来越重要的部分。本文主要对校园网的网络安全的现状、解决方案做了一些简要分析。     

基于神经网络的计算机网络性能评价

为多媒体网络定义一个合理有效的性能分析模型,以描述基于神经网络的计算机网络性能评价过程,其中包括评价指标测量值的预处理、神经网络结构设计、评价仿真以及仿真结果分析4个部分。仿真实验结果表明,基于神经网络的评价方法无须建立复杂的数学模型,能够对多个网络性能指标进行综合考虑,从而实现在给定输入负载下的网络性能判定。     

主动网络及其在电信网中的应用

本文通过对现有电信网络及其业务的特点,以及主动网络技术的特点等的分析,结合网络技术发展的实际情况,提出了未来基于主动网络的电信网络体系结构。