新型无线Mesh网络的QoS路由判据与算法

针对无线网状网络中采用何种路由判据进行路由选择以增大网络吞吐率的问题,在分析现有路由选择准则不足的基础上,通过综合考虑链路的可用带宽、延时、可靠性和干扰等因素对链路OoS的影响,提出了一种新的综合QoS路由准则和算法IRMQOS,并通过仿真验证了该路由准则和算法的可行性.仿真实验结果表明,该方法能显著提高网络吞吐率.     

具有拥塞缓解策略的动态虚拟通道研究及其VLSI实现

虚拟通道技术改善了片上网络性能,却带来了巨大的面积与功耗开销.通过分析静态虚拟通道的不足,提出了基于拥塞缓解策略的动态虚拟通道结构.它采用链表方式组织缓冲,可以自动调整通道结构来适应各种流量负载:在较低流量下,该结构扩展通道队列深度,减小了报文传输延迟;在较高流量下,它增加虚拟通道数量,消除队列头阻塞与通道不足阻塞,并缓解拥塞现象发生,减少流反馈次数,提高了网络吞吐率.在90nm CMOS工艺下完成了DVC路由器的VLSI设计,与传统路由器相比,不仅改善了报文传输延迟与吞吐率,而且有效降低了面积与功耗开销.     

基于虚拟通道非均匀分布的路由算法

随着片上系统(systems on chip,SoC)集成度的提高,IP核之间的通信成为SoC急需解决的问题。近年来提出的片上网络(network on chip,NoC)是解决SoC通信问题的一种有效方法。虚拟通道和路由算法是NoC设计中的关键技术,对NoC的延时、吞吐量等性能有重要的影响。根据NoC负载分布特点,提出一种新的虚拟通道非均匀分布技术VCND。该技术在Mesh内部使用虚拟通道,在边界上使用非虚拟通道,从而减少缓冲单元的数量。同时提出一种改进的无死锁路由算法CXY(combination XY)。仿真结果表明,与XY路由算法和XY-YX路由算法相比,CXY路由算法提高了网络吞吐量,并降低了网络平均延时;相比虚拟通道均匀分布技术,VCND技术能够以较小的吞吐量和网络延时损失获得可观的缓冲单元利用率提升,并减少了路由器的面积。     

基于PRDT的16节点NoC路由算法

网络结构对于片上网络系统的性能和功耗发挥着重要作用，PRDT(2,1)有着较低的网络直径和平均距离、常数的节点度以及良好的可扩展性，这些特点使其非常适于NoC。为了提高小规模PRDT的路由性能，该文提出了一种binary路由算法，当网络规模不大于16时，该算法无须使用虚拟通道即可实现无死锁路由，通过增加少量虚拟通道，可改进为完全自适应路由算法。对所提出的路由算法与原有的向量路由算法进行仿真比较，结果显示binary算法在硬件成本较低的同时，性能更为优异，完全可以应用于基于PRDT的小规模NoC网络。     

采用虚拟网格的格头连通的WSNs路由算法

传感节点能效是无线传感器网络(WSNs)的研究热点。而基于网格路由是提高能效的有效路由策略。为此,提出基于虚拟网格的格头连通路由(VGCR)协议。VGCR路由将网络划分为虚拟等尺寸的网格,每个网格产生一个格头,且每个格头具有休眠和活动两个状态。同时,由格头组建连通信宿的路由,且格头可在活动和休眠模式间自适应切换,使得并非所有格头同时参与路由,进而保存格头能量,延长了网络寿命。此外,为了处理信宿移动问题,VGCR路由仅对靠近于网格的一些格头更新路由。仿真结果表明:相比于同类算法,提出VGCR路由延长了网络寿命,提高了数据包传递率。     

802.11g保护机制对网络性能影响的仿真与分析

在探讨IEEE802.11g保护机制工作模式的基础上,构建OPNET仿真网络以测试保护机制对WEAN网络性能的影响.实验结果表明,保护机制的引入可显著地降低WLAN网络吞吐率.纯802.11g模式下,网络平均吞吐率最大可达23.95 Mb/s;启用CTS-to-self保护机制的802.11b/g混合模式下,网络平均吞吐率仅为11.45 Mb/s,约为前者的50%;启用RTS/CTS保护机制时,网络平均吞吐率只有7 Mb/s,减少到前者的30%,且此时单个802.11g站点仅获得约7.5 Mb/s的TCP传输速率.为更好地规划和部署802.11无线网络提供了较准确的数据分析依据.     

高吞吐率和高公平性混合传感网络

人们对传感网络吞吐率和公平性的要求越来越高,但是利用现有无线传感网络技术改善其传输性能却是非常困难的,因此基于现实工程中存在的一类特殊应用场景,设计了利用混合传感网络来改善传统无线传感网络低吞吐率以及低公平性的方法。首先针对固定传感网络论证了其最优吞吐率分配机制,其次针对网络布线问题设计了贪婪算法、K-自增聚类算法和混合算法3种启发式算法。仿真结果表明,混合算法相对于其他两种算法而言,网络最小节点吞吐率至少提高了75%,具有最优的算法性能,可以显著改善传感网络的性能。     

片上网络路由算法分析与评估

本文对片上网络中的确定性XY路由算法和基于拐弯模型的4种自适应路由算法进行分析,并采用Noxim模拟器在6种合成通信模式下对5种路由算法的性能进行评估。实验结果表明,在均匀随机通信模式下,XY路由算法的性能优于自适应路由算法;在置换1和混洗通信模式下,奇偶路由算法的性能优于其他路由算法;在置换2、位反和蝶形通信模式下,负向优先路由算法的性能优于其他路由算法。     

基于强化学习的SDN路由优化算法

针对SDN控制器中网络路由的优化问题,基于强化学习中的PPO模型设计了一种路由优化算法。该算法可以针对不同的优化目标调整奖励函数来动态更新路由策略,并且不依赖于任何特定的网络状态,具有较强的泛化性能。由于采用了强化学习中策略方法,该算法对路由策略的控制相比各类基于Q-learning的算法更为精细。基于Omnet++仿真软件通过实验评估了该算法的性能,相比传统最短路径路由算法,路由优化算法在Sprint结构网络上的平均延迟和端到端最大延迟分别降低了29.3%和17.4%,吞吐率提高了31.77%,实验结果说明了基于PPO的SDN路由控制算法不仅具有良好的收敛性,而且相比静态最短路径路由算法与基于Q-learning的QAR路由算法具有更好的性能和稳定性。     

ORA——一种负载平衡的虚通道分配算法

MPP互联网中通常使用虚通病来防止死锁和提高网络吞吐率。但通常的虚通道分配算法会导致通道的负载不平衡,从而降低网络的性能。针对采用虫孔路由技术和维序路由算法下的Torus互联网,提出了ORA虚通道负载平衡分配算法。与Naive分配算法和Scott分配算法的比较表明,ORA能够较好地实现负载平衡,能够较好地提高网络的性能。