Openstack虚拟化流量平台监控系统

云平台监控系统是有效保障云服务质量的重要环节,本文在Openstack云平台上进行相应的虚拟服务器监控系统设计. 系统结合Openstack的开源性和强大的可扩展性的特点,以Openstack中的网络组件Neutron面对庞大虚拟服务器流量转发时所出现的瓶颈问题为出发点,结合SDN软件定义网络技术及其重要的南向接口协议OpenFlow解决流量瓶颈问题,设计基于Libvirt和sFlow协议的监控系统,负责获取虚拟机群数据流量信息,并且向上层控制模块以及用户反馈最新的平台负载情况,使用控制模块和流表控制流量转发,最终使整个系统平台达到负载均衡.     

服务器池的高可用N+1冗余结构模型

Linux virtual server是典型的服务器机群结构,通过双前端负载分配器和后端服务器池提供高可用服务。当后端服务器池发生故障时,故障服务器的工作量将通过负载分配算法重新分配到其他可用的服务器上,结果导致服务器池负担变重,进而可用服务器的故障概率增加。该文设计并实现了高可用N+1冗余结构模型系统,改进了典型的服务器池的上述缺陷。实验表明模型有着极低的资源占用率和非常短的故障切换时间。     

多机群网格的数据负载均衡模型

在多个计算机机群构成的网格环境下,为了提高异构资源的利用率,提出了一个数据负载均衡模型。根据查询节点的计算能力、存储能力、通信能力,研究了查询节点的性能模型。利用数据饱和度、数据负载矩阵、数据迁移技术描述了系统的数据负载均衡机制。试验结果表明：该模型适合海量数据的查询。     

基于网络的分布式机群并行仿真平台开发

该文介绍了基于网络的分布式机群并行仿真软件平台SIMNOWs的基本情况及开发。由主服务器、节点机构成基于局域网络的分布式机群并行仿真平台体系结构。作为整个系统的核心，服务器端管理系统根据两个守护进程而设计出节点管理系统和作业管理系统，采用了动态抢先式的动态负载平衡解决并行中的负载问题。     

多服务副本下的一种分布式负载均衡路径算法

目前的服务器负载均衡算法多只针对选择一台服务器提供所有服务,不能满足服务组合需要选择一组服务副本的情况。针对整个集群系统拥有多台服务器,每台服务器具有多个服务副本的服务查找与组合的路径选择和负载均衡问题,提出了一种基于节点负载变化的分布式负载均衡路径算法LCNA（Load Changes of Notes-considered Algorithm）。LCNA算法以基于DHT的路由算法来建立集群系统的服务列表和路由转发列表,以服务器节点的动态负载变化作为测度进行服务节点的选择。实验结果表明,LCNA算法能有效提高多服务副本环境下应用的整体性能,具有良好的负载均衡效果。     

一种改进的动态告警负载均衡算法

负载均衡通过将大量的并发访问请求转发到多个服务器分别进行处理,以提高web集群的整体吞吐量.现有的负载均衡算法存在着引用负载因素过少、负载计算过于复杂、节点的负载抖动现象过于严重等问题.本文提出一种改进的动态告警负载均衡算法,基于请求类型、节点工作能力和实时负载值来确定转发目标.该方案实时监测各节点的负载状态并实施周期性反馈与动态告警,既保证了负载信息的实时性与有效性,又减少了负载计算量;采用RED方法校正负载状态的判定,避免了因为负载状态的误判而引发的负载不均,从而减小了负载抖动现象.模拟实验结果表明,改进算法增加了web集群系统的吞吐量,并且明显改善了负载均衡度.     

基于集群存储系统的动态负载均衡调度策略

为解决处理大流量网络数据以及集群海量存储系统中用户数据访问时节点服务器负载不均衡的问题,本文采用网络处理器负载均衡方案。介绍OCTEON CN56XX系列网络处理器基苯工作原理,深入分析影响负载失衡的关键因素,提出一种动态负载均衡算法。通过对节点服务器各关键指标周期采集,赋以合适的权值,引入反馈机制,以保证将新到达的用户数据请求按合理负载比例进行分配,转发到指定服务器处理。兼顾各节点服务器性能和运行状况,以达到提高集群系统的整体性能的目的。     

分布仿真系统二次调度负载均衡策略研究

针对现有分布仿真系统负载纯静态、动态均衡典型策略无法同时兼顾并行效率最大性和通信开销最小性的缺陷,以机群在信息系统中的应用为背景提出了一种动静结合的二次调度负载均衡自适应策略.策略以提高系统响应速度为根本目标,包含信息搜集子策略、任务分配子策略和任务迁移子策略三个部分,由系统均衡服务器统一分配和仿真节点自主维护共同完成...     

大规模无线传感器网络中基于振荡轨迹的数据存储与发现机制

在大规模无线传感器网络中,在不存在基站节点的情况下,节点组成对等网络,任何一个节点都有可能成为数据消费者节点或者数据生产者节点.传感器网络是一种资源受限的自组织网络,节点的能量和计算能力不足以支持复杂协议的设计.如何让随机产生的消费者节点和生产者节点能够有效迅速地发现对方并进行数据查询工作是传感器网络研究中的一个难点.利用数据为中心的存储策略,提出了一种振荡轨迹的数据存储发现机制.该方案要求消费者节点和生产者节点将查询或者数据存储到相应的振荡路径上.该方案不需要节点存储全局的网络信息,每个节点根据局部信息和预设的反射角度进行路由选择和数据转发.理论上,所有的振荡轨迹满足两两相交的特性,保证了数据查询成功率,而且消费者节点在查询数据时所需要的跳步距离是有界的,同时该方案能够保证数据负载的平衡.     

基于随机洋葱路由的LBS移动隐私保护方案

为了保障移动节点在使用基于位置的服务时的位置隐私,提出了一种基于随机洋葱路由的LBS移动隐私保护方案。该方案通过使用随机洋葱路由和混合加密方法相结合的方式来确保移动节点位置隐私和查询请求的安全性。移动节点在向LBS服务器发送查询请求之前,随机在网络中选取若干节点构造一条洋葱路径,查询请求则沿着这条路径上的节点依次转发,直到LBS服务器收到消息为止。然后,LBS将查询结果沿洋葱路径反向发送给发送节点。为了实现发送节点匿名,随机构建的洋葱路径上每一层的地址都使用对称加密和非对称加密相结合的方式进行加密,就这样层层加密生成最终的洋葱路径,路径中的每一跳节点都只能获取到其对应的下一跳节点的地址。LBS服务器和任意的中转节点都无法获知谁是发送节点,确保了发送节点的位置隐私。另一方面,为了保证查询请求和查询结果不被任意的第三方获取,发送节点首先使用一个对称密钥对查询请求进行加密,再使用LBS服务器的公有密钥加密该对称密钥,并将加密后的对称密钥密文附在查询请求密文后发送。LBS服务器同样将加密后的查询结果返回。实验结果表明,随着系统中节点数目的增多,该方案的平均响应时间也随之缓慢增加,不会出现平均响...     

Elastic Routing Table with Provable Performance for Congestion Control in DHT Networks

Consistent hashing-based DHT networks have an inherent load balancing problem. The problem becomes more severe in heterogeneous networks with nonuniform and time-varying popular files. Existing DHT load balancing algorithms are mainly focused on the issues caused by node heterogeneity. To deal with skewed lookups, this paper presents an elastic routing table (ERT) mechanism for query load balancing, based on the observation that high-degree nodes tend to receive more traffic load. The mechanism allows each node to have a routing table of variable size corresponding to node capacities. The indegree and outdegree of the routing table can also be adjusted dynamically in response to the change of file popularity and network churn. Theoretical analysis proves that the routing table degree is bounded. The ERT mechanism facilitates locality-aware randomized query forwarding to further improve lookup efficiency. By relating query forwarding to a supermarket customer service model, we prove that a two-way randomized query forwarding policy should lead to an exponential improvement in query processing time over random walking. Simulation results demonstrate the effectiveness of the ERT mechanism and its related query forwarding policy for congestion and query load balancing. In comparison with existing "virtual-server”-based load balancing algorithms and other routing table control approaches, the ERT-based congestion control protocol yields significant improvement in query lookup efficiency.     

基于Chord的动态多路由算法

根据Chord路由协议中每一跳路由距离之间具有的聚类特性,在不改变节点指针表的前提下,提出一种基于Chord的动态多路由算法。结果证明,当路由源节点和路由目的节点确定且Chord处于稳定状态时,该算法能使节点转发消息引起的负载分布更均匀,并提高消息路由的成功率。     

DM-Chord：基于Chord的路由改进算法

挖掘出Chord路由协议中每一跳路由距离之间所具有的特性,在不改变节点Finger表的基础上,提出一种基于Chord的路由改进算法,DM-Chord。仿真结果表明,与Chord路由协议相比,DM—Chord能够保持与Chord接近的平均跳数,在路由源节点和路由目的节点确定且Chord处于稳定状态的情况下,该算法能够使节点转发消息所引起的负载分布更为均匀,并提高消息路由的成功率。     

一种基于节点位置余弦相似度的机会网络转发算法

针对机会网络中数据送达率较低的问题,文中根据节点历史接触信息即节点相遇次数、相遇时间长度、节点关系稳定性来计算节点转发效用值。首先选择通信范围内效用值最大的邻居节点作为初始转发节点,再根据余弦相似度选择其他转发节点,使得转发节点能够尽可能均匀地分布。在此基础上,提出一种基于节点位置余弦相似度的机会网络转发算法(Opportunistic Network forwarding algorithm based on Node Cosine Similarity,ONNCS)。该算法使得转发节点能够均匀地分布,因此数据报文能够尽快地被转发到目的节点。实验结果表明,ONNCS具有较高的转发成功率和较低的转发能耗,转发成功率高出其他算法5%～8%。     

机会网络中的自适应转发控制算法*

在分析现有机会网络转发控制策略的基础上,针对采用固定效用值阈值的机会网络转发控制,提出了一种基于节点能力状况的自适应转发控制策略（adaptive forwarding algorithm based on nodal capacity condition,AFNC）。该策略根据节点的能力状况计算阈值控制因子,自适应调整不同网络传输状况以及通信机会下的数据转发条件。仿真实验表明,与现有的几种典型转发控制相比,AFNC在保证较低传输延迟和较高传输成功率的基础上,通过减少节点间的转发次数,有效地降低了网络传输开销。     

Enhanced Augmented IP Routing Protocol (EAIRP) in IPv6 Environment

Data link level forwarding provides simple and fast packet forwarding capability. One primary reason for the simplicity of layer 2 forwarding comes from its short, fixed length labels. A node forwarding at network layer must parse a relatively large header, and perform a longest-prefix match to determine a forwarding path. When a node performs layer 2 forwarding, it can do direct index lookup into its forwarding table with the short header. It is arguably simpler to build layer 2 forwarding hardware that it is to build layer 3 forwarding hardware because the layer 2 forwarding function is less complex (Callon et al., 1997). By bypassing the conventional IP forwarding (the packet assembly/reassembly) process using cell-relaying, we could dramatically reduce both the IP packet processing delay and the queuing delay at the router (Esaki et al., 1997). The paper targets the problem of managing and reducing delays in IP over ATM communications that are associated with the implementation of IPv6 protocol.     

基于改进网络编码的匿名通信机制研究

针对现有基于网络编码的匿名系统,由于转发节点的不稳定性以及匿名消息的多路径转发,使得数据发送的成功率较低的问题,提出了一种基于网络编码与数据冗余方法的新匿名通信机制ACSNC（anonymous communication system based on network coding）。首先采用数据冗余机制对要发送的数据进行冗余分片,并沿多条路径发送;然后中间转发节点对信息进行随机编码后转发,使信息通过节点前后的统计特性发生变化;最后,目的节点根据收到的数据片与编码系数恢复匿名信息。仿真结果表明,该机制在显著提高数据发送成功率的基础上,能够有效地保障通信的匿名性与安全性。     

基于节点社会性的无线网络编码传输策略研究

延迟容忍网络是一种缺乏持续连接的新型网络体系结构,选择合适的转发节点是实现延迟容忍网络高效的转发和投递消息的关键问题。由于节点移动性和网络拓扑动态变化等会对延迟容忍网络的传输效率产生影响,提出了一种基于节点社会性和利用随机线性网络编码的DTN网络模型NSNC-DTN。NSNC-DTN网络模型利用网络中的社团结构、社团紧密度以及节点活跃度,选择出最合适的转发节点。离线计算节点的社会性,对源节点和Center节点进行随机线性网络编码,在线完成转发,从而达到高效转发和投递的目的。仿真结果表明NSNC-DTN网络能够有效的提高信息投递成功率,减小端对端的网络延迟和网络开销。     

多下一跳路由机制下负载均衡算法研究*

多下一跳路由机制中,各个节点都预先建立多下一跳转发表。在路由收敛期间,数据通过多下一跳转发表转发,从而解决断流问题,提高网络的自愈能力。提出了一种多下一跳路由机制下的负载均衡转发算法。该算法包括三个部分,即选择候选下一跳集、数据流分配映射和基于过载链路的反馈式动态调整。采用哈希函数分配数据流保证了每个业务流的报文保序问题。通过对下一跳链路的实时信息统计,采用动态调整机制可以达到很好的均衡效果。     

数据中心网络中一种半集中式SDN路由策略

在SDN体系架构中把网络控制功能从网络设备（交换机/路由器）里分离出来,集中到中心节点控制器上,交换机只负责数据平面的功能（通过流表进行数据转发）。在大规模的数据中心网络中,路由/流表的计算和分发完全由中心控制器完成,控制器成为网络的性能瓶颈和脆弱点。为了解决上述问题,本文提出半集中式SDN路由技术,其主要思想是每个交换机节点不需要控制器的参与,可以自主构建一个基础流表,基于基础流表,交换机可以完成基本的数据转发工作。而控制器负责更高级的路由选路（故障处理）工作,从而大大减轻控制器的负担。针对控制器的高级路由选路工作,本文通过对现有SDN网络中的故障恢复机制的特性以及限制的分析,在基础流表的基础上设计一套局部迂回故障检测恢复机制。基于该机制,控制器能够及时检测到网络故障,并在极短的时间内进行故障恢复,实现控制器的高级路由选路工作。