包延迟测量中的数据有效性判定与误差估算

Internet上的包延迟特性对于Internet的行为研究来说是最为复杂也是最为重要的一环。该文对Internet中的包延迟测量方法进行了深入研究，提出了自己开发的延迟测量工具Posip。Posip采用Poisson采样方法进行延迟测量，避免了普通周期性测量带来的负面效应。另外Posip还采用超时等待方式避免了 Ping工具中的“应答包丢失”现象。同时，对测量数据的处理，提出了测量数据有效性判定规则，并提出了一种延迟测量中线路误差的测量方法。使用上述方法在我国教育网和科研网上43条链路上进行了实际测量和验证，并取得了良好的效果。     

Internet延迟瓶颈的测量与分析

网络速度一直是人们非常关注的问题，而包延迟是评价网络速度的一个重要参数。该文对路由中延迟最大的链路——延迟瓶颈——进行了研究。文章首先提出了延迟瓶颈的计算方法和两个必要的修正算法，通过对世界范围内的47个节点之间的延迟进行一个月测量和进一步的深入分析，得到了如下结论：(1)Internet中绝大多数路径的延迟瓶颈消耗了端到端延迟的1／3或更多。(2)路径中存在多个延迟瓶颈，90％的路径存在一个出现次数超过一半的延迟瓶颈，同一路径中不同瓶颈延迟的差异较小。(3)延迟瓶颈较多出现在传输网，且多出现在AS内部。(4)目前Internet中的绝大多数路径处于轻负载状态，瓶颈延迟主要由传播延迟造成。     

神经网络预测远程控制系统中信息延时的研究

针对网络控制系统中前向通道和反馈通道同时存在随机延迟及延时不确定的问题,通过实例分析了随机延时对闭环控制系统影响的根源,提出了通过基于神经网络的预测控制方法解决存在网络随机延时的控制系统闭环控制的可行性。仿真结果表明该方法能够反映并预测该测量数据所代表的网络路径之间的时延特性,并能在基于Internet的闭环控制系统的设计中有效地替代实际网络进行研究;而所用的方法具有快速、准确的特点,能用于在线学习网络模型并对网络的时延值进行预测,为基于Internet的远程闭环控制提供了新的思路。     

对等网络中平均最短路径长度的分析

对等网络理论上可以将它看成一个大的无向图，图中的顶点表示网络中的每个计算节点，图的边则表示计算节点之间的连接．P2P网络，类似于其他的复杂网络（如Internet、web和社会关系网络），这类网络中的节点的度的概率分布呈现出Power-law的分布特性．传统上对这些网络建模时采用的是随机图模型，然而随机图网络与Power-law（网络的一个表质区别是在随机图网络中节点度的概率分布呈现泊松分布，这种节点度的分布差异将导致对网络的建模分析不能反映实际网络的真实特性．通信网络（如Internet和P2P网络）中任意两点间的最短路径长度是衡量这种网络的一个重要特征量，它直接关系到诸如路由、搜索等相关算法的设计与实现，本文基于Power-law网络模型对P2P网络的最短路径长度进行理论建模与分析，并通过对实际网络的测量来验证理论分析结果的正确性．     

无线传感器网络中基于往返时间的失效节点探测算法

无线传感器网络服务质量QoS(Quality of Service)下降的一个重要原因是节点失效。本文提出一种基于路径往返时间的失效节点检测算法,用离散法生成往返路径,通过测量路径的往返时间来探测和定位失效节点。通过实物和软件仿真,验证了该方法的有效性。相比于线性往返路径选择法,离散法能够大量减少测量路径的数量,有效缩短失效节点探测时间。     

用每流调度和基于路径的汇集调度实现MPLS服务质量:试验比较研究

本文的主要工作在于：1)给出了对于最坏情况下延迟，路径汇集调度优于每流调度的条件；2)通过实验，分析了两种方法在最坏延迟．平均延迟，延迟抖动．公平性等方面的性能差异；3)最后，提出了用基于路径的汇集实现服务质量的一些原则．本文的结果表明，在一定的条件下，基于路径的汇集调度可以实现优于每流调度的最坏情况延迟和延迟抖动；在平均性能上，基于路径的汇集调度没有明显的优势并且在一定程度上牺牲了公平性。     

Internet中的包延迟分布与包丢失关系研究

包延迟的分布特征是Internet端到端行为特征的一个重要组成部分，前人已在该方面进行了大量研究，但许多研究结论只适用于丢包率较小的情况，通过研究我国科技网和教育网上34条端到端路径上的延迟特征，得出了如下结论：（1）包延迟的分布特征与丢包率存在一定的关系；（2）在丢包率较小的情况下，包延迟的分布多具有单峰性，但随着丢包率的增大，包延迟的分布不再具有单峰性，而是呈现出越来越分散的特点；（3）随着丢包率的增大，固有延迟的发生次数呈现逐渐减少的趋势，当丢包率增大到一定程度，固有延迟的发生次数就很少了。     

基于可变步长的访存延迟测量模型的研究与实现

评测访存延迟对于优化应用访存模式和数据放置有重要的指导意义,然而数据Cache、多线程、数据预取等技术却严重干扰了访存延迟测量的精度。设计并实现了基于可变步长的访存延迟测量模型,在一块空间内根据用户指定的步长创建访问序列环,循环访问这个序列得出平均时间,即为访存延迟。最后对Intel的通用处理器和飞腾处理器在不同数据大小、步长、线程数等情况下的访存延迟进行了测量比较,该模型能够显示存储层次并精确显示测量延迟。     

基于可变步长的访存延迟测量模型的研究与实现

评测访存延迟对于优化应用访存模式和数据放置有重要的指导意义,然而数据Cache、多线程、数据预取等技术却严重干扰了访存延迟测量的精度。设计并实现了基于可变步长的访存延迟测量模型,在一块空间内根据用户指定的步长创建访问序列环,循环访问这个序列得出平均时间,即为访存延迟。最后对Intel的通用处理器和飞腾处理器在不同数据大小、步长、线程数等情况下的访存延迟进行了测量比较,该模型能够显示存储层次并精确显示测量延迟。     

基于PATRICIA-TRIES的XML路径索引设计

随着XML逐渐成为Internet数据表示与交换的标准，如何快速准确地访问XML文档中的数据已成为亟待解决的关键问题，建立路径索引是提高查询效率的一种重要手段．本文设计了一种基于PATRICIA-TRIES的路径索引，简称PT索引．该索引有如下特点：一、基于PATRICIA-TRIES结构，实现快速检索．二、采用压缩编码能够将路径索引放入内存，三、索引含有结构和文本信息，通过查询索引就能提供结果，无需打开原文档．其后，分析了PT索引的时间和空间复杂性，并与三种的典型的索引结构进行了对比实验，结果证明了其在路径查询方面具有更高的效率．     

Multifractal scaling behavior analysis for existing dams

The fractal theory was used to describe long term behavior of dam structures by means of determining (mono-) fractal exponents. Many records do not exhibit a simple monofractal scaling behavior, which can be accounted for by a single scaling exponent. In this paper the multifractal detrended fluctuation analysis (MF-DFA) is employed to analyze the time series of in situ observed data of existing dam which intrinsically reflects its long term behavior and structural evolution law. Deformation analysis of one gravity dam is taken as an example, the multifractal characteristic of the time series is obtained. The results show that this method can reliably determine the multifractal scaling behavior of time series of existing dams. The fractal theory can be applied to predict and diagnose dam behavior.     

Impact of nonlinearity and discontinuity on the spatial scaling effects of the leaf area index retrieved from remotely sensed data

This article addresses the major scaling problems in leaf area index (LAI) retrieval for a heterogeneous surface associated with (1) the nonlinearity in the relationships between remotely sensed reflectances and LAI products, (2) the discontinuity caused by the mixture of contrasting cover types that is categorized as the dominating type within a large-scale pixel, and (3) the algorithm for the dominant cover type being used for the retrieval of the LAI in that large-scale mixed pixel. Through mathematical analysis, two scaling models (a component-based model and a pixel-based model) are proposed on the basis of the Taylor series expansion with the corresponding textural and contextural parameters (i.e. variance–covariance matrices and component fractions) to correct for the scaling effects among LAI products at different scales. These models express the magnitude of the scaling effects for the nonlinear and discontinuous situations as a function of (1) the degree of nonlinearity quantified by the second derivative of the retrieval function, (2) the spatial heterogeneity quantified by variance–covariance matrices, and (3) the component fractions in the large-scale mixed pixel. To evaluate the proposed scaling models, a scaling correction test is performed and analysed on a SPOT (Système Pour l'Observation de la Terre) image for two vegetation types. The component fractions have proven to be the main reason for the scaling effects in a mixed pixel. Compared to the results before scaling, using either of the two proposed models greatly reduces the retrieval errors that the scaling effects cause. The relative scaling effects of the LAI may be up to 55% in an uncorrected, large-scale mixed pixel. However, the relative scaling errors can be as low as 2% with the intra-component textural parameters and about 13% with the intra-pixel textural parameters. Because the scaling effects can be corrected for the spatial heterogeneity caused either by density changes within the same cover or by cover type changes, our work indicates that the proposed scaling models are promising and feasible.     

传输控制协议拥塞控制中往返时间公平性分析的新结论

通过平面图形和建模的方法,分析了传输控制协议(TCP)拥塞控制中的网络往返时间(RTT)公平性.对于瓶颈链路,如果采用主动队列管理(AQM),两个竞争的TCP数据流流量比值近似为RTT比的倒数,存在RTT不公平性;如果采用弃尾队列管理,只有在不发生数据包超时的情况下,才出现明显的RTT不公平性,如果出现数据包发送超时,则情况较为复杂,频繁出现RTT大的TCP数据流多占用网络带宽的现象,因此很难得到一般性的结论.最后通过NS2仿真来验证所建模型和分析方法的正确性.     

BBR拥塞控制算法延迟及带宽探测优化

传统基于丢包的拥塞控制算法因为其高丢包率和引发缓冲区膨胀问题已经不能满足许多应用对网络性能的要求。谷歌提出的BBR（Bottleneck Bandwidth and Round Trip）算法以其抗丢包、高带宽利用率和低延迟等特性受到广泛关注与研究。但是BBR还存在排队延迟仍然较高、在RTT（Round Trip Time）较小环境下表现不佳、带宽探测不及时等问题。本文对BBR排队延迟和收敛性进行分析,进而提出改进方法：限制在外数据包数,并根据网络反馈适时减少拥塞窗口大小来降低延迟;在RTT较小环境下,将探测RTT阶段之前的带宽估计延续到探测RTT阶段之后;设置平稳状态最长保持时间及时退出平稳周期并进入探测周期。在NS3中的仿真实验结果表明,改进BBR降低了RTT及其抖动,提高了算法的收敛速度;能够在RTT较小环境下高效利用带宽;改进BBR能够显著提高长RTT流的带宽探测频率。     

CIR、RTT和RTO感知的三色标记算法

往返时间(RTT)、目标速度（CIR）以及重传超时(RTO)等因素导致了带宽分配的不均匀。通过研究带宽与这些因素的关系,在时间滑动窗口三色标记器（TSW3CM）的基础上,提出一种CIR、RTT、RTO感知的标记器(CRR3CM)。该标记器完成了在各汇聚流之间对剩余带宽的公平分配,减少了目标速度、往返时间,以及重传超时因素对带宽分配的影响。模拟实验表明,与TSW3CM相比,该算法有效地提高了TCP流之间带宽分配的公平性。     

基于双时间尺度QoS分层的拥塞控制算法

该文针对网络流量的自相似特性提出了一种基于双时间尺度QoS分层的拥塞控制算法,该算法以丢包率作为标准对网络服务质量（Qos）进行分层,质量越高的层次对应越低的丢包率,在小时间尺度上,根据网络传输时延及丢包率等信息,由接收端完成速率的计算工作,并反馈给发送端,发送端根据此速率选择一定层次质量的数据发送;在大时间尺度上,通过预测未来流量水平的变化趋势,控制相邻服务质量层次之间变换的难易程度,以减少发送速率在相邻质量层次间来回振荡。实验表明,与TFRC算法相比,该算法能够有效降低业务流的丢失率,为系统提供更好且更稳定的服务质量。     

TCP Vegas拥塞控制机制的改进

针对Vegas拥塞控制技术的不足，提出了一种改进方法。首先对发送分组根据长度进行分类，分别计算各长度类别的“往返时间”（RTT）和RTT最小值（base_rtt）；在更新发送窗口以及设置重传定时器时，根据分组长度选择属于同一长度范围的RTT和base_rtt值作为输入参数。这在一定程度上消除分组长度差异对发送窗口更新和重传定时器设定值所产生的影响，进一步提高协议吞吐率。仿真结果表明，改进的Vegas能够将原协议的吞吐率提高多达24％。     

TCP流的带宽公平性保证机制研究

端到端的TCP拥塞控制机制使得TCP连接获得的瓶颈带宽反比于RTT。为了缓解TCP对于RTT较小流的偏向，区分服务的流量调节机制在RTT较小的流取得目标速率且获得多余资源的情况下可以确保RTT较大流不至于饥饿。现有的方法在网络拥塞程度较重或者RTT差异较大时不能有效地工作，因此提出了一种改进方法。其主要思想就是根据网络的拥塞程度自适应地调整对RTT较大流的保护程度。大量的仿真试验表明，所提的机制能有效保障TCP流的带宽公平性并且比现有方法具有更好的性能。     

Robust kernel Isomap

Isomap is one of widely used low-dimensional embedding methods, where geodesic distances on a weighted graph are incorporated with the classical scaling (metric multidimensional scaling). In this paper we pay our attention to two critical issues that were not considered in Isomap, such as: (1) generalization property (projection property); (2) topological stability. Then we present a robust kernel Isomap method, armed with such two properties. We present a method which relates the Isomap to Mercer kernel machines, so that the generalization property naturally emerges, through kernel principal component analysis. For topological stability, we investigate the network flow in a graph, providing a method for eliminating critical outliers. The useful behavior of the robust kernel Isomap is confirmed through numerical experiments with several data sets.     

Principles of Built-In-Test for Run-Time-Testability in Component-Based Software Systems

This paper examines the motivations and expectations of Built-In-Test (BIT) techniques for Run-Time-Testability (RTT) in component-based software systems. The difficulties associated with testing and integrating fully encapsulated components lead to a requirement for testing interfaces. The format of these interfaces is explored at a high level of abstraction, and some possibilities for Built-In-Test (BIT) are described. BIT is concerned with the detection of error conditions arising internally to a component, or arising from erroneous component interactions, and the propagation of these error conditions to a system component having responsibility for error handling and/or recovery. The implications for testability, reliability and maintainability are discussed, and it is concluded that BIT offers potential for improved product quality. Whilst the proposed approach is considered appropriate for a wide range of software systems, issues related to real-time systems, such as deadlock and timing constraints are of particular interest.