网络缓存协作的实现方法

介绍了网络缓存发展的趋势：网络缓存协作．说明了网络缓存协作所要解决的问题，列举了网络缓存协作的几种模型及相应的有代表性的协议，介绍了解决代理裁剪的几种方案．     

网络缓存协作的实现方法

介绍了网络缓存发展的趋势:网络缓存协作。说明了网络缓存协作所要解决的问题,列举了网络 缓存协作的几种模型及相应的有代表性的协议,介绍了解决代理裁剪的几种方案。     

内容中心网络中基于内容迁移的协作缓存机制

内容中心网络(CCN)是为了适应未来网络通信模式的转变,提供对可扩展和高效内容获取的原生支持而提出一种新型的网络体系架构,内容缓存机制是其研究的关键问题之一。现有机制在缓存节点的选择时往往过于集中,缓存负载分布严重不均,大大降低了网络资源利用率以及系统的缓存性能。该文提出一种基于缓存迁移的协作缓存机制,首先在缓存节点选择时考虑节点的中心性保证内容尽可能缓存在位置更重要的节点。同时,在缓存压力过大时,通过可用缓存空间大小、缓存替换率以及网络连接的稳定性等信息选择合适的邻居节点进行缓存内容的转移,充分利用邻居资源实现负载分担。仿真结果表明该机制能有效地改善缓存负载在节点上分布的均衡性,提高缓存命中率和缓存资源利用率并降低平均接入代价。     

智慧协同网络服务内容在传输路径上的缓存分配策略

针对智慧协同网络提出一种服务内容在传输路径上的缓存分配策略。该策略根据服务内容的流行度部署其在传输路径上的缓存位置,以求充分、高效地发挥网络缓存作用,进而提升网络的总体性能。所提分配策略分别在5层树型拓扑和由279个节点组成的真实网络拓扑中进行了性能测试。结果显示,该策略在所测的性能参数中表现出色,就平均服务获取距离而言,较命名数据网络（NDN, named data nerworking）所使用的LCE（leave copy everywhere）策略,其性能提高20%以上。     

内容中心网络中能耗优化的隐式协作缓存机制

综合考虑内容中心网络(CCN)的能耗优化及性能提升,该文提出一种内容中心网络中能耗优化的隐式协作缓存机制。缓存决策时,利用缓存节能量作为判决条件优先在用户远端节点缓存,并利用数据包携带最近上游缓存跳数信息进行隐式协作,减轻用户近端节点缓存空间的竞争压力,提高邻近节点缓存的差异性。缓存替换时,选取缓存节能量最小的缓存内容加以替换,达到最优的能耗优化效果。仿真结果表明,该缓存机制在性能上获得较优的缓存命中率及平均路由跳数,同时有效降低了网络能耗。     

智慧网络组件协同机制研究

现有互联网网络体系和机制相对"静态"和"僵化",缺乏支持智慧网络的有效机制.要从根本上解决现有互联网存在的严重弊端,必须创建新的网络体系、理论及机制.本文在多年信息网络基础理论研究和前期973项目"一体化可信网络与普适服务体系基础研究"的基础上,在智慧协同网络"三层"、"两域"总体结构模型的指导下,提出了一种智慧网络组件协同体系结构模型,提出了智慧网络组件模型与族群聚类机制,给出了网络复杂行为博弈决策机制及智慧网络组件协同工作机制等,实现了基于网络组件协同配合的网络智慧通信,有效解决了现有互联网资源利用率低、网络能耗高等问题.     

智慧协同工业无线传感器网络

本文研究将智慧协同网络理论用于工业无线传感器网络(Industrial Wireless Sensor Network,IWSN),提出一种新型智慧协同工业无线传感器网络构架Smart-IWSN.Smart-IWSN能够为多样化的工业服务适配必须的网络资源,满足工业服务对网络性能的苛刻需求,为工业无线传感器网络的研发和应用节省大量的时间和成本.Smart-IWSN已成功应用到大规模焊机群监控系统,解决了恶劣工业射频环境下大量焊机多任务并行通信的技术难题.     

基于图协同过滤模型的D2D协作缓存策略

针对设备到设备（D2D）缓存中基站信号覆盖范围有限导致的难以获得足够数据来预测用户偏好的问题,提出了一种基于图协同过滤模型的D2D协作缓存策略。首先,构建图协同过滤模型,通过多层图卷积神经网络捕捉用户-内容交互图中的高阶连通信息,并利用多层感知机学习用户和内容之间的非线性关系来预测用户偏好。其次,为了最小化平均访问时延,综合考虑用户偏好和缓存时延收益,将缓存内容放置问题建模为马尔可夫决策过程模型,设计基于深度强化学习的协作缓存算法进行求解。仿真实验表明,与现有的缓存策略相比,所提缓存策略在不同的内容种类、用户密度和D2D通信距离参数下均取得了最优的性能效果。     

内容中心网络中面向隐私保护的协作缓存策略

针对内容中心网络节点普遍缓存带来的隐私泄露问题,在兼顾内容分发性能的基础上,该文提出一种面向隐私保护的协作缓存策略。该策略从信息熵的角度提出隐私度量指标,以增大攻击者的不确定度为目标,首先对于缓存策略的合理性给予证明;其次,通过构建空间匿名区域,扩大用户匿名集合,增大缓存内容的归属不确定性。缓存决策时,针对垂直请求路径和水平匿名区域,分别提出沿途热点缓存和局域hash协同的存储策略,减小缓存冗余和隐私信息泄露。仿真结果表明,该策略可减小内容请求时延,提高缓存命中率,在提升内容分发效率的同时增强了用户隐私保护水平。     

基于校园机会网络的协作小组缓存调度策略

缓存管理已经成为机会网络的研究热点,目前大多数缓存管理方法都集中在单节点,本文在校园协作学习背景下提出了缓存共享的协作小组资源调度方法.节点活跃度描述了移动节点的缓存空间利用率和节点参与消息转发积极性,消息树描述了消息在网络中的扩散程度.以协作小组为单位建立已送达消息链表,对已成功投递消息所占缓存空间及时进行释放.该方法能有效提升节点空间利用率和消息投递率并且降低了消息的投递延迟.实验结果表明,与已有算法相比,消息投递成功率平均提高了10.53％,为小组缓存的共享利用与资源的高效调度提供方法.     

智慧协同标识网络

创造性地提出了以"三层"、"两域"为典型特征的智慧协同标识网络结构模型。"三层"即智慧服务层、资源适配层和网络组件层;"两域"即实体域和行为域。在此基础上,分别建立了智慧服务层、资源适配层和网络组件层的基本理论,以在有效解决网络可扩展性、移动性、安全性等问题的基础上,大幅度提高网络资源利用率,降低网络能耗,显著提升用户体验。     

Selection Cooperation in Heterogeneous Cooperative Networks

Selection cooperation is an attractive cooperative strategy for wireless networks due to its simplicity and efficiency. In this paper, we consider a heterogeneous cooperative network consisting of different kinds of nodes with low-cost radios where the activities of one kind of nodes are triggered by the other kinds of nodes. This is a common scenario for many networks, such as wireless sensor networks. By exploiting the transmission relationship between heterogeneous nodes, we propose a selection cooperation protocol where inducing nodes can cooperate with the following nodes after their own transmissions for improving the communication reliability of the latter nodes. Through performance analysis, we show an interesting feature that the diversity-multiplexing tradeoff of the proposed protocol does not rely on the best relay selection method and the protocol always achieves the full diversity gain. We further develop an energy-efficient best relay selection method based on power control where the power consumption is minimized without decreasing the full diversity order. Simulation results demonstrate the good performance of the protocol and the remarkable energy reduction of the proposed best relay selection method.     

Selection Cooperation in Multi-Source Cooperative Networks

In a cooperative network with multiple potential relays and multiple simultaneous transmissions, we present selection cooperation wherein each source pairs with a single "best" relay. We analyze the outage probability of a simple and completely distributed selection scheme, requiring some feedback but no centralization, and show that it outperforms distributed space-time codes for networks with more than three relaying nodes. These gains are due to the more efficient use of power in networks using selection. We suggest two other more complex selection schemes based on increasing system intelligence and centralization, and show that for smaller network sizes their performance improvement over the simple selection scheme is not significant.     

智慧协同标识网络体系:研究背景、思路与进展

针对现有互联网存在的可扩展性差、安全性不足、移动性支持差、资源利用率低、能耗高等主要问题,北京交通大学下一代互联网互联设备国家工程实验室创建了全新的智慧协同标识网络体系模型与机理,力图从根本上解决现有互联网存在的各种主要问题,在国际上抢占未来信息领域的制高点。简要介绍了该网络体系的研究背景、主要研究思路及当前的进展。     

智慧协同网络中的服务机理研究

现有互联网在服务支持方面具有服务命名方式复杂、服务适配过程僵化等严重弊端,难以满足未来互联网的需求,亟待研究新的服务机制.为此,本文在智慧协同网络体系总体模型的基础上,提出了一种新的智慧服务层工作原理与设计方案,包括服务标识的统一命名与服务行为表征方法,服务的注册与查询方法,服务资源的存储方法,服务动态感知方法,以及服务标识到族群标识的智慧映射机制等,实现了服务的普适化和智慧化,显著提升了用户的体验.     

一种面向智慧协同网络的自适配路由策略研究

现有互联网网络体系和机制相对"静态"和"僵化",缺乏支持智慧网络的有效机制.要从根本上解决现有互联网存在的严重弊端,必须创建新的网络理论体系.本文在智慧协同网络"三层"、"两域"体系结构下,针对"网络组件层"的路由自适配问题展开研究,提出基于生物启发的转发网络族群自适配路由策略,实现族群内路由组件之间的智慧协调、动态重构和优化决策,有效解决现有路由策略的静态、僵化等问题.通过数学分析证明:如果设定模型参数μ∈(0,1),提出的自适配路由策略可以始终保持稳定性.最后,通过原型系统验证了提出自适配路由策略是切实可行的,能够提高网络的承载业务数量和提升用户体验.     

智慧协同网络体系基础研究

现有互联网具有"三重绑定"特征,即:服务的"资源和位置绑定"、网络的"控制和数据绑定"及"身份与位置绑定".这种网络体系与机制是相对"静态"和"僵化"的,在此基础上的演进与发展无法从根本上满足信息网络"高速"、"高效"、"海量"、"泛在"等通信需求,难以解决网络可扩展性、移动性、安全性等问题,更难以实现网络资源的高效利用、节能等.本文创造性提出了以"三层"、"两域"为典型特征的智慧协同网络体系结构模型."三层"即:智慧服务层、资源适配层和网络组件层;"两域"即实体域和行为域.在"三层"、"两域"体系模型的基础上,分别建立了智慧服务层、资源适配层和网络组件层的基本理论,以在有效解决网络可扩展性、移动性、安全性等问题的基础上,大幅度提高网络资源利用率,降低网络能耗等,显著提升用户体验.     

一种智慧协同网络多参数的多路径路由算法

多路径路由技术采用多条路径同时传输,作为优化资源配置和负载均衡的重要技术,在路由可靠性、QoS路由、传输效率等多方面比单路径传输具有优势.现有互联网网络资源配置和路由机制相对静态和僵化,导致多路径技术的发展存在发展的局限性.现有多路径技术考虑在路由层面不利于多路径路由选择和计算,难以保证传输性能,降低网络传输效率.智慧协同网络能够动态感知网络需求,灵活适配网络资源,更好的支持路由可扩展性.本文在智慧协同网络架构下提出了一种智慧协同网络多参数的多路径路由算法.该算法制定了智慧协同网络多参数的多路径路由协议,对网络性能参数CPU占用率、往返时延(RTT)、带宽进行加权计算得到路径权重值,根据权重值进行流量分配.采用图论理论对网络流量分配及模型进行了分析.并在Mini-Net平台上进行了开发和实验,结果表明,该算法能够优化网络配置,减小往返时延,提高网络吞吐量,从而提高网络性能,实现负载均衡.     

智慧标识网络动态防御机制与应用

介绍了智慧标识网络(SINET)的基本原理,重点分析了SINET的资源动态适配机制在安全性方面的解决方案,提出了动态适配安全防御总体架构和具体机制。理论研究和实验表明,智慧标识网络动态防御机制可灵活调度网络资源、智慧服务迁移,从而较好地应对一些网络安全攻击问题。