协议无关的数据中心网络源路由机制研究

传统数据中心网络已经不能满足当前大规模网络和云计算架构的需求, 传统数据中心网络的路由策略会导致转发单元的臃肿; 同时当规模增大时传统网络中的拓扑管理策略也不再适用. 协议无感知转发技术是软件定义网络中转发平面的一种创新技术. 本文结合源路由和协议无感知转发技术, 提出两种数据中心网络的关键技术: 首先, 设计一种协议无关的源路由机制, 从而简化转发单元; 其次, 提出一种主机和控制器间协作的拓扑管理算法, 从而减少探测包的冗余. 最后, 本文在数据中心网络中实现了以上技术, 实验结果表明本文提出的源路由机制可以有效降低转发单元的流表规模, 拓扑管理策略可以极大地减少探测包的冗余.     

面向协议无感知转发技术的SDN试验床

基于OpenFlow的软件定义网络(SDN)中的转发设备不便于支持新协议的转发,因此协议无感知转发(Protocol Oblivious Forwarding,POF)技术被提出.本文基于POF技术和OpenFlow控制器POX,设计并实现了一种支持POF技术的SDN控制器,POF控制器可以充分利用POF转发设备并且体现了SDN的可编程性.同时,我们基于POF控制器搭建了POF试验床,实验结果表明POF控制器能够有效地管理POF网络,并提供高效的控制功能.     

一种基于马尔可夫模型的加速ICN路径收敛性的方法

在新型的内容中心网络(Information-Centric Networking, ICN)多宿主场景中,主机的标识和地址分离,允许数据包中携带多个地址。多目的地址的数据包在匹配路由表之后获得多个转发端口,在每跳具有路径选择的能力,可以根据网络的动态进行路径调整。然而,这种转发方法打破了根据路由表最短路径转发规则,数据包可能在网络中来回跳动而不能尽快收敛到目的地。本文提出一种基于马尔可夫模型的多地址裁剪方法,该模型能根据历史地址裁剪状态信息进行裁剪决策,从而提高路径的收敛性。实验结果表明该方法与基准方法相比,在保证传输速率几乎相同的同时,平均跳数减少约16%,在路径收敛性方面得到了改善。     

基于牵引控制的深度强化学习路由策略生成

当前网络规模的高速增长带来网络流量复杂度的日益提高,增加了对流量特征精确建模的难度.近年来业界提出使用深度强化学习技术实现网络路由的智能化生成,一定程度上克服了人工进行流量分析和建模的缺点.然而,目前提出的解决方案普遍存在可扩展性差等问题.对此,提出了一种基于牵引控制理论的深度强化学习路由策略生成技术Hierar-DRL,通过引入牵引控制理论并结合深度强化学习的自动策略搜索能力,提高了智能路由算法可扩展性.仿真实验结果表明：所提方案相比当前最优方案的端到端时延最多降低了28.5%,证明了所提智能路由方案的有效性.     

拍卖机制的包转发路由模型及其仿真研究

本文结合拍卖博弈的思想,考虑到对整个传感器网络路由有影响的各种有关参数,给出了一种以拍卖博弈形式的包转发路由算法流程,通过该算法流程可以达到高效地促进多个节点的相互合作,从而有效地减少控制包在传输过程中的次数,全面有效地实现多个分布式的科学控制,并充分利用NS2平台作为对拍卖博弈算法进行仿真验证,对整个实验结果进行对比分析。     

SDN网络技术及其安全性研究

文章概述了SDN及OpenFlow技术的起源与发展,分析了OpenFlow技术标准,深入阐述了SDN／OpenFlow技术的原理和现状,同时对未来的技术发展趋势做了预测和分析,并深入讨论和分析了在这种新的网络架构下如何实现网络安全保障及应用创新,提出了一种SDN安全策略架构模型,以保证安全策略决策和下发的一致性,同时提出了网络管理应用、安全管理应用、安全服务应用的新思路,并给出了一个SDN的安全应用范例。     

软件定义网络中资源消耗型攻击及防御综述

在传统网络中,集成多种网络功能的控制平面和负责转发数据包的数据平面是紧密耦合的,并且通常嵌入在一个专用设备中,这严重限制了网络管理的灵活性和网络服务的创新性。软件定义网络（Software-Defined Networking,SDN）作为一种新型的网络范式,通过将控制平面与数据平面解耦克服了传统网络架构的不足。研究人员凭借全网视图可见性以及对网络设备直接编程的能力提出了诸多SDN应用场景,如数据中心网络、云和广域网。然而SDN带来的灵活性、可管理性以及可编程性等优点是以引入新的安全挑战为代价。本文聚焦SDN网络中的资源消耗型攻击,首先分层整理了SDN网络中的关键资源以及攻击目标,然后对控制平面、控制通道和数据平面存在的多种资源消耗型攻击以及现有防御机制做出了详细的分析和归纳,最后对未来的研究工作进行了展望,并提出了一些潜在的研究方向。     

基于SDN的WLAN负载感知切换方案实现

基于软件定义网络将网络的控制平面与转发平面分离,并提供开放的可编程接口等特点,提出一种基于SDN的AP负载感知的切换算法,以减少网络中频繁切换并使AP间负载相对均衡。该方法利用SDN集中控制功能,实时监控AP的网络状态信息,并由控制器判断AP负载状态和预测终端运动状态来辅助切换过程。实验结果表明,该切换方法可以减少切换次数和平衡AP间的负载,保证用户网络服务质量。     

基于拥塞及内存感知的SD-WAN故障恢复

在软件定义广域网(SD-WAN)中, 链路故障会导致大量丢包, 严重时会引起部分网络瘫痪. 现有的流量工程方法通过在数据平面提前安装备份路径能够加快故障恢复过程, 但在资源受限的情况下难以适应各种网络故障情况, 从而使恢复后的网络性能下降. 为了保证网络在故障恢复之后的性能并减少备份资源的消耗, 本文提出一种基于拥塞及内存感知的主动式故障恢复方案(CAMA), 不仅能够将受影响数据流进行快速重定向, 还能实现负载均衡避免恢复后潜在的链路拥塞. 实验结果表明, 与已有方案相比, CAMA能有效利用备份资源, 在负载均衡上有较好的性能, 且仅需少量备份规则即可覆盖所有单链路故障情况.     

软件定义网络控制平面可扩展性研究进展

软件定义网络（software-defined networking,简称SDN）遵循控制转发分离的设计原则,其控制平面采用集中的控制逻辑,在提供灵活高效的网络控制的同时,也面临着严重的可扩展性问题.对SDN控制平面可扩展性相关工作进行综述.首先分析控制平面可扩展性的影响因素并给出改善思路;在此基础上,从数据平面缓存优化、高性能控制器、分布式控制平面和控制资源优化分配4种技术路线出发,论述了主要的解决方案和研究进展.最后,给出总结并展望了未来的研究工作.     

移动传感器网络中一种基于接收者的跨层传输协议

移动传感器网络中节点的移动引起网络拓扑动态变化,数据源节点到Sink节点之间往往不存在稳定的通信路径,从而对数据传输协议提出了更高的要求.基于接收者的路由不需要建立数据源节点到Sink节点的全局路由,而是由发送节点的邻居节点根据自身的位置信息按一定规则参与转发权的竞争,动态地生成下一跳的转发路径,因此能够应用于移动传感器网络.针对移动传感器网络的特性以及现有相关协议存在的缺陷,提出了一种基于接收者的跨层传输协议.该协议优化了转发优先度计算方法,设计了一种自适应的转发申请信息发送机制,采用双信道通信模式解决了转发权竞争过程中的数据碰撞和多播抑制问题,并提出了一种简单高效的路由空洞逾越机制.仿真实验表明,该协议在通信开销、传输时延以及可靠性等方面具有较好的性能.     

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...     

基于近邻情景认知的软件定义网络多域协同控制机制

针对软件定义网络(SDN)分布式多控制器部署中存在的控制器负载不均衡问题,提出了一种基于近邻情景认知的多域协同控制机制。首先,通过改进现有的近邻传播(affinity propagation,AP)聚类算法,以跳数为原则,对网络中节点进行聚类操作,形成SDN子域并在聚类中心部署控制器;然后基于控制器—交换机之间的协同映射对网络连接关系进行优化,以增强网络的稳定性。仿真表明,相比其他方法,该机制能够实现网络区域的合理划分,控制器负载均衡率至少提高了26.7%。     

基于 SDN 的密集小蜂窝网络中可伸缩视频传输优化

为了优化多媒体数据在无线网络中的传输,该文将密集型小蜂窝网络、软件定义网络以及可伸缩视频编码技术相结合,设计了一个完整的多媒体视频传输系统。其中,通过密集型小蜂窝网络基站间的协作,提高无线频谱利用率;通过自适应码率调节技术,为不同用户提供差分服务。该文以最大化用户体验质量为目标,联合决策用户视频质量和无线资源分配。采用李雅普诺夫优化理论,将原问题转化为两个独立的子问题分别进行求解,并给出了仅依赖当前观测信息的低复杂度算法。实验结果显示,该文所提出的算法在动态环境下能够做出较好响应,并且可以实现更高的用户体验。     

无线传感器网络最小代价转发算法的恢复问题研究

无线传感器网络的应用已经非常普及,不同的应用需求促进了众多路由算法的研究。本文从传感器节点容易失效这一特点出发,研究最小代价转发路由算法在路由中断后的恢复问题,提出一种能够迅速恢复断裂路径的方法。仿真表明该方法在能够恢复断裂路由的同时拥有较小的资源消耗。     

命名数据网络中的一种冗余控制策略

命名数据网络(Named Data Networking, NDN)作为一种新型网络架构,内在地支持多路径转发和网内缓存,使得网络中存在大量冗余数据,会大大增加拥塞可能性。为解决上述问题,以减少兴趣包和数据包的转发数量为出发点,提出了基于扩展链路状态通告(Extended Link State Advertisements, ELSA)的冗余控制算法(ELSA-based Redundant Control, ELSA-RC)。该算法一方面在路由节点新添一个跳数数据库(hopDB)来保存兴趣包的最新跳数,并通过发送ELSA以增强邻居节点的hopDB更新,从而降低兴趣包转发深度;另一方面,基于待定请求表的接口信息和收到的ELSA消息来阻止重复数据包的返回。基于ndnSIM的仿真结果表明：相较传统NDN,采用ELSA-RC后兴趣包和数据包的传输数量分别减少了约15%和26%,平均时延减少了约14%。因此,使用ELSA-RC能显著减少兴趣包和数据包在网络中的无效扩散和重复传输,同时还能降低网络时延,使NDN网络性能得到提高。     

移动机会网络路由问题研究进展

移动机会网络基于节点接触形成的通信机会逐跳转发数据,是满足物联网透彻感知与泛在互联的一种重要技术手段.机会路由作为实现间歇式连通环境下节点通信的基本方法,具有十分重要的研究意义,引起了研究人员的广泛关注.首先介绍了移动机会网络的概念、体系结构、典型应用以及所面临的一些挑战;然后详细阐述了机会路由算法的评价指标、设计需求与转发机制,并介绍了研究进展;最后,对机会路由未来的研究趋势进行了分析与展望.     

面向SDN/NFV环境的网络功能策略验证

SDN与NFV技术带来了网络管理的灵活性与便捷性,但SDN的动态转发策略可能导致网络功能策略失效,同时不同网络功能的策略可能互相影响,引起冲突问题.为了在基于SDN/NFV的云网络中对网络功能的策略进行验证,分析了网络功能与SDN设备之间、跨网络功能之间的策略冲突,建立了统一策略表达进行策略解析,设计策略验证方案、框架...