智能变电站过程层网络异常流量检测

为了避免智能变电站过程层网络通信出现异常变动的现象,需要准确检测智能变电站过程层网络异常流量,为此提出新型的检测方法.设计了基于网络演算的变电站通信网络流量计算模型,将根节点全部设成信源,通过流量路由实现周围输入与输出端口的联系,获取智能变电站过程层网络中全部设备端口输入与输出流量.还应用优化支持向量模型进行异常流量检测,将网络异常流量与正常流量分类,实现智能变电站过程层网络异常流量检测.实验结表明:在检测,网络流量特征提取、异常流量检测效果均符合应用需求.     

基于IEC62439-3协议的智能变电站过程层网络监视方法研究与实现

IEC61850-90-4标准中引入了基于并行冗余协议（PRP）和高可用性无缝冗余协议（HSR）的组网方案,该组网方案与国内普遍推广应用的双星型网络在网络监视等方面具有明显的差异。本文在HSR、PRP的过程层组网方案基础上进行网络监视方法研究,提出了基于监视帧、nodetable表、IED上送状态等几种网络监视管理方案并对几种监视管理方案进行了分析比较,给出基于HSR、PRP网络的可选监视管理方案。从IEC61850-90-4组网方案的工程实施角度出发,解决标准中未涉及到的实际问题,为国内智能变电站发展提供了有益的技术支撑。     

高带宽延时网络下拥塞控制协议比较与分析

随着网络技术的飞速发展和接入性能的不断提高,如今全世界的互联主干网络呈现出一种高带宽高延时(High Bandwidth-Delay Product Networks)的网络特性.在这种网络特性下,传统网络中的TCP拥塞控制协议已经开始显现出不适应性,如带宽利用率低下、流量抖动频繁等问题.近些年来,各国学者均提出一些适应这种网络环境变化的拥塞控制协议,基于这些协议中窗口调节机制所采用的反馈信息,本文将其划分为三类:基于丢包反馈的协议、基于路径延时反馈的协议和基于显式反馈的协议,并分析了这些协议的优缺点.在总结了高带宽延时网络下拥塞控制协议研究成果的基础上,进一步分析了网络中的传输延时RTT、瓶颈路由器缓存和路由器队列管理算法对现有拥塞控制协议的影响,并通过NS2对各协议在高带宽延时网络下的性能进行了一次全面的比较和评价.最后文章在总结前人工作的基础上,指出了高带宽延时网络下拥塞控制协议性能优化的研究方向.     

基于对象存储文件系统的协作式缓存一致性策略

基于对象存储文件系统引入了客户端缓存机制以加快文件访问速度,由此也带来了缓存数据一致性问题。针对多客户端访问共享文件时缓存更新策略存在的延时、网络和服务器负载过大及网络消耗大等问题,基于Lustre对象存储文件系统实现了一种改进的协作式缓存一致性策略。实验结果表明,改进后的缓存更新策略,不仅可以保证缓存数据的一致性,而且减少了客户端与服务器交互次数,降低了访问延迟,提高了系统I/O性能。     

基于GMRP的变电站过程层网络分析与实现

对GM RP协议和IEC61850标准进行研究,以离散事件仿真技术为基础设计完成一种基于GM RP协议的专用智能变电站仿真测试系统。该系统克服了通用网络仿真工具在基于IEC61850协议的智能变电站GOOSE网络模块、GM RP协议实现困难,智能变电站网络仿真需要较高专业技能等不足。通过对基于GMRP协议和 VLAN技术应用下过程层网络数据传输过程的模拟,对运行在各种环境的数据传输进行了分析,论证了该测试平台的可用性以及采用GM RP技术对数据传输进行过滤的可行性。     

多核处理器目录缓存结构设计

随着物联网、云计算与网络舆情分析等应用的快速发展,大数据处理的应用已经成为数据中心的核心负载.数据中心服务器普遍采用多核处理器,而目录缓存作为多核处理器结构中维护缓存一致性的关键部件,对其结构研究(如稀疏目录)更多地关注于目录缓存的容量与可扩展性,更适合处理高性能计算等计算密集型应用.然而,当多核处理器执行延迟敏感的大数据应用程序时,目录缓存的高访存延迟严重制约了数据中心的服务质量.针对该问题,新型主从目录缓存结构优化了数据访问过程中的一致性协议通路,其中主目录区分共享与私有数据,管理私有数据的访存操作,降低私有数据的访存延迟,提高了从目录的容量利用率;从目录维护共享数据的缓存一致性,采用有限位标签结构,提高了从目录的存储效率.实验在Simics+ GEMS模拟平台上对大数据程序测试集Cloudsuite-v1.0进行评估.结果表明在以大数据应用程序为主的运行环境下,与2倍容量的稀疏目录相比,主从目录缓存结构降低了24.39％的硬件开销,降低了28.45％的缓存缺失延时,提升了3.5％的处理器IPC;与缓存内目录相比,主从目录结构虽然损失了5.14％的缓存缺失延时与1.1％的处理器IPC,但是降低了42.59％的硬件开销.     

基于软件定义网络的流量工程

作为一种新型网络架构,软件定义网络(software defined network,简称SDN)将网络的数据层和控制层分离,通过集中化控制和提供开放控制接口,简化网络管理,支持网络服务的动态应用程序控制.流量工程通过对网络流量的分析、预测和管理,实现网络性能的优化.在SDN中开展流量工程,可以为网络测量和管理提供实时集中的网络视图,灵活、抽象的控制方式以及高效、可扩展的维护策略,具有突出的研究意义.对基于SDN的流量工程相关工作进行综述.分别从测量的方法、应用和部署角度出发,对SDN中流量测量的基本框架、基于测量的正确态检测以及测量资源的管理进行概述.分析传统网络流量调度方案的问题,介绍SDN中数据流量和控制流量调度的主要方法.从数据层和控制层两个方面概述SDN中故障恢复方法.最后,总结并展望未来工作.     

Web缓存技术研究与应用

文章详细阐述了Web缓存技术的原理,研究了在具有Web缓存器的网络中本地存储器对请求对象拷贝传送的过程,深入讲解了Web缓存替换的思想,以及利用Web缓存如何有效的降低网络业务流量,缓解网络拥塞等问题。     

广东省小水电生态流量监管平台的设计与实现

为提高生态流量监管能力及推进小水电的绿色发展,针对小水电生态流量监管智能化、信息化不足等问题,围绕生态流量监管的关键环节及业务管理需求,提出感知层、网络传输层、数据存储层、支撑服务层和应用层的五层总体架构设计。基于物联网、人工智能及大数据技术,重点从组网方式和接入协议上阐述了物联网的接入架构,提出使用深度学习实现视频图像智能分析进行下泄流量监测,提出使用大数据技术建立模型进行预警预测。 应用微服务架构、云服务、WebGIS等先进信息技术,构建具有生态流量监测、设备管理、地图控制、预警管理及数据可视化等功能的小水电生态流量监管平台,可有效监管水电站泄流行为特征,为流域、水系提供“生态流量保障”。     

基于代理的流媒体动态共享缓存算法研究*

研究了代理服务器在流媒体传输和缓存方面对于网络带宽的消耗以及在缓存过程中内存分配和管理等方面存在的问题;在分析了现有的流媒体代理缓存技术的基础上,提出了基于代理服务器的流媒体动态共享缓存(DSB)算法.分析和实验结果表明,与现有的缓存技术相比,DSB算法能够有效地提高缓冲区的利用率,节省代理服务器的内存资源,节省网络带宽,同时能够为更多的客户端请求提供服务,并且可以有效地缩短请求延时.     

智慧企业信息化实现探讨

从智慧企业信息化需求出发,通过分析基础设施、信息化应用、企业信息安全、咨询与运维服务4大应用场景,在网络规划和业务规划的基础上,构建智慧企业信息化方案能力集,设计从应用层、平台层、网络层到终端层的组网逻辑架构及解决方案。     

移动机会网络中面向聚集点的数据转发策略

移动机会网络利用节点接触进行数据转发的特点非常适合实际环境下的自主组网需求,促使了大量应用的产生.考虑到这些节点通常是由人或车来携带,人类行为的参与是这些应用成功的关键因素之一.探讨了人类的移动行为对机会网络中数据转发性能的影响,发现人们总是在一些热点区域之间往返,而很少访问其他区域.基于上述现象,提出了一种基于人类聚集点的机会路由策略——聚集分发策略(GS).GS假设每一个热点区域都配置一个接入点(AP),相对于其他移动节点,接入点有着较高的对信息进行缓存和分发的权限.理论分析证实GS的平均投递延迟低于喷雾-等待机制,仿真结果显示GS同时提高了数据包投递率.     

移动ZigBee节点无线传感器网络建模与性能仿真研究

在如智慧医疗等众多ZigBee无线传感器网络应用中,网络节点的移动常常不可避免,为保证移动节点在网络中的泛在通讯能力,研究节点移动引起的网络性能变化十分重要。论文首先对OPNET仿真开发平台的网络层进程域模型进行改进,利用状态转移过程模拟节点移动进程特性,优化节点路由协议,改善基于OPNET的ZigBee无线传感器网络模型组网能力及网络阻塞状况。其次,仿真研究移动节点数量、移动节点速度对三种拓扑结构ZigBee网络的MAC负载、MAC延迟、端到端延迟性能的影响。仿真结果表明,随着移动节点数量以及速度的增加,簇状ZigBee网络负载承受能力最好,星型ZigBee网络在延迟方面表现出更大优越性,综合考虑负载和延迟两方面性能,网状ZigBee网络具有更大的优势。     

小型飞行器无线组网系统设计与实现

针对现有小型飞行器组网通信的无线网络标准技术在接入模式、网络延迟和灵活性等方面存在的问题,提出了一种通视条件全空域无线组网的系统架构和方案,完成了相应组网终端的软硬件设计、实现及系统测试验证。方案在网络层采用动态时分多址（TDMA）接入技术,构建低时延的无中心网状网络,使网络节点可动态、快速地接入和退出网络,兼顾了时间敏感数据的实时传输和突发数据的大容量传输;在物理层采用基于频谱感知的自适应跳频通信技术,以保证不受干扰影响的可靠通信,增强了系统的抗干扰和抗截获能力。在组网终端的设计过程中,利用模块化和低功耗处理器集成设计,平衡了SWaP指标,满足了苛刻使用环境条件下的通信距离和数据传输速率等指标需求。系统测试验证表明该组网系统方案可行、性能良好。     

Mobile Network Operator and Mobile User Cooperation for Customized D2D Data Services

The explosive growth of smart devices has led to the evolution of multimedia data (mainly video) services in mobile networks. It attracted many mobile network operators (MNO) to deploy novel network architectures and develop effective economic policies. Mobile data offloading through smart devices (SDs) by exploring device-to-device (D2D) communications can significantly reduce network congestion and enhance quality of service at a lower cost, which is the key requirement of upcoming 5G networks. This reasonable cost solution is useful for attracting mobile users to participate in the offloading process by paying them proper incentives. It is beneficial for MNOs as well as mobile users. Moreover, D2D communications promise to be one of the prominent services for 5G networks. In this paper, we present a combinatorial optimal reverse auction (CORA) mechanism, which efficiently selects and utilizes available high-end SDs on the basis of available resources for offloading purposes. It also decides the optimal pricing policy for the selected SDs. The efficiency of CORA has been realized in terms of bandwidth and storage demand. Subsequently, we implement caching in SDs, eNodeB (eNB), and evolved packet core (EPC) with the help of our novel video dissemination cache update algorithm to solve the latency or delay issues in the offloading process. Due to high popularity, we specifically focus on video data. Simulation results show that the proposed SD caching scenario curtails the delay up to 75% and the combined cache (CC) scenario slashes the delay varying from 15 to 57%. We also scruitinize the video downloading time performance of various cache scenarios (i.e., CC, EPC cache, eNB cache, and SD cache scenarios).     

Security and privacy in business networking

Business networking relies on application-specific quantity and quality of information in order to support social infrastructures in, e.g., energy allocation coordinated by smart grids, healthcare services with electronic health records, traffic management with personal sensors, RFID in retail and logistics, or integration of individuals’ social network information into good, services, and rescue operations. Due to the increasing reliance of networking applications on sharing ICT services, dependencies threaten privacy, security, and reliability of information and, thus, innovative business applications in smart societies. Resilience is becoming a new security approach, since it takes dependencies into account and aims at achieving equilibriums in case of opposite requirements. This special issue on 'Security and Privacy in Business Networking' contributes to the journal 'Electronic Markets' by introducing a different view on achieving acceptable secure business networking applications in spite of threats due to covert channels. This view is on adapting resilience to enforcement of IT security in business networking applications. Our analysis shows that privacy is an evidence to measure and improve trustworthy relationships and reliable interactions between participants of business processes and their IT systems. The articles of this special issue, which have been accepted after a double-blind peer review, contribute to this view on interdisciplinary security engineering in regard to the stages of security and privacy requirements analysis, enforcement of resulting security requirements for an information exchange, testing with a privacy-preserving detection of policy violations, and knowledge management for the purpose of keeping business processes resilient.     

基于Storm的车联网数据实时分析系统

针对传统车联网平台在处理海量数据时存在吞吐量小, 实时性差的问题, 设计了一种基于大数据流处理技术的实时分析系统. 系统分为数据采集、 数据转发、实时分析、数据存储和可视化展示5层. 为了满足系统高并发接入以及实时性的需求, 引入Storm实时计算系统进行数据的实时分析. 同时, 利用Kafka消息队列的异步通信机制将各层之间解耦, 采用Hbase进行海量数据存储, 从而提高车联网非机构化数据存储效率. 另外, 针对访问数据库开销大的问题, 采用Redis缓存策略, 进一步提高查询效率. 实验证明, 较传统的多线程处理平台, 该系统具有低延迟, 高吞吐, 可拓展等特点, 能够满足车联网大数据流处理要求.     

基于组网的智能变电站采样同步问题探讨

智能变电站中,为了减少投资,提高数据共享,会采用网络采样方式,但是网络中的电压电流信息需要保持同步,以便实现类似差动和距离保护的功能。在智能站过程层网络化后,各种差动保护（如不出站的母线差动保护、主变差动保护,出站的线路差动保护）、单端量的距离保护与功率测量、合并单元、PMU、故障录波器等二次设备对采样同步提出了更新、更高的要求。所以在网络采样方式下,保护的性能依赖于对时系统。分析了目前的同步采样技术的机制,研究了由于同步信号异常可能导致的问题,最后提出了几种解决方案。     

A regular expression matching engine with hybrid memories

A key technique of network security inspection is by using the regular expression matching to locate the specific fingerprints of networking applications or attacks in the packet flows, and accordingly identify the underlying applications or attacks. However, due to the surge of various networking applications and attacks in recent years, even more fingerprints need to be investigated in this process, which leads to a high demand on a large memory space for regular expression matching. In addition, with the frequent upgrading of the network links nowadays, the network flow rate also increases dramatically. As a result, it demands the fast operation of regular expression matching accordingly with the enhanced throughput for network inspection. However, due to the limited space of the fast memory, the requirements on fast operations and large memory space are conflicting. On addressing this challenge, in this paper, we propose to use hybrid memory for regular expression matching. In specific, by investigating on the transition table state access probability through the Markov theory, it can be observed that there exist a number of states which are much more frequently accessed than others. Therefore, we devise a matching engine which is suitable for FPGA implementation with two-level memories, where the first-level memory uses the on-chip memory of FPGA to cache the frequently accessed state transitions, and the second-level memory, composed of slow and cheap DRAM, stores the whole state transitions. Furthermore, the L7-filter's regular expression patterns have been applied to obtain the state access probability, and different quantities of memory assignment approaches have also been investigated to evaluate the throughput.     

命名数据网络中基于内容类型的隔跳概率缓存机制

网络化缓存是命名数据网络实现对信息的高效获取,有效降低互联网骨干网络流量的关键技术.网络化缓存将缓存作为普适的功能添加到每个网络节点.用户需要获取信息时,缓存有该内容的任意网络节点(例如路由器)接收到用户请求后都可直接向用户返回相应内容,提升用户请求响应效率.然而,命名数据网络采用泛在缓存使得内容发布者到用户的传输路径...