A Tree-Based Peer-to-Peer Network with Quality Guarantees

Peer-to-peer (P2P) networks often demand scalability, low communication latency among nodes, and low systemwide overhead. For scalability, a node maintains partial states of a P2P network and connects to a few nodes. For fast communication, a P2P network intends to reduce the communication latency between any two nodes as much as possible. With regard to a low systemwide overhead, a P2P network minimizes its traffic in maintaining its performance efficiency and functional correctness. In this paper, we present a novel tree-based P2P network with low communication delay and low systemwide overhead. The merits of our tree-based network include 1) a tree-shaped P2P network, which guarantees that the degree of a node is constant in probability, regardless of the system size (the network diameter in our tree-based network increases logarithmically with an increase in the system size, and in particular, given a physical network with a power-law latency expansion property, we show that the diameter of our tree network is constant), and 2) provable performance guarantees. We evaluate our proposal by a rigorous performance analysis, and we validate this by extensive simulations.     

LTE中基于协作AODV协议的拥塞控制机制研究

针对LTE网络已有的拥塞控制算法无法适应分布式网络拓扑和复杂的网络环境以及自身效率低、开销大等问题,分析了LTE网络无线信道质量对AODV协议性能的影响,建立了基于路径损耗门限值的协同合作方式下的AODV路由机制,在此基础上,提出了一种基于队列长度和跳数的拥塞控制策略,分别通过LTE网络链路级仿真实验验证了改进后的基于协作路由协议的无线TCP拥塞控制机制的性能。数学分析和仿真结果表明,所提协作拥塞控制机制与传统的TCP拥塞控制机制相比,在平均丢包数、队列长度抖动、时延、时延抖动和吞吐率等方面均具有良好的性能。     

面向HPC互连网络的低延迟前向纠错编码研究与实现

当前主流高性能互连网络的端口速率已达到100~400 Gbps,其单通道速率已达到25~50 Gbps。在这种高速率的网络上传输数据,前向纠错编码是提高其可靠性的必要技术。以太网国际规范IEEE 802.3采用的前向纠错编码为RS(528,514)和RS(544,514),但是这2种码型难以满足高性能互连网络在低延迟方面的性能需求。首先,分析了RS的编码和译码结构,并定量研究了RS码型参数与编解码延迟之间的关系。接着,提出了一种面向当前高性能互连网络的新型低延迟编码—RS(271,257),并比较了该码型在占用带宽和纠错能力等方面的优缺点。最后,实现了基于RS(271,257)的低延迟网络编码子层,并对其进行了资源消耗评估和延迟性能模拟。综合考虑资源消耗、纠错能力和延迟性能3方面因素,RS(271,257)是一种理想的低延迟前向纠错码型,可满足当前面向HPC的低延迟高性能互连网络的编码子层的设计需求。     

基于声纹嵌入的语音增强算法

频域语音增强算法在高信噪比的条件下有明显的降噪效果,而在低信噪比条件下频域语音增强算法的性能会大幅下降。针对这个问题,将基于声纹的掩码应用到频域语音增强网络,利用声纹的先验信息,提升网络对说话人和噪声的区分度。另外,为了进一步改善频域语音算法在低信噪比条件下的性能,提出基于映射的声纹嵌入语音增强算法,避免了可能因采用掩模方案造成的语音失真问题。实验结果表明,在引入相同声纹信息时,基于映射的声纹嵌入语音增强网络在低信噪比条件下的增强性能表现更好,特别是在改善语音失真方面优势明显。相较于基于掩模的声纹掩码网络,基于映射的声纹嵌入网络在PESQ、STOI和SSNR这三项指标上分别实现了6.40%、1.46%和24.84%的相对提升。     

内容分发网络性能测量方法研究与实现

内容分发网络 (CDN)是新型的网络加速技术 .提出了一种新的 CDN性能测量方法 :将 CDN性能测量融入到网络测量基础设施之中 ,CDN提供者、内容提供者或终端用户可以根据需要随时、方便的测量、评价 CDN性能 ,克服了以往测量方法测量周期长、测量规模扩展性差以及数据资源利用率低等缺点 .基于此方法 ,设计并实现了一个集成在 CNMI下的 CDN性能测量系统 :CDNPMS,系统使用灵活简单 ,可以从 CDN外部测量用户感知的 (Client- perceived) CDN性能 ,并且用此系统对目前最大的 Akamai CDN进行了成功测量 .     

一种低速电力载波家庭网络通讯介质访问方法

针对家庭网络和低速电力载波通讯的特点，提出一种家庭低速电力载波通讯的介质访问方法．给出硬件结构．并结合实验建立简单模型对网络性能进行分析。理论和实验均表明．该方法较好地解决了家庭网络中低速电力载波介质访问控制的问题。     

基于NS2的网络仿真与性能测试

互联网是一个庞大的、复杂的、开放的网络集合。深入了解和优化网络性能并不是一件容易的事。为了方便网络管理者对网络进行管理,探讨了NS-2仿真平台体系结构、构建环境和仿真流程,提出了采用NS2网络仿真器建立网络模拟场景来获得网络性能参数的方法,通过分析NS2网络仿真过程产生的记录文件,利用awk、gnuplot等工具获得网络的封包遗失率（Packet Loss Rate）、端到端的延迟（End-to-End Delay）、吞吐量（Throughput）等性能指标呈现了模拟结果。实验表明利用网络仿真求解网络性能参数具有直观可靠、成本低、灵活可靠、避重就轻、易于比较等优点。通过实例分析验证了该方法的有效性。     

一种改进的粒子群算法在BP网络中的应用研究

采用Sigmoid激活函数的三层前向神经网络能够以任意精度模拟复杂的非线性关系,训练算法对神经网络模式分类的性能有较大影响。基于梯度下降的BP网络存在收敛速度慢、易陷入局部极小的缺陷。粒子群算法是一种全局优化算法。本文针对粒子群算法本身存在的不足加以改进,用改进后的粒子群算法对BP网络进行训练,从而克服BP网络的一些缺陷。采用IRIS分类问题验证了本文提出的方法的有效性。实验结果表明本文采用的方法比普通PSO-BP算法效果更好。     

基于WAN的网络软RAID系统性能的研究

当前绝大多数网络存储系统都是通过高速网络进行连接的。论文设计并构建了基于低速WAN的网络软RAID系统(NSRAID),研究了广域网环境下影响网络存储系统性能的主要因素。同时,以网络负载的角度分析了远程存储节点数、网络存储协议和数据布局方式影响系统性能的内在原因。在此基础上,针对广域网不同的网络性能提出了提高网络软RAID系统性能的方法。     

支持COC的低层高性能通信库

COC(aClusterofClusters)是指由多个集群组成的大集群系统,COC中的各个集群可能是用不同网络协议连接的。设计基于COC的高性能通信库对于提高并行应用系统的可移植性等具有重要意义。AN是在低层实现的支持COC通信的高性能通信库系统,它支持以太网,Infiniband和FC通信协议,用AN开发的应用程序在这些网络环境下不用重新编译就能运行。由于AN的设计并没有牺牲各种网络的硬件特性,所以能实现高吞吐量低延迟的通信。在AN的基础上可以开发全局操作系统和MPI通信库等各种软件。测试表明,AN是一个适合集群计算的高性能通信库系统。     

巧用交换机Trunk功能实现网络中继

在信息网络系统建设过程中,如果网络汇聚节点与核心节点受到距离与通道资源等客观条件限制,往往只能采用租用或自建的低带宽通道互联,这样势必会带来网络性能低、稳定性差等实际问题。为解决这一问题,选取合适的信息网络中继节点,利用交换机的Trunk功能进行VLAN透传中继,是一种经济可行的方法。     

ASCruiser：一个P2P实时流媒体服务监控系统

监控是P2P系统的一个重要组成部分。本文设计了一个用于实时流媒体服务的监控系统，它采用邻近原则构建一个控制层次树对监控数据进行分散采集、逐层汇总，具有扩展性能好、网络开销小等特点，并实现了对Anysee＋＋系统的监控。     

Building Small-World Peer-to-Peer Networks Based on Hierarchical Structures

Small-world (SW) networks possess two properties, namely low diameter and high clustering coefficient, which are often desired by large-scale peer-to-peer networks. Prior studies have shown that the construction of an SW network can be based on a d-regular graph, and each node in the graph maintains d local neighbors and a small constant number of long-distance contacts. However, it is commonly understood that it is difficult to construct a short route in an SW network, given source (s) and target (t) nodes, though an SW network guarantees that a short route from s to t exists. Prior work in [1] proposed a navigable SW network for a d-dimensional lattice such that a simple localized routing algorithm can be devised to route a message from s to t using O(log^{2}{cal X}) hops, where {cal X} is the number of nodes in the network. In this paper, we present a novel navigable SW network based on a hierarchical model. Compared to previous efforts, the novelty of our study presents 1) that our network construction based on a hierarchical model is decentralized, 2) that routing a message between any two nodes in our SW network takes logarithmic hopcount in expectation, 3) that our SW network has high cluster coefficient, and 4) that the performance of our proposal is mathematically provable. We support the performance of our proposal in this study through rigorous, thorough performance analysis and extensive simulations.     

A High-Performance and Cost-Efficient Interconnection Network for High-Density Servers

The high-density server is featured as low power, low volume, and high computational density. With the rising use of high-density servers in data-intensive and large-scale web applications, it requires a high-performance and cost-efficient intra-server interconnection network. Most of state-of-the-art high-density servers adopt the fully-connected intra-server network to attain high network performance. Unfortunately, this solution costs too much due to the high degree of nodes. In this paper, we exploit the theoretically optimized Moore graph to interconnect the chips within a server. Accounting for the suitable size of applications, a 50-size Moore graph, called Hoffman-Singleton graph, is adopted. In practice, multiple chips should be integrated onto one processor board, which means that the original graph should be partitioned into homogeneous connected subgraphs. However, the existing partition scheme does not consider above problem and thus generates heterogeneous subgraphs. To address this problem, we propose two equivalent-partition schemes for the Hoffman-Singleton graph. In addition, a logic-based and minimal routing mechanism, which is both time and area efficient, is proposed. Finally, we compare the proposed network architecture with its counterparts, namely the fully-connected, Kautz and Torus networks. The results show that our proposed network can achieve competitive performance as fully-connected network and cost close to Torus.     

一种自组织小波神经网络定子电阻估计器

定子电阻的准确估计是改善直接转矩控制低速性能的关键技术.为了提高定子电阻的在线估计精度和速度,本文将小波分析、自组织算法和神经网络技术相结合,提出了一种自组织小波神经网络定子电阻估计器.该网络继承了小波分析优异的局部特性和神经网络的自学习能力,具有较高的估计精度.并采用自组织算法对小波元的数量进行了离线优化,大大简化了网络结构,提高了在线估计的实时性.     

基于典型相关回归的多跳非测距定位方法

多跳非测距定位方法是一种有效的、简单的节点定位方法,然而其一般仅适用于各向同性,节点密集网络。针对在各向异性网络中,多跳非测距定位方法定位性能低的问题,提出了基于典型相关回归非测距定位方法。该方法通过典型相关回归获得节点间跳数与欧氏距离精确的映射模型,并利用该映射获得未知节点到已知节点估计距离。仿真实验表明,该方法与现有算法相比具有更高的定位精度和定位稳定性。     

基于免疫RBF神经网络的语音情感识别

本文针对语音情感识别中BP神经网络收敛速度慢和正确率低的问题,提出了一种训练径向基函数(RBF)网络的混合算法。在语音情感特征提取的基础上,采用免疫RBF神经网络进行情感识别,同时还训练了一个BP网络进行对比实验,得到了比较理想的识别结果。     

基于卷积神经网络的低嵌入率空域隐写分析

近年来,基于深度学习的空域隐写分析研究在高嵌入率下已经取得了较好的成果,但是对低嵌入率的检测效果还不太理想.因此设计了一种卷积神经网络结构,使用SRM滤波器进行预处理来获取隐写噪声残差,采用3个卷积层并对卷积核大小进行合理设计,通过适当选择批量归一化操作和激活函数来提升网络的性能.实验结果表明：与现有方法相比,所提出的网络结构对WOW,S-UNIWARD和HILL这3种常见的空域内容自适应隐写算法取得了更好的检测效果,且在低嵌入率0.2bpp,0.1bpp和0.05bpp下的检测效果有非常明显的提升.还提出了逐步迁移（step by step）的迁移学习方法,进一步提升低嵌入率条件下的隐写分析效果.     

NCS网络协议分析

针对网络控制系统(NCS)中存在的不同网络负载时,系统会出现很严重的失真,提出通过利用更合适的网络协议来减少系统失真。对4种网络协议(以太网、CAN、令牌环网、交换式以太网)的特点作一个概括性的说明,然后通过建立网络控制系统仿真模型,编写代码,调节网络干扰占有率和选择不同网络协议,从实验角度证实这4种网络协议在低负载和高负载情况下各自所具有的网络特性。通过选取合适的网络类型可以使得网络控制系统具有更好的动、稳态性能。     

基于SSH协议的集群构建与性能测试

集群计算机技术具有高性能,高可靠性,成本低等特点。目前采用Telnet协议远程登录集群容易产生网络安全问题,为了解决这个问题,本文介绍了一个基于SSH协议的集群系统的构建方法,并利用通用的测试基准对集群系统的性能进行了测试和分析,测试结果说明这种并行计算环境具有良好的性能,可扩展性好。