基于多智能体强化学习的域间多链路路由优化

现代信息网络的规模不断扩大,对互联网跨域数据通信的带宽和路由灵活性提出更高的要求。现有域间路由协议如边界网关协议(Border Gateway Protocol, BGP)无法基于网络性能做出智能路由决策,容易导致网络拥塞,降低网络传输性能。提出可扩展的基于多智能体强化学习的域间多链路路由优化机制,通过实时感知域间多条链路上的流量分布状态,动态调整域间链路路由选择,从而最大化经过每个自治系统的网络流量,提高网络整体的吞吐量。实验结果表明,相比随机算法和SPF算法,所提算法最多可分别提高26.1%和16.4%的网络吞吐量,且能实现域间多链路间的流量均衡。     

基于指针推进策略的分级移动IPv6优化

为降低分级移动IPv6中空闲状态移动节点移动过程中的信令开销,提出了基于指针推进的优化策略。该策略以移动锚点间绑定更新代替部分家乡绑定更新,减小空闲状态移动节点的绑定更新开销。通过对相邻会话间基本策略和优化策略信令开销的分析,推导出优化策略带来的信令开销差值。仿真结果表明:在会话移动比较小(小于1.5)的情况下,指针推进策略可以减小网络信令开销,改善网络整体性能。     

骨干边缘分离网络联盟博弈入流量规划

针对骨干边缘分离网络下自私性对边缘自治域入流量规划的影响,提出了基于联盟博弈的入流量规划模型. 该模型以网络开销作为入流量规划性能的评价指标,建立了网络开销与网络运营商收益的关系. 边缘自治域通过与其他自治域形成联盟,优化其入流量规划性能,提高其网络运营商的收益. 同时,分析了联盟核心的特点,并提出基于SHAPLEY值的收益分配方法. 仿真结果表明,基于联盟博弈的入流量规划方法能提高边缘自治域的入流量规划性能,基于SHAPLEY值的收益分配方法实现了加入联盟核心的边缘自治域收益的公平分配. 边缘自治域能否组成联盟受到运营商收益与入流量规划性能关系的影响.     

负载感知的低开销网络保护机制研究

为提高资源利用率和降低网络阻塞率,提出一种应用于光网络中带有负载感知(LA)的低开销保护机制,充分考虑了网络共享风险链路组(SRLG)的约束条件,建立整数线性规划(ILD)模型对共享通道保护策略与LA技术进行联合优化。仿真表明,与传统机制相比,所提出的机制能够有效地降低网络阻塞以及保护开销,使网络中的流量更加均衡。     

超密集网络中非合作博弈的功率分配算法

为了抑制超密集网络中小小区基站的密集化部署带来的干扰,并提高系统的吞吐量,本文研究了频谱共享超密集网络中的功率分配策略.首先,针对非凸的系统和速率最大化问题,采用非合作博弈模型将其转化为每个用户效益函数最大化的凸子问题,并通过设计一种动态定价使得非合作博弈模型的纳什均衡点（NE）是原优化问题的驻点.其次,为了保证宏小区用户的服务质量（QoS）,模型中引入了干扰功率约束条件来抑制宏小区受到的干扰.最后,在此非合作博弈论框架下,设计了一种迭代式的基于全局信息的功率分配算法.每次迭代通过求解KKT条件获得每个用户的最优发射功率,通过理论推导证明了迭代算法可收敛到博弈模型的NE.此外,为了减少迭代算法的信令开销、提高资源利用率,还提出了一种基于局部信息的功率分配算法.仿真结果表明,所提出的基于全局信息的功率分配算法比对比方法具有更好的传输性能,所提出的基于局部信息的功率分配算法在保证较好的传输性能的前提下有效地减少了信令开销.     

移动IP网络最优动态寻呼区域配置策略

互联网工程任务组(IETF)所提出的分层移动IPv6(HMIPv6),通过引入移动锚点(MAP)降低移动IPv6网络绑定更新所产生的信令开销,但HMIPv6未给出如何配置MAP及MAP域的具体方法.基于节点的移动跳数,提出一种动态选择MAP及配置MAP域的具体方法,以实现HMIPv6.在此基础上引入寻呼策略及其优化模型,对寻呼区域进行优化设计,提出了引入寻呼降低信令开销的一个条件.数值分析表明,通过设置适当的跳数阈值,可降低HMIPv6的信令开销.     

异步传输技术高效分页在WebService中的应用研究

查询分页技术是Web应用系统中的一项常用技术.传统方法是在客户端或者Web端进行分页,但其在进行海量数据操作时,维护代价高,且查询效率低.通过实验研究可以得出,利用存储过程分页优化算法并结合异步传输技术,在实现海量数据分页时可提高数据的查询效率,实现数据在客户端和服务器之间异步传输.这种方法可大大减少网络瓶颈,使信息显示时不需要重新加载界面,减少了用户等待时间,并能有效减轻服务器的负担.     

校园网流量监控与优化研究

针对校园网用户和业务流量的不断增长、各种网络应用无序抢占有限的带宽致使校园网络核心应用带宽无法保证等问题,采用流量控制技术分别制定了服务器策略、办公科研及教学区管理策略、学生宿舍策略、重要用户保障策略以及防范ARP、DDOS攻击策略等校园网流量管理方案.实践证明:此设计方案能够有效地优化校园网络带宽,提高校园网络带宽利用率,从而为高校校园网络的管理提供了参考.     

基于流量监测的用户流量行为分析

为了解决网络用户流量行为描述维度过高, 且在海量网络用户流量行为数据中分析单用户流量行为比较困难的问题, 提出一种基于流量监测的异常流量时间定位和用户定位方法.首先, 基于网络流量特性提出一个较为完备的特征集, 对网络用户流量行为进行全面描述.其次, 提出一种基于偏离距离的特征选择规则, 选择出适合于海量网络用户流量行为分析的优化特征集, 实现网络用户异常流量行为的快速时间定位.最后, 在异常流量行为发生时刻对单用户流量行为进行分析, 从而定位发生异常流量行为的用户.实验结果表明, 本系统对网络用户异常流量行为具有较好的检测效果.     

基于缓存候选结果集的轨迹隐私保护方法

在基于位置服务的连续范围查询过程中,针对相交区域需要重复查询的问题,提出一种基于缓存候选结果集的轨迹隐私保护方法。该方法采用二级缓存机制,分别在用户端和匿名器中缓存用户查询得到的候选结果集,供用户移动轨迹上的后续查询点使用,以减少用户与服务器之间的交互,降低用户信息暴露给服务器的风险。同时通过基于Markov模型的移动位置预测方法进行k-匿名,提高缓存的命中率。安全分析表明该方法能有效保护用户的轨迹隐私。实验结果显示该方法能减小服务器的计算和通信开销。     

基于SDN的一体化融合网络路由调度机制

为了解决一体化融合网络动态接入设备出现的通信波动、流量负载均衡以及鲁棒性差等问题,结合软件定义网络(SDN)技术,优化了基于主客观的精准成本模型,将指标阈值型G1法作为主观赋权法,将标准离差法作为客观赋权法,使用乘法集成法对主观法和客观法计算出的权值进行成本整合,给出了最终的链路成本。提出了一体化融合网络多路径选择算法,把优化后的成本组合运用到多路径迪杰斯特拉(Dijkstra)变种算法中,得到传输链路及组合成本。提出了一体化融合网络联邦路由拓扑和策略,使不同网络可以选择符合自身特征的多条路径并按比例转发。研究结果表明,所提方案优化了差异化路径选择和流量调度,增加了链路带宽利用率并减小了网络传输时延。     

Preference Value-Based Network Selection and Resource Allocation in Heterogeneous Wireless Networks

Network selection and resource allocation( NS-RA) are the processes of determining network and radio resource which provide the service to user. Optimizing these processes is an important step towards maximizing the utilization of current and future networks. In this paper,we proposed a preference value-based network selection and resource allocation,in which the NS scheme was performed by the joint radio resource management( JRRM) entity and the RA scheme was performed by the network. In the NS step,the JRRM entity selected the preferable network for users according to the preference value of each network,which took the load balance,the received signal strength( RSS) and the relative position between the user and the network into account. In the second step,the network allocated the optimal sub-carrier to user for the downlink transmission each round according to the preference value of each user and the maximum reachable data rate calculated by users’ perceived channel information,maximizing the spectrum efficiency as well as guaranteeing the fairness. The simulation results showed that the proposed NS-RA scheme achieves better performance in terms of load distribution,spectrum efficiency and user fairness,compared to the conventional strategies.     

自组织异构网络中的资源优化配置

针对自组织异构网络中的资源优化问题,考虑网络能量效率和网络连接稳定性,提出了一种资源配置方案.该方案分为3步,首先能感知周围环境获取信道资源,并将信道纳入可用信道频谱池;其次通过基于莫尔斯势能的用户选择机制,保证网络连接的稳定性,同时降低数据传输功率损耗;最后在前2步的基础上,以提高网络能量效率为目标为用户分配功率.选择过程中按照莫尔斯势能值对用户进行排序,优先选取具有较低势能值的用户提供服务,而功率配置过程由障碍法完成.结果表明,所提出的方案能节省数据传输功率损耗,保证网络连接的稳定性,并优化能量效率.     

基于Hilbert空间向量范数的网络选择算法

提出了一种基于Hilbert空间向量范数的网络选择算法.该算法定义Hilbert空间中的
向量范数表征满意函数,以修正由层次分析法给出的各指标权重因子;并利用基于修正权重
因子的Hilbert子空间中向量间的几何关系,衡量网络参考向量与用户目标向量间的相似性
,选择与用户需求最匹配的网络. 此外,通过定义向量间的角度及距离阈值构建的“容忍空
间”,控制垂直切换频率. 仿真结果表明,该算法能为不同业务应用选择与其服务质量需求
匹配的网络,并能有效降低切换次数,保持业务连续性.     

基于令牌的单点登录协议及其形式化分析

提出一种新的适用于分布式网络的单点登录协议，利用令牌将身份认证和服务授权结合起来由一个验证服务器实现，授权校验的同时进行密钥分配，实现了用户和应用服务器的双向认证，令牌使用户只需在登录网络时进行一次身份认证即可接入各应用服务器。从而提高了网络认证效率，同时使验证服务器不需要保存用户的状态，有效提高验证服务器的性能，采用BAN逻辑对该协议进行形式化分析表明，协议达到了认证和密钥分配的目标，具有较强的安全性。     

一种新的基于Client-puzzle的WAPI认证协议抗拒绝服务攻击方案

针对WAPI协议的资源消耗攻击能够耗尽接入点(AP)的资源,提出一种新的基于Client-puzzle的WAPI 认证协议抗拒绝服务攻击方案.分析了WAPI协议中的关联和认证过程存在的关键问题;利用subset sum构造puzzle以及将Subset sum puzzle应用于WAPI协议中;从计算最、Granularity特性、Non-parallelization特性和抗DoS攻击能力等方面分析所提出方案的效果.该方案能够很好地保证客户端和无线接入点之间资源的平衡,降低了资源消耗型无线网络攻击和潜在的拒绝服务攻击,增强了WAPI无线网络的抗拒绝服务攻击的能力.     

基于身份盲签名的无线Mesh网络匿名切换认证方案

无线Mesh网络客户端的强移动性使得其需要在无线Mesh路由器之间进行频繁切换。为了解决当前无线Mesh网络中的切换认证方案无法同时实现高效率和高隐私保护的问题,利用密码学中的基于身份盲签名的思想,提出了一种具有隐私保护的高效的无线Mesh网络匿名切换认证方案。首先,无线Mesh路由器向认证服务器发送自己的身份标识获取用于生成用户假名时所使用的公私钥对。其次,无线Mesh客户端通过向无线Mesh路由器发送盲消息请求切换认证过程中所需要的假名。最后,无线Mesh客户端向目标路由器发送预先获取的假名完成切换认证。一方面,本方案利用基于身份的密码技术,有效地减少了整个网络系统由于传统公钥证书的生成、管理、撤销所产生的消耗。另一方面,本方案通过盲签名技术,使得客户端只需使用提前获得的假名进行切换认证,在实现对用户的真实身份信息与运动轨迹保密的同时,能有效地对客户端的数据隐私进行保护。安全分析表明该方案满足双向认证、匿名性、可撤销性和抵抗攻击性等安全要求;性能分析表明,本方案中无复杂的双线性对运算,而且仅需两次握手就能实现切换认证过程。与其他方案相比较,能有效地降低通信代价并减少计算次数,进而减轻认证服务器的负载以及提高认证效率。     

移动网络SFC部署与计算资源分配联合算法

在网络功能虚拟化的移动核心网中,提出了一种基于服务功能链（SFC）部署与计算资源分配联合算法.首先考虑SFC中虚拟网络功能（VNF）计算资源分配对处理时延的影响,建立SFC部署与计算资源分配联合优化问题,实现SFC的部署成本和端到端时延加权和的最小化.其次,为了求解所提优化问题,利用多智能体深度确定性策略梯度算法,从SFC各VNF的历史数据中学习策略指导即时的通用服务器节点选择和计算资源分配,提出了相应的SFC部署与计算资源分配联合算法.仿真结果表明,所提算法可以在保证SFC的服务质量需求的条件下实现部署成本和端到端时延的有效权衡.     

混合内容分发网中社群感知的Gossip协议

为了改善目前的gossip协议收敛时间较长以及易于产生大量非Internet服务提供商(ISP)友好流量的缺陷, 提出一种具有群体感知能力的gossip协议,通过在中心服务器上进行用户聚类分析,使得每个对等(P2P)节点能有效判断自身的相对位置,提高邻居选择的效率,并能在跨运营商的对等环境中有效降低非ISP友好的流量. 理论分析和仿真结果表明, 所提的gossip协议能进一步提高对物理网络的使用效率, 并在提高网络性能的同时吸引和容纳更多的对等网用户.     

基于LoRaWAN协议的双向认证接入机制的研究

针对LoRaWAN中终端设备与网络服务器建立连接过程中存在的安全漏洞做出改进。提出一种基于LoRaWAN协议的安全模型,通过终端与服务器之间双向认证机制加强终端与服务器的身份认证的安全性,防止第三方设备窃听,又将身份认证规则进行周期性更新,在防止重放攻击,加强链路安全性的同时,尽可能地降低对功耗的影响。仿真结果表明,该机制对LoRaWAN协议终端认证过程的安全性随着更新周期的缩短而更大,该机制的双方认证过程的能耗随着周期的缩短而增大,但对整体数据传输阶段的能耗和数据传输阶段的接收延迟影响不明显,其中数据传输阶段的接受延迟增加不足7%。