A topology partition algorithm for parallel network simulation based on random scanning

为了提高并行网络模拟的性能,研究了实现有效的拓扑划分的策略,提出并实现了基于随机扫描的并行网络模拟拓扑划分(TPBRS)算法.基于启明星辰探测获得的实际拓扑进行的蠕虫模拟表明,该划分方法可适用于实际拓扑,并可进行大规模网络安全事件的模拟.实验结果表明,相对于传统划分算法,该拓扑划分方法减少模拟时间约19％,各个模拟节点模拟时间差值平均减少约21.78％,内存差值平均减少约4.6％,并且模拟时间和内存的增长更具有规律性,即负载均衡度更好,划分更加合理,提高了网络模拟的性能.     

基于local-area的Internet路由级拓扑抽象算法

通过分析Internet的本地聚集特性,给出了local-area和connect-area的定义,并基于此,为提高并行网络模拟性能,提出一种新型拓扑抽象算法——基于local -area的拓扑抽象(TABLA)算法.TABLA算法在给定的聚合粒度下,迭代搜索网络内的local-area,对拓扑进行抽象.模拟结果表明在...     

大规模四面体网格并行生成方法

针对大规模网格串行生成的时间和内存瓶颈问题,阐述了一种非结构化四面体网格并行生成方法,首先对几何体进行初始网格划分,并通过相对体积比及最优分区控制初始网格数量;然后采用图论图划分方法对初始网格进行区域分解;最后采用分裂法进行并行网格生成。提出的基于共享单元的边界判定方法,有效地解决了分区边界节点的匹配问题。通过算例证明了该并行网格生成方法具有良好的并行效率,同时可以产生高质量的四面体网格。     

Tier_Flat:P2P网络并行模拟器(HiFiP2P)的一种路由算法

为了给P2P网络并行模拟器HiFiP2P提供正确高效的路由,使其能够高效地执行大规模P2P网络并行模拟,基于互联网中的层次路由模型和Flat本地静态路由计算和查找算法,采取边界路由最小化的并行网络拓扑划分机制,设计了Tier_Flat路由算法,用以实现HiFiP2P的远程和本地静态路由,它以最低O((N~4)~(1/3))的空间开销,取得了O(1)的查找效率。结果表明,Tier_Flat路由算法路由计算时间短,路由表内存占用小,路由查询速度快,为HiFiP2P平台的大规模P2P网络并行模拟提供了高效的路由服务。     

大规模灾害条件下基于连通支配集的重路由方案

针对在大规模灾害条件下,网络拓扑变化剧烈,现有的洪泛机制将会恶化网络性能的情况,提出了一种基于连通支配集的重路由方案,能够在拓扑发生剧烈变化后,快速提供恢复路径来确保节点间重要业务的快速可达.该方案应用连通支配集划分网络.通过只允许连通支配集内的路由器转发链路状态信息,来限制产生的链路状态信息的副本数量,以减小网络拓扑的剧烈变化对网络性能的冲击,并根据不同拓扑变化提供连通支配集的快速更新、重计算策略.仿真结果表明,该方案能够有效降低网络中链路状态信息报文的数量,同时不增加网络收敛时间.     

土体-结构非线性耦合系统动力响应并行计算方法研究

针对土体-结构非线性耦合(Soil-Structure Interaction,SSI)系统动力响应数值模拟带来的大规模计算量问题,提出基于SSI负载均衡及对偶图理论两种区域分解算法的并行计算方法。结合传统的贪婪法及递归坐标对分方法,对这四种方法的并行性能进行研究。SSI采用基于对称罚函数的方法处理,系统方程采用显式中心差分有限元方法求解。对典型的SSI工程问题动力响应进行并行数值模拟,并对这四种方法的可扩展性进行分析。结果表明:基于SSI负载均衡的并行计算方法,充分考虑土体和结构耦合负载的均衡,并行效率最优,基于对偶图理论区域分解的方法和递归坐标对分方法效率次之,贪婪法并行效率最低;随核数增加,并行效率下降,需根据实际模型规模合理选择并行计算核数,获得最优的并行计算效益;基于罚函数的显式有限元方法能够较好的解决SSI动力响应问题。     

基于PVM的网络并行子结构共轭梯度法

网络并行环境是近年来国际上并行环境的一个重要方向,ＰＶＭ是当前最流行的支持异构或同构型网络并行计算的软件平台之一。本文采用子结构共轭梯度法研究了基于ＰＶＭ的网络并行有限元,该方法将有限元网格划分为ｎ个子结构,再将ｎ个子结构的数据分送给网上ｎ台可用微机,ｎ台微机并行形成和组集ｎ个子结构的劲度矩阵和荷载列阵,然后采用预条件共轭梯度法并行求解结点位移,最后ｎ台微机并行对ｎ个子结构进行应变和应力分析。该方法不需形成结构的总体劲度矩阵和荷载列阵,可同时迭代求出所有结点位移,且比一般的迭代法收敛要快。算例表明此种并行子结构共轭梯度法在网络上能获得较高的并行加速比。     

基于GIS的新城区水文参数自动提取及应用

传统雨水管网规划与设计中,雨水汇水区主要依据道路网进行概化,不能根据地形自适应地划分,划分后的水文参数计算结果往往和实际情况有出入,针对此,提出了一种基于GIS的水文参数自动提取方法.结合城市开发后的下垫面情况和城市规划设计基础数据,构建顾及路网的地表DEM,运用GIS水文分析工具和GIS空间分析工具自动提取模拟地表的水文参数,并利用GIS几何网络组件构建带权有向雨水排水网络,运用SWMM模型进行降雨径流模拟和管段淹没分析,从而得到雨水管网平面布局最优方案.实验结果表明,使用该方法得到的雨水管网设计方案明显优于传统设计方案.     

非负矩阵分解的分布式算法

提出一种解决大规模非负矩阵分解的分布式算法.非负矩阵分解一直是矩阵分解领域中的热点问题之一,已有一些相关的算法.但是,对于大规模的非负矩阵,至今尚无高效的方法.本文采用近来解决大数据的分布式思想和并行式计算方法,并将它们与传统的矩阵分解算法相结合,提出一种基于并行式计算的分布式网络算法,以此实现大规模的非负矩阵分解问题.实验结果表明,所提出的算法较一般的分布式算法与集中式矩阵分解的算法更加有效和快速.     

基于虚拟化的轻量级背景流量节点生成及部署算法研究

进行了网络攻防分析,针对传统的背景流量模拟技术在生成及部署方面存在背景流量大小}限、背景流量真实性不足、背景流量生成工具部署的数量和位置}限的问题,提出了一种基于虚拟化的轻量级背景流量节点生成及部署算法,该算法是一种基于资源量的目标流量映射、基于最短路由的背景流量应用添加、基于最少通信代价的节点映射的三阶段算法,解决了背景流量节点在网络攻防实验中大规模快速生成及灵活部署的问题。实验结果表明,使用轻量级背景流量节点,生成的背景流量满足网络自相似性,资源消耗小、启动速度快,并且可根据实际网络攻防实验的需求进行动态、灵活、快速的大规模部署。