一种支持QoS特性的SpaceFibre接口设计与实现

为了满足航天星载系统中音视频、图像等多样化、复杂化业务数据的无冲突高速传输,以及满足控制信息的实时处理,并实现星载系统SpaceWire-SpaceFibre网络构建,提出了一种支持服务质量(QoS)特性的SpaceFibre接口设计与实现方案。该SpaceFibre接口支持SpaceFibre协议和SpaceWire包层协议,支持带宽预留、优先级和时隙调度QoS机制配置,支持64个时隙和系统时隙同步更新,可同时支持4种业务数据的无冲突和确定性传输,带宽利用率达90%以上。     

SpaceWire路由器动态加权轮询仲裁器的设计与实现

研究了SpaceWire路由器中使用的仲裁机制,提出了一种动态加权轮询仲裁算法,并且依据这一算法设计了仲裁器模块.动态加权轮询仲裁算法是基于优先级算法和轮询算法混合的仲裁策略,它的特点是避免了优先级算法中,高优先级的端口在提出数据转发请求后独占输出端口的情况,同时也解决了轮询算法中各个端口获取服务的权重过于平均的问题,路由器可以根据与之连接的不同有效载荷的性能要求,分配基础权重,具有较高实时性要求的有效载荷能及时转发数据,降低延迟时间.最后介绍了仲裁器模块的设计与实现.     

基于博弈的协作路由算法

协作虚拟多输入多输出（VMIMO）传输是一种有效的无线传输性能优化技术。将物理层协作VMIMO技术和网络层路由选择技术相结合,设计跨层VMIMO路由选择方案可以利用VMIMO的分集增益,显著地降低网络传输能耗。如何设计VMIMO协作路由协议抵抗无线网络的自私节点和欺骗行为,保证高数据转发率和低传输能耗成为路由设计中的重大挑战。为了提高自私网络的VMIMO路由性能,提出了一种基于重复路由博弈的VMIMO协作路由算法。该算法将网络划分成多个Group、Group间使用VMIMO传输数据。将Group间路由选择过程建模为重复路由博弈过程。为了提高数据转发的成功率,提出适用度函数评估节点参与数据分组转发的信誉。以此为基础,提出基于适用度的路由选择子算法和路由转发子算法。理论证明所提重复路由博弈可达到帕累托最优。仿真实验结果表明本算法可以促进自私节点相互合作,可获得较高的数据转发率,较好地减少数据传输时延以及能量消耗。     

片上网络路由单元的系统级建模研究

片上网络(Network on Chip,NoC)仿真平台的搭建及路由单元的物理级实现先要有系统级的路由单元模型.提出了二维网格拓扑结构下的NoC路由单元模型,裁剪了OSI的7层协议模型作为路由单元的通信协议,在SystemC平台下实现了建模.模型采用了改进的XY维序路由算法、虫孔交换和轮询仲裁的方法,完成数据包的路由和微片的转发,在具体结构上采用全连接开关网络作为交换开关,并在模型的每个输入端设置了四条虚拟通道提升路由单元的性能.     

无线 Mesh 网络中多路径路由算法的研究

针对无线 Mesh 网络中传统单径路由协议的不足,提出一种基于动态源路由协议(DSR)的多路径路由算法(IDSR).该算法通过在路由发现过程引入带宽和最大转发次数等限制条件,保证了多条路由请求信息的获取;通过在节点不相交的多径选择过程中引入多 QoS 路由代价函数,有效地实现多路径的选择;通过提供多 QoS 保障,使算法具有较高的求解效率,避免了单径路由的不稳定等特点.实验结果表明,IDSR 算法在无线 Mesh 网络的路由中具有更好的 QoS 性能.     

基于DiffServ体系的QoS实现特定业务服务质量

随着计算机网络的飞速发展,网络的各种应用(OA系统、语音系统、网络视频监控系统)日趋复杂,导致网络传输数据的种类越来越多,网络上各种数据的重要性、优先级不同,需求的带宽也不一样.不具备QoS功能的网络,其同等对待所有的转发数据流,并不保证某一特殊的数据流会受到特殊的转发待遇.当网络带宽充裕的时候,所有的数据流都得到较好的处理,当网络发生拥塞的时候,所有的数据流都有可能被丢弃.这种转发策略是尽最大能力转发数据,其只能尽可能充分利用交换机自身的带宽,因此不具有提供品质服务的能力.在网络中配置QoS可以避免网络管理拥塞,减少报文的丢失率,调控网络的流量,为特定用户或特定业务提供专用带宽和支持网络上的实时业务.实现重要数据的优先传输,本文介绍了基于DiffServ体系的QoS实现特定业务服务质量.     

基于Boson NetSim的跨三层交换机虚拟通信的仿真

采用静态路由配置方法,基于Bonson NetSim仿真软件组建了跨三层交换机的虚拟通信网络,设计了模拟拓扑图,分析了三层交换机的端口设置、IP地址分配以及配置命令,对虚拟网络进行了仿真测试,实现了跨三层交换机的虚拟网络通信,并在实际的网络设备上进行了实验验证,结果表明所组建的跨三层交换机的虚拟网络是可行的。     

一种新型IP数据链网络路由算法模型

针对无线数据链网络,提出了一种新型的基于分层结构的IP路由算法模型,满足至少3种异构数据链网络的集成要求.仿真结果表明,该模型可有效支撑基于链路带宽、传输时延、链路质量等多种QoS的路由算法设计,为无线数据链网络层IP路由协议和算法设计提供了理论框架和实现指导.     

面向多优先级的绿色路由算法的研究

针对IP over WDM网络,提出一种面向多优先级的绿色路由算法,对网络传送的业务进行QoS等级划分。对不同优先级的业务,制定不同的路由选择标准,综合考虑业务的QoS要求和网络功耗优化问题。仿真结果表明,与普通绿色路由算法相比,该算法在低负载时可以减少约40%的时延和52%的物理跳数,同时节能效果也优于普通绿色路由算法。     

一种控制消息广播与合并策略的低开销路由算法

针对现有基于社区的机会社会网络多副本消息传输机制中网络控制开销较大和网络资源浪费的问题,提出了一种基于广播策略的机会社会网络低开销路由算法.该算法采用了"ACK消息快速产生机制"和"控制消息合并机制"两种新机制,能够有效减少网络中数据消息副本不必要的转发次数和降低网络控制开销.理论分析和仿真验证表明,相较于现有的基于社区的消息机会传输路由算法和基于重叠社区的消息机会转发路由算法,所提算法能有效减少网络控制开销和节省网络资源.     

核心传输网络节点分层资源分配策略的研究

网络节点的资源分配策略是影响未来IP核心传输网络服务质量的关键因素．本文针对网络节点的数据层面资源分配，提出了具有混合算法结构的分层调度算法、分层动态门限缓存管理机制．仿真结果表明采用分层资源分配策略，可以使网络节点系统在优先级在输出端口间分布不均衡情况下的数据转发率接近理论值．     

面向多优先级的绿色路由算法的研究北大核心CSCD

针对IP over WDM网络,提出一种面向多优先级的绿色路由算法,对网络传送的业务进行QoS等级划分。对不同优先级的业务,制定不同的路由选择标准,综合考虑业务的QoS要求和网络功耗优化问题。仿真结果表明,与普通绿色路由算法相比,该算法在低负载时可以减少约40%的时延和52%的物理跳数,同时节能效果也优于普通绿色路由算法。     

网络多播路由的改进编码软件设计与实现

传统网络多播路由编码方法采用多播分布树进行编码,但链路容量遭遇瓶颈,致使编码节点较多,导致浪费带宽资源的问题。在此提出基于Koetter指数时间的网络多播路由改进编码算法对编码软件进行设计,分析多播路由的总体设计,通过数据包编码转发模块在多播拓扑不相交路径上进行编码和转发多播数据包,利用输入模块实现网络多播路由和上游节点的信息交换,通过开关仲裁模块判断能够向特定输出端口传输信息的输入端口,利用死锁控制模块对出现死锁现象的路由节点进行检测,一段时间后使多播路由恢复正常的数据交换,通过输出模块对数据的输出进行管理。以降低带宽资源为目的,采用Koetter指数时间算法实现网络多播路由编码,并给出编码的详细代码。实验结果表明,所提方法不仅节省网络资源,而且显著降低多播路由时延,增强网络吞吐量。     

无线MESH网络QoS机制研究*

随着无线MESH网络与实时多媒体业务的迅速发展,要求无线网络不仅能提供简单的连通性,还需要提供非常有效的QoS保证机制。针对这一需求,提出一种基于服务流映射的QoS保障机制,通过服务流定义及业务映射、基于QoS优先级的带宽预约、分级多轮调度等关键算法,实现多业务QoS保障。并通过仿真和样机测试验证QoS性能。仿真及试验结果分析表明,与无QoS机制相比,时延降低约20%,在各种链路负载下,高优先级业务丢包率维持在0.05%左右,能够很好的满足无线MESH网络多业务QoS需求。     

一种基于蚁群优化的多媒体传感器网络服务感知路由算法

本文针对多媒体传感器网络中三类基本服务:异常事件告警服务、信息查询服务以及流媒体查询服务,分析了不同服务的QoS需求,并抽象出多媒体传感器网络QoS路由模型.进而,利用改进的蚁群算法,设计了一个基于蚁群优化的服务感知路由算法ASAR (Ant-colony optimization based Service Aware Routing).本文设计服务感知的路由协议,旨在依据各类媒体数据包不同的QoS需求,选择相应的路由以合理利用全网资源、提高网络性能.最后,我们通过NS2仿真表明了较其他路由算法,本文提出的方法能够为多媒体传感器网络的多种服务提供更好的QoS保障,同时,比传统的蚁群算法具有更好的收敛性.     

无建立无状态QoS路由

本文提出了无建立无状态QoS路由的概念,并认证了实现无状态QoS路由的关键在于:(1)如何将应用的QoS要求嵌入IP分组头中;(2)如何有效地设计路由器的分组转发策略.本文结合特定的路由算法,提出了多种新颖的无建立无状态QoS路由具体实现方案.本文提出的无状态QoS路由方案最大限度地利用了目前IP网络中采用的"尽力传送"路由表风格,具有良好的可扩展性、鲁棒性、简单性和有效性.     

基于Grover搜索的多约束路由算法

寻找满足多约束条件的QoS路由是网络业务能否顺利实施的关键,在研究和分析了当前多种典型相关算法的基础上,提出了一种基于Grover量子搜索思想的多约束路由算法。算法对路径采用了非线性路径长度的度量方法,分析了Grover搜索的特点和优势,根据Grover迭代的实现过程构建了操作矩阵和概率扩散矩阵,通过选择高概率的节点进行数据转发。仿真表明,该算法在最短路径获取和路由发现成功率方面都有高效的表现。     

避免轻载惩罚支持多业务的EPON动态带宽分配

为了支持语音、视频和数据等多业务接入,以太网无源光网络(EPON)动态带宽分配算法需要保证不同业务的优先级以提供不同的服务质量(QoS)、减小实时业务时间延迟,这会带来轻载惩罚问题.针对该问题,文章提出一种基于多队列带宽分配方案,即光网络单元为不同优先级的业务分别申请带宽并引入预测机制.给出了具体算法并进行了算法仿真.仿真结果表明,该方案不仅能支持语音、视频和数据等多业务接入,还能从根本上避免轻载惩罚,通过预测可以进一步提高高优先级业务的QoS.     

MANET网络中基于移动虚拟节点的QoS路由算法

讨论了一种基于移动虚拟节点(VMN)的QoS路由算法—QoSRAVMN,通过移动WAVE在VMN节点间交换网络信息,允许在没有网络拓扑状态信息精确描述的情况下而能快速地发现路由。测试结果表明该算法路由开销低于HDP协议,算法产生的移动WAVE能很好地满足所有源和目的节点路径的QOS要求。     

一种基于代价梯度的无线传感器网络QoS路由协议

支持"一次部署多种应用"是无线传感器网络的发展趋势,这要求路由协议能区分不同QoS的数据分发.本文通过对传统定向扩散路由(DD)算法的扩展,在保证业务可靠性的前提下,组合利用"路径最小能耗"和"最小跳数"信息,以及加次优路径等思想,提出一种区分数据业务和实时业务的QoS路由算法.仿真结果表明,扩展后的算法能满足业务的可靠性要求,且随信道错误率的增加,能均衡网络节点能耗和延长网络生命期.