弹性光网络中基于安全性感知的差异化虚拟光网络的映射策略

针对虚拟环境下底层网络中光纤的概率性故障,传统的100%保护至少需要配置一条保护路径,造成资源冗余度高和虚拟网络请求接受率低的问题,该文提出一种基于安全性感知的差异化虚拟光网络的映射(SA-DVNM)策略,在链路发生故障时为差异化虚拟网络请求提供安全保证。在SA-DVNM策略中,设计了一个综合考虑物理节点对之间跳数和相邻带宽大小的节点权重式避免链路映射过长,并提出路径频谱资源使用均衡的链路映射机制,最小化瓶颈链路的数量。当单路径传输失败时,SA-DVNM策略设计允许路径分割的资源分配机制,为保障时延敏感业务的安全性,SA-DVNM策略在路由选择中设计了基于时延差优化的多路径路由频谱分配方法。仿真结果表明该文所提策略在概率故障环境中能够降低带宽阻塞率,提高频谱资源利用率和虚拟光网络接受率。

     

最小故障风险损失的弹性光网络多链路故障概率保护策略

针对弹性光网络中多链路故障100%保护的资源消耗冗余度较高的问题,该文提出一种最小故障风险损失的概率保护(MFRL-PP)策略,在多链路故障时为业务提供高效率的概率保护。在MFRL-PP策略中,该文设计了一个综合考虑链路负载和故障风险的代价函数,为业务选择故障风险小且频谱资源消耗少的概率保护光路。当最小故障风险路径无法传输时,为进一步降低概率保护光路的故障风险损失,该文还设计了一种非对称业务流分流的最小故障风险损失概率保护机制,以便选择故障风险损失最小的分流路径组作为传输光路。同时,在传输光路的频谱分配阶段,提出了基于最大频谱重合度的可用频谱块选择策略,以减少频谱碎片的产生。仿真结果表明所提策略不仅有效地提升了频谱利用率,还较好地实现了带宽阻塞率与故障风险的平衡。     

基于共享通道保护的容量优化设计算法

对于给定业务,宽带传输网所需的总传输容量是影响网络成本的重要因素。提出了一种基于共享通道保护的容量优化设计算法MSC-JOCP,通过动态调整链路权值的方法,在“负载均衡”的前提下优化地选择业务工作路由和保护路由,同时保证不同业务的保护路由之间可以最大程度地共享备份资源。仿真结果表明,算法能有效地提高网络的资源利用率,降低网络总传输容量。     

弹性光网络中面向可靠性的链路故障概率保护与保护资源重配置策略

为解决弹性光网络中多链路故障保护的高保护资源冗余度问题,该文提出一种面向可靠性的多链路故障概率保护与保护资源重配置(ROPP-BR)策略。在ROPP-BR策略中,该文综合考虑频谱资源消耗和链路故障概率,分别设计了工作与保护路径的链路代价函数,以较小代价分别选择业务可靠性高且频谱资源消耗少的备选工作与保护光路。为满足业务差异化的可靠性需求,ROPP-BR策略设计了一种面向可靠性的概率保护机制,建立了业务可靠性评估模型,在满足业务的可靠性需求的限制下灵活地配置概率保护路径。当业务将要被阻塞时,该文提出一种基于极大团的保护光路重配置方法,对网络中的业务保护资源进行重配置,提高保护频隙的共享度。仿真表明,所提策略兼顾了带宽阻塞率与可靠性性能,有效地降低了保护资源冗余度。     

基于自适应网络编码的异构无线链路并发传输控制方法研究

随着高清视频直播、虚拟现实等高速率业务不断兴起,单一的网络很难满足用户的业务需求。利用多种异构链路实现并发传输,可以有效聚合带宽资源,提高服务质量。但是,在异构无线网络中,由于链路状况复杂多变,多条链路质量不一,现有的多路径并发传输算法并不能自适应地根据复杂的网络状况做出最优的决策。该文提出了一种自适应网络编码的多路径并发传输控制算法,引入Asynchronous Advantage Actor-Critic(A3C)强化学习,通过自适应的网络编码,根据当前网络状况智能地选择编码分组大小和冗余大小,从而解决数据包的乱序问题。仿真结果表明,该算法能够提高10%左右的传输速率,提升了用户体验。     

网状WDM网中双链路失效的共享路径保护设计

该文研究了WDM网状网中双链路失效问题,在假定所有链路共享风险链路组(Share Risk Link Group, SRLG)分离的条件下,提出了一种动态共享路径保护(Dynamic Shared-Path Protection,DSPP)算法。DSPP能根据网络状态动态调整链路代价,为每条业务请求选择一条最小代价的工作路由和两条最小代价且SRLG分离的保护路由。仿真表明,DSPP不仅能完全保护双链路失效,并且能在资源利用率、阻塞率和保护切换时间之间进行性能折衷。     

WDM光网络中一种优先共享通路保护算法

为了提高波分复用光网络的可靠性,常采用分段共享通路保护算法,该方法通常要求保护通路要均匀分段并且应满足共享风险链路组约束,网络业务的阻塞率也就比较高,因此提出了用优先共享通路保护算法来降低业务阻塞率。通过计算机仿真进行了理论分析和实验验证,取得了两种保护算法下的业务阻塞率和资源预留比的数据。结果表明,优先共享保护通路算法能够有效地融合分段共享通路保护算法的优点,同时在业务的阻塞率和资源预留比方面优于分段共享保护通路算法。     

基于多目标遗传算法优化弹性光网络的多路径保护机制

弹性光网络中多路径的保护方案相比单路径有效地降低网络带宽阻塞率,但会导致接收端多径时延差的问题,且业务的多路径分割传输策略使用了光网络较多的频谱资源。该文基于多目标遗传算法提出了遗传多路径保护算法(Genetic Multipath Protection Algorithm, GMPA),解决多路径时延差和节约频谱资源问题。在GMPA算法中,根据业务请求在光网络中建立K条边分离最短路径和带宽分配方案作为GMPA算法的初始种群,设计了一种联合考虑传输时延差和带宽资源分配的向量函数优化种群分类和拥挤距离排序。为提高算法的搜索能力和收敛速度,算法在交叉操作中设计个体自交叉方式,在变异过程中设置了带宽基因位变异范围及约束条件。仿真结果表明,相比多路径保护(Multiple Path Protection, MPP)算法和工作路径首次分配保护路径最后分配(Primary First-fit Modified Backup Last-fit, PF-MBL) 算法,GMPA算法获得最低的带宽阻塞率,其频谱资源利用率接近最优的MPP算法,路径间距离差异性能优于MPP算法。     

有/无线ATM混合网络传输容量动态分配方案

以往对有/无线ATM混合网络传输容量(带宽)资源管理的研究或是局限于无线网络部分、或是局限于骨干(有线)网络部分,很少有人研究整个网络中涉及越区切换的链路的传输容量资源管理方案。本文将无线系统中越区切换对传输容量管理的影响扩展到骨干网,分别针对基站(BS)与基站控制器(BSC)之间的链路(包括空中接口)和基站控制器间的虚通道(VP),提出了自适应于各小区中各类呼叫业务量状态的传输容量动态分配和越区切换保护容量(Guard capacity)预约算法。通过对其性能的数值模拟分析,结果表明应用该算法时各类业务的阻塞率的比例与其指标要求的比例基本一致,因而可以适用于各类传输容量需求迥异的多媒体业务传输,使传输容量资源得以有效地利用。     

频谱可用性和保护带宽共享度感知的弹性光网络生存性多路径策略

针对弹性光网络频谱利用率降低和带宽阻塞率高等问题,该文提出一种频谱可用性和保护带宽共享度感知的生存性多路径策略(M-SDSAA)。首先,该策略对业务采用单路径路由,通过区分业务的持续时间,分别采用首次命中和末端命中的工作路径频谱分配方式,并且为不同大小共享频谱块设定不同链路权重值。若单路径路由或频谱分配失败,引入多路径传输策略,自适应选择消耗频隙数少的策略,并且引入共享保护机制,提高保护带宽共享度。最后,当业务阻塞时,且存在单路径业务的保护路径预置在频隙消耗次优的路径,则启动重配置机制进一步降低阻塞率,将该业务重配置到保护频隙消耗最少的路径。仿真结果表明所提算法能有效地提高频谱利用率,降低网络的带宽阻塞率。     

光纤网络中云计算资源联合最优分配方法

在云计算技术与光纤网络不断发展的今天,网络数据不断增加,网络带宽面临严峻挑战。当前应用云计算资源联合最优分配方法对网络链路资源分配的结果较为落后,导致资源分配后网络数据传输扰动量以及带宽阻塞率较高。针对此问题,本文设计光纤网络中云计算资源联合最优分配方法。以网络任务模型为蓝本,构建光纤网络传输模型。将光纤网络传输模型以有向图的形式,完成网络节点传输映射分析。结合光树生成算法,设计云计算资源最优分配算法,完成光纤网络中云计算资源联合最优分配方法设计。仿真结果表明：采用所提方法后网络数据传输扰动量以及带宽阻塞率较低,提升了云计算资源的分配方法。     

基于多门限预留机制的自适应带宽分配算法

针对异构无线网络融合环境提出了一种基于多门限预留机制的自适应带宽分配算法,从而为多业务提供QoS保证。该算法采用多宿主传输机制,通过预设各个网络中不同业务的带宽分配门限,并基于各个网络中不同业务和用户的带宽分配矩阵,根据业务k支持的传输速率等级需求和网络状态的变化,将自适应带宽分配问题转化为一个动态优化问题并采用迭代方法来求解,在得到各个网络中不同业务和用户优化的带宽分配矩阵的同时,在带宽预留门限和网络容量的约束条件下实现网络实时吞吐量的最大化,以提高整个异构网络带宽的利用效率。数值仿真结果显示,所提算法能够支持满足QoS需求的传输速率等级,减小了新用户接入异构网络的阻塞概率,提高了平均用户接入率并将网络吞吐量最大提高40%。     

基于传输速率自适应的动态带宽分配算法

提出一种基于传输速率自适应的动态带宽分配算法,为异构无线网络中的多业务提供服务质量保证。根据所提的传输速率优先级决策模型,在传输速率QoS需求和异构网络容量约束的条件下,通过动态调整不同网络中各个移动终端所支持业务的传输速率来得到最优带宽重分配矩阵,以最大化整个异构网络的效用函数;将自适应带宽重分配问题描述为一个优化问题,采用动态优化的迭代算法自适应调节用户传输速率来进一步最大化该效用函数。理论分析和数值仿真结果表明,所提算法在给定传输速率且满足QoS需求的基础上,能够最大化网络的效用函数并减小新呼叫的阻塞概率。     

基于时频联合碎片感知的资源均衡虚拟光网络映射算法

为了解决虚拟光网络映射中带宽阻塞率较高以及底层资源消耗不均匀问题,论文提出一种基于时间域-频谱域碎片感知的虚拟网络映射(FA-VNM)算法。该文综合考虑频隙在时间域和频谱域上的碎片问题,设计时频联合碎片公式最小化分配过程中的频谱碎片。进一步,为了均衡网络中的资源消耗,在FA-VNM算法基础上提出基于节点度数的负载均衡感知虚拟网络映射(LB-VNM)算法,设计物理节点平均资源承载能力的公式,优先映射物理节点平均资源承载能力大的节点;为了均衡路径上资源使用,考虑路径权重值,并根据每条路径的权重值对虚拟链路进行映射,从而降低阻塞率。仿真结果表明,所提算法能有效降低阻塞率,提高资源利用率。     

基于无线视频服务器自适应带宽算法

针对无线网络上行带宽有限的情况,提出了无线视频传输带宽的自适应算法。采用双卡发送采集的视频流数据,这样大大增加了无线视频传输带宽。解决了公共无线网络带宽资源有限的问题。使得无线视频传输码率能够达到500～900 kbit/s。在接收端采取双缓冲区的设计,在客户端能够得到清晰、流畅的视频图像。从而解决了无线视频传输和带宽不足的问题。     

WDM光网络中基于链路的动态组播共享保护算法

针对WDM光网络中单链路失效的情况,提出了一种基于链路的保护动态组播业务的优化共享保护算法(Link-based optimized shared-protection algorithm for multicast sessions,LB-OSPM).该算法在对工作树任意光纤链路失效情况寻找保护路径时,允许组播内不同保护路径共享预留波长资源,同时通过引入预留波长使用情况矩阵和波长预留矩阵记录预留波长资源的使用情况,实现了不发生冲突的不同组播的保护链路间共享预留波长资源.研究采用欧洲光网络(European Optical Network,EON)的拓扑对不同波长资源配置和网络负载情况下LB-OSPM算法的网络连接阻塞率做了仿真.结果表明,通过引入共享机制,LB-OSPM算法在对单链路失效保证100％恢复率的同时可以获得更低的连接阻塞率,提高了波长资源利用效率.     

基于动态评估模型的基站传输受限问题识别方法研究

本文提出一种基于基站传输带宽动态评估模型实现基站传输带宽受限问题识别的方法。该方法根据基站的实际业务模型建立基站动态传输带宽评估模型,并通过定义FEGE接收最大速率峰均比作为基站带宽受限问题的识别方法,该方法可以代替传统逐站灌包测试的验证方法,可实现对全网基站传输带宽的受限问题的快速识别和高效发现,极大地降低的人力物力及时间成本。     

On network bandwidth sharing for transporting rate‐adaptive packet video using feedback

While existing research shows that feedback‐based congestion control mechanisms are capable of providing better video quality and higher link utilization for rate‐adaptive packet video, there has been relatively little study on how to share network bandwidth among competing rate‐adaptive video connections, when feedback control is used in a fully distributed network. This paper addresses this issue by presenting a framework of network bandwidth sharing for transporting rate‐adaptive packet video using feedback. We show how a weight‐based bandwidth sharing policy can be used to allocate network bandwidth among competing video connections and design a feedback control algorithm using an Available Bit Rate (ABR)‐like flow control mechanism. A novel video source rate adaptation algorithm is also introduced to decouple a video source's actual transmission rate from the rate used for distributed protocol convergence. Our feedback control algorithm provides guaranteed convergence and smooth source rate adaptation to our weight‐based bandwidth sharing policy under any network configuration and any set of link distances. Finally, we show the on‐line minimum rate renegotiation and weight adjustment options in our feedback control algorithm, which offer further flexibility in network bandwidth sharing for video connections. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.