软件定义数据中心网络研究

提出一种软件定义数据中心网络方案.采用多控制器进行层次多域管控,引入向量地址作为数据交换标签,结合自主研发低造价交换设备和商业级服务器设计,并实现数据中心网络模型.实验结果表明,该方案具有良好的实用性和可编程特性,有效地解决了数据中心网络扩展性差、运维成本高和管控方式复杂等问题,为构建未来绿色节能数据中心网络提供了重要思路.     

基于改进蚁群算法的SDN数据中心流调度研究

目前在软件定义数据中心网络中,基于蚁群算法的流调度策略在对路径进行选择时存在收敛过慢和搜索停滞等缺点,容易导致数据中心网络时延过高和资源利用率低等问题.为此,提出一种基于蚁群改进的流调度算法.该算法以最大化平均链路带宽利用率为优化目标,将流调度问题抽象为整数线性规划模型,通过重定义蚁群算法中的信息素更新方式对大流的重路...     

一种面向智慧交通的车联网网络流量估计方法

随着5G网络的快速部署,车联网、物联网、边缘计算等迅速发展,车联网络流量测量面对诸多挑战.研究了面向智慧城市的车联网流量估计问题,提出了一种基于软件定义网络的车联网流量估计方法.基于软件定义网络架构获得粗粒度的车联网络流量测量值,构建了基于自回归移动平均模型的细粒度测量模型,并提出一种启发式算法来获得精确的流量估计结果...     

SDN架构下数据中心内存能耗优化策略

提出一种基于内存共享机制数据中心进程优化调度策略,并基于软件定义网络 (SDN)架构建立数据中心负载模型及内存节点能耗模型,给出2个用于降低内存能耗的启发式进程调度算法. 这2个算法以实际内存节点为研究对象,在保证数据中心负载均衡的基础上,通过合理进程调度实现内存共享率最大,使得处于活动态的内存节点数最少,从而达到数据中心内存能耗优化目的. 仿真结果表明,提出的启发式进程调度算法能有效降低内存能耗.     

软件定义无线传感器网络中低控制负载的睡眠调度

为了克服软件定义无线传感器网络（SDWSN）中控制流量的限制,依据基于能量消耗的连通k邻域睡眠调度算法和软件定义网络（SDN）的特性,提出了一种低控制负载的睡眠调度方案. 首先,利用SDN的网络模型重新设计无线传感器网络的模型;然后,依据新的网络模型,对传统的睡眠调度方案进行改进. 在此基础上,设计出能够降低网络中控制流量的流表,从而降低SDWSN中的控制负载. 仿真结果表明,本文所提出的控制流设计方案在控制流量和数据平面中更新节点状态的平均响应时间要优于SDWSN中的睡眠调度,该方案能够最小化整个网络中的控制流量,在延长网络生命周期的同时降低控制负载.     

基于车联网和移动边缘计算的时延可容忍数据传输

以物联网和车联网为代表的智慧城市的快速发展,使网络中的数据传输与数据计算面临巨大挑战,网络资源的分配也越来越受到广泛关注,为此提出了一种基于移动边缘计算的新型网络架构,通过整合物联网与车联网,用以传输时延可容忍数据及处理数据计算任务.由于在同一网络架构下,需要融合多种网络标准和协议,基于可编程控制原理的软件定义网络技术被应用于所提网络架构中.此外,时延可容忍数据在软件定义的车联网中的传输与计算节点选择过程可建模为部分可观测马尔科夫决策过程,从而优化并获得最小化系统开销,包括最小网络开销和最短数据计算处理时间.仿真结果表明,与已有方案相比,所提方法可以有效地降低系统开销,缩短数据计算执行时间,提升数据计算效率,且在传输时延允许条件下,保证时延可容忍数据的传输到达率.     

基于向量地址的数据中心网络数据面模型的研究

软件定义网络（Software Defined Network, SDN）是目前构建数据中心网络的一个研究热点,SDN可满足数据中心的集中管控、虚拟机部署与迁移等需求。但实现SDN优势的最大难题在于流量超大规模的优化问题,采用三态内容寻找存储器（TCAM）存储和查找流表带来了数据中心扩展性、成本和能耗的问题。为此,提出一种基于向量交换的数据中心数据面模型,即VADC(Vector Address Data Center),以一种源路由地址——向量地址（Vector Address,VA）作为数据包交换标签,VA定义了完整的通信路径。根据VA即可完成数据转发操作。VADC具有如下优点：（1）数据转发过程不再需要查表操作,交换机不必引入TCAM进行流表操作,解决了数据中心扩展性问题,交换机的复杂度和成本大幅度降低;（2）VADC简化了流的建立过程,新数据流建立时,无需下载流表至交换机,其消耗的控制信令数量约减少73%;（3）设计并实现了基于NetFPGA平台的VADC交换机,实验结果表明VADC交换机的硬件资源消耗约是OpenFlow交换机的28%。     

5G蜂窝物联网关键技术分析

讨论了蜂窝物联网（C-IoT）技术的现状,针对增强机器类通信和窄带物联网技术标准,提出了2种现网快速部署方案,并进一步指出了C-IoT面向第5代移动通信系统（5G）的演进路径,包括网络功能虚拟化、软件定义网络、移动边缘计算和大数据分析等关键技术以及面临的安全风险.对关键技术以及解决方案进行了详细分析,结果表明,5G C-IoT可有效扩展C-IoT业务能力.     

基于有损差分聚合的单向时延测量方法

为了提高数据中心网络单向时延测量精度,更好地满足性能监测需求,用软件的方式实现有损差分聚合测量方法,以求只需发送少量控制报文就能测量任意端到端的单向时延,并消除丢包对时延结果产生的影响。设计搭建数据中心仿真环境进行实验,结果表明,该测量方法可以获得微秒级的精度结果,跟常用的测量方法相比可降低对网络的影响,部署代价低且使用方便。     

VEC中多边缘节点协作卸载与资源分配算法

针对车载边缘计算(VEC)中任务计算成本高和边缘节点负载不均衡的问题，将软件定义网络(SDN)与多边缘计算相结合，构建了“端-多边-云”3层软件定义车载边缘计算模型，并提出了一种新的协作卸载和资源分配算法。使用SDN控制器从全局角度获取网络信息，对任务卸载和资源分配进行统一调度。将改进的k-means算法用于确定任务的初始卸载决策，将任务分别分配到本地簇、边缘节点簇和云服务器簇中。此外，利用深度Q网络算法获得了边缘节点簇中任务最优的卸载决策、卸载比例和资源分配策略。仿真实验结果表明，相较于对比算法，用所提算法使任务的计算成本降低了18.6%以上，提高了22.9%以上的边缘节点资源利用率，并实现了边缘节点间的负载均衡。     

层次型软件定义无线传感器网络资源调度策略

为了解决传统无线传感器网络基于特定任务导致资源利用率及能量效率低下,且无法适应网络拓扑动态变化的问题,提出了针对多任务并发场景的层次型软件定义无线传感器网络资源调度策略。将软件定义网络引入无线传感网实现控制层和数据层解耦,通过灵活的网络资源调度策略同时完成多个任务,在保证监测质量的前提下,最小化网络总能耗;此外,软件定义的主节点可及时获取网络拓扑变化,并通过簇头节点实现簇内资源调度,提高优化效率,并降低能量消耗。结果表明,所提出的全局网络资源调度策略提高了能量效率和资源利用率,簇内资源调度在高效解决网络动态事件的同时降低了主节点的控制开销。     

Global resource allocation mechanism based on software-defined of TWDM-PON

For lack of global centralized control and flexible allocation of the inter-TWDM-PONs network resource, the architecture of the software-defined optical access network is designed and a novel global resource allocation mechanism with prediction is proposed. Based on the software-defined optical access network, the fuzzy neural network predicting model is utilized to reduce the interactive information delay between controller and OLT. Simultaneously, the adaptive and flexible weighting is utilized to allocate the inter-OLTs resource. Furthermore, an allocation algorithm with filling idle slots is designed to further reduce the network delay for the intra-OLT resource. Simulation results show that the proposed mechanism can optimize allocation of the different layers resource from the global network view. Also, the overall network delay is effectively reduced, and the channel utilization is improved.     

CADE自主网络管理方法及其应用框架

提出了认知 分析 决策 执行（CADE）自主网络管理方法,该方法明确指出了完成自主管理所需的过程和角色,具有广泛适用于网元、网络、服务和业务管理的特点. 将该方法应用于网元层和网络层,提出了网元自主管理和网络自主管理框架. 通过设计和开发原型系统,验证了该方法及框架的可行性.     

严寒城市地铁-公交复合网络承载力计算方法

为使城市公共交通网络的构建更符合居民实际的换乘意愿,采用复杂网络理论中的space-M方法,以承载力为连边权重,提出考虑寒区城市居民出行特征的双层网络层间连边规则,构建了地铁-常规公交的加权双层网络模型,并给出其统计特性和承载力的计算方式。根据民出行意愿调查,严寒城市不同季节下公交-地铁站点的换乘意愿有明显变化。然后以哈尔滨市地铁-公交网络为实例,对比其冬季与其他季节网络整体承载力、连边承载力、节点承载力,并对网络进行鲁棒性分析。结果表明：哈尔滨市冬季地铁-常规公交网络的整体承载力为7 960 594人/h,低于其他季节的8 338 903人/h。对于严寒城市,应在冬季对地铁与常规公交实施更为有利的管控手段,以提高其网络承载力。     

并行网络控制系统服务质量管理

为解决网络控制系统因并行而导致的时延增大问题,协调并行控制效率与信息通信负荷,建立了网络控制系统并行化体系结构、质量衡量标准和服务质量管理模型.提出了基于控制器闲置时间的最大闲置时间最先(MvTF)的消息调度策略.以基于CAN总线的并行网络控制系统服务质量管理为例,建立了服务质量管理仿真模型,并将上述调度策略与单调速率调度策略进行了仿真比较.仿真结果表明,采用MVTF调度策略进行并行系统的服务质量管理能够有效提高网络控制系统的控制性能及网络利用率.     

面向网络虚拟化技术的管控架构

网络虚拟化技术作为变革网络体系的一种渐变式方案,分离了网络服务和物理基础设施,支持若干同构或异构的网络共享同一物理基础设施。它的管控架构主要解决虚拟网络与物理网络的映射关系、物理网络资源的切分和虚拟网络的部署等问题,直接关系到系统能否利用底层设备智能化地、快速地为租户提供网络资源的租赁服务。结合项目实施过程中网络虚拟化技术部署的实际需求,提出了2种管控架构模型,即全视图的管控架构和半视图的管控架构。实验结果表明,2种架构模型的性能指标存在差异,如部署时间、通信量和故障恢复时间等。     

基于OpenFlow的链路故障诊断方法

为了实现对软件定义网络(SDN)环境下链路故障的快速诊断及定位,提出了一种基于OpenFlow的链路故障诊断机制. 利用SDN控制平面与转发平面分离的特性,使用SDN南向接口协议--OpenFlow对网络各个节点进行信息采集,从拓扑管理、链路丢包、链路带宽、链路拥塞4个方面进行链路故障的诊断. 实验结果表明,该方法能够准确获取网络链路的性能参数. 此外,结合网络拓扑信息,能够对网络故障点进行精确的定位.     

基于面向对象的电信综合网管系统的实现

介绍了一种基于面向对象的电信综合网络管理系统的实现方案,此方案基于对象服务机制.电信网管需要的每个功能和所管理的不同厂商的电信设备在此基础上分别实现一个对象管理应用程序,这些应用程序分层组成电信网管的系统框架.这种实现方案的最大优点是有利于系统的扩展和维护.