一种基于区域分裂与合并的势博弈网络拓扑控制算法

现有无线传感器网络拓扑控制算法在传感器节点部署密集或稀疏区域存在网络拓扑链路冗余、个别节点负载过重、瓶颈节点和网络生命周期短等问题。针对这些问题,提出一种基于区域分裂与合并的势博弈网络拓扑控制算法,该算法首先划分目标区域并随机抛洒传感器节点,在每个子区域内进行博弈并选出簇首节点,利用区域分裂与合并思想,在节点密集区域进行分割再博弈,防止部分节点负载过大,在节点稀疏区域利用权重链路进行合并,防止出现瓶颈节点以保障网络连通;然后对所有簇首节点实施二次势博弈生成簇首拓扑结构连接各子区域。仿真结果表明,该算法能够有效缓解节点负载,均衡节点能耗,延长网络生命周期。     

基于分布式层次化结构的非均匀聚类负载均衡算法

考虑到无线传感器网络(WSN)负载不均衡导致节点存活时间较短、能量消耗量较多的问题,提出一种基于分布式层次化结构的非均匀聚类负载均衡算法(DCWSN)。首先,建立了一个WSN的多层分簇的网络拓扑结构,并分析了该网络拓扑的簇内节点运作的能量消耗方式。接着,采用非均匀聚类的负载均衡算法,在簇头的选择上考虑了节点连通密度、节点剩余能量和簇头选择时间,通过竞选出最高权重的节点成为簇头; 在簇的建立阶段,通过簇大小的决定阈值和簇头的更新机制来均衡簇头的能量负载,防止簇头节点过早死亡。通过网络生命周期和网络能量消耗对提出算法的有效性进行验证,并与算法EDDIE、M-TRAC、DDC和EELBC进行比较,结果显示DCWSN算法的节点存活率为37.7%,高于对比算法,且能量效率也高于对比算法。实验结果表明,DCWSN算法对节点负载分配具有良好的均衡性,有效控制了节点负载过量的问题,提高了节点的能量效率。     

云计算环境下的DPSO资源负载均衡算法

负载均衡问题是云计算研究的热点问题之一。运用离散粒子群算法对云计算环境下的负载均衡问题进行研究,根据云计算环境下资源需求动态变化,并且对资源节点服务器的要求较低的特点,把各个资源节点当做网络拓扑结构中的各个节点,建立相应的资源-任务分配模型,运用离散粒子群算法实现资源负载均衡。验证表明,该算法提高了资源利用率和云计算资源的负载均衡。     

基于SD-Torus网络的分布式IP地址查找

针对IP路由器的FIB(Forwarding Information Base)极限问题和分布式IP地址查找中的通信延迟问题,提出了SD-Torus(Semi-Diagonal Torus)直连网络。按照"临近存储"的原则,将路由表划分后存储在每个节点及其邻居节点上,以减少分布式IP地址查找中的通信延迟,提高整体的查找性能。在分析SD-Torus网络拓扑性质的基础上,提出了一种负载均衡的路由算法。基于SystemC的仿真结果表明,使用该结构可以大大降低分布式IP地址查找的通信延迟,提高系统的扩展性。该研究结果可以应用于高性能的分布式IP地址查找。     

一种无线链状网络路由算法的研究与应用

文章基于货运列车状态监控的无线传感器网络应用,针对网络节点能量有限以及链状网络节点负载不均衡的问题进行分析和研究,提出一种适合该应用的新型路由算法,该算法基于网络节点可通过功率控制来调整通信距离这一前提,为每个传感器节点选择合适的数据传输路径,以达到整个网络节省能耗,负载均衡的目的。仿真结果验证了该算法有效地平衡了网络负载,节省了网络能量,提高了网络生命周期。     

一种负载均衡的RPL多路径数据传输机制

低功耗有损网络路由协议(RPL)由于负载不均衡导致节点能耗失衡。为此,提出一种RPL多路径数据传输机制。在网络拓扑构建过程中依据数据传输代价选出每个节点的最优多父节点集。结合无线链路质量、节点剩余能量、节点缓存占用率以及中继节点的子节点数量等度量,设计一种数据流量分配度量标准,基于该度量标准提出能够最大化均衡网络负载的流量分配策略,以获得最优数据传输方案。仿真结果表明,相对RPL、ELT-RPL机制,该机制能够最大化地实现负载与节点能耗均衡,延长网络生存时间并提高路由可靠性。     

基于CAN总线的城轨车辆通信网络拓扑优化

为了提高城轨车辆通信传输的准确性,降低误码率和干扰,需要进行通信网络拓扑结构设计。提出基于CAN总线的城轨车辆通信网络拓扑优化方法。构建城轨车辆通信传输信道模型,结合自适应匹配滤波检测器,对城轨车辆通信信道进行抗干扰滤波处理,采用CAN总线控制技术,在均衡信道中实现控制信息和数据信息交换,构建城轨车辆通信网络拓扑的CAN总线传输结构模型,实现优化设计和节点优化部署。测试表明,采用该方法进行城轨车辆通信网络拓扑设计的自适应性较强,传输误码率较低,在测试次数210次时,传输精度为0.921 0,提高了城轨车辆通信的节点自动化部署能力。     

基于极值优化的多核集群负载均衡

针对分布式多核节点系统的负载均衡难以取得最优解的问题,提出了一种基于改进极值优化的负载均衡方法.该方法通过节点的CPU占用率发现负载不均衡情况,然后用一个衡量模型估计计算与通信开销使改进的极值优化方法能够实现集群的负载均衡.仿真与实验结果表明该算法能够提高分布式集群的计算效率,是一种理想的负载均衡算法.     

基于ProActive的P-Spider1.0改进

针对带中心节点结构的分布式并行Web Spider的中心节点负担过重、通信负载不均衡、可扩展性差的问题,提出基于Rabin指纹算法的URL去重改进算法和节点对等结构的改进方案,利用ProActive中间件设计开发改进的分布式并行Web Spider。对比实验表明,改进后的Web Spider采集效率更高,通信负载均衡,无节点瓶颈问题,具有良好的可扩展性。     

基于DHT的物联网命名服务体系结构研究*

针对物联网对象命名服务中根服务器负载过重、负载不均衡和单点失效等问题,提出建立基于分布式哈希表的物联网命名服务体系结构,以对等的环型结构替代树型结构;同时采用基于物理网络拓扑的、依靠邻居节点集合的分簇算法,改进了Chord算法,实现了该物联网命名服务原形系统。仿真实验与分析证明了该体系结构能够增强物联网命名服务的有效性、完整性、保密性和匿名性,并具有查询速度快、负载均衡、可扩展性好、能有效应对单点失效等优点。     

一种基于负载均衡和能量感知的移动自组网路由算法

在移动自组网中，减少移动节点电池能量消耗，延长网络总的使用时间，已经成为路由协议性能评价的重要方面。提出了一种新的路由选择度量，它综合考虑了节点负载及当前的剩余能量，试图通过路由机制均衡网络流量、保护网络中的低能量节点。结合此度量方式提出一种路由选择算法LBEAR（Load—Balanced ＆ Energy—Aware Routing），仿真结果表明，该算法能够使节点能耗与负载的分布更为均匀，相比以前相关的路由算法有效提高了吞吐量。     

Ad Hoc网络基于路由协议的拥塞控制

Ad Hoc网络随着网络负荷的增加,局部的拥塞是导致网络性能大幅下降.采用修改的AODV路由协议,结合链路层的分析,提出了一种节点负载分流的方法.该方法结合了Ad Hoc网络的特点,采用网络层和链路层相互协作,均衡网络流量,提高了网络的整体性能.仿真结果表明,该改进在不同拓扑变化频率和不同节点密度情况下均明显提高了网络吞吐率,改善了网络拥塞.     

移动Ad Hoc网络通信量相关干扰感知路由协议

干扰严重影响移动Ad hoc网络的网络吞吐量、能量消耗、网络寿命等性能.在已有基于邻居数目和分布位置的干扰模型基础上,进一步考虑各邻居上的通信量情况,提出通信量干扰模型.并在该干扰模型的基础上,提出一个通信量相关干扰感知路由TIR(traffic load-based interference-aware routing)协议.TIR通过在源节点和目的节点之间选择干扰最小的路径来降低数据包在转发过程中可能受到的干扰.模拟实验结果表明,所提出的通信量干扰模型符合移动Ad hoc网络的特性,通信量相关干扰感知路由协议对网络寿命、通信延迟及吞吐量等网络性能有明显改善.     

数据本地性感知的MapReduce负载均衡策略

现有针对MapReduce的负载均衡调度的研究均未考虑中间数据的分布特点及网络传输的开销,导致额外的网络传输代价与系统效率的下降。为解决上述问题,提出了一种数据本地性感知的负载均衡策略。充分利用YARN中资源管理的新特性,在Map阶段对内存数据溢写的同时进行统计以获取数据分布,根据数据分布情况及各节点的计算能力进行任务调度,减少网络传输开销的同时尽量保证各节点的负载平衡。此外,通过引入细粒度分区与分区的自适应分裂策略,进一步提高在数据倾斜时调度策略的性能。对比实验结果表明,提出的负载均衡调度策略能有效提升性能,同时较好地降低网络总开销。     

A hybrid channel assignment strategy to QoS support of video-streaming over multi-channel ad hoc networks

Currently multi-channel multi-interface ad hoc networks (multi-channel ad hoc networks) have received amount of interest, especially under the context of real-time traffics, such as video applications. Channel assignment is one of the key challenges in multi-channel ad hoc networks. In this paper, based on a representative hybrid channel assignment strategy named as HMCP, a statistic link load based hybrid channel assignment strategy, SLL-HCA, is presented to obtain a better channel assignment metric than that in HMCP. SLL-HCA is based on the HMCP protocol and adopts the statistic link load metric to ensure load balancing in a two-hop neighborhood, and to prevent both the hidden node problem and the exposed node problem. In addition, an enhanced strategy, VE-SLL-HCA, by setting harsher channel assignment conditions and reserving lower interference of routing path for video-streaming traffic than other non-video traffic, is proposed to improve the QoS support of video-streaming over multi-channel ad hoc networks. Simulation results show that SLL-HCA achieves better throughput performance than HMCP in the presence of background traffic including CBR traffic or VBR traffic; and, the PSNR QoS metric for video-streaming is enhanced when using VE-SLL-HCA compared with SLL-HCA and HMCP, which confirms the validity of the proposed strategy for video-streaming traffics. Moreover, the simulation results also indicate that non-video traffic unlikely suffers an unacceptable performance in terms of throughput.     

Synchronisation between two different networks with multi-weights and its application in public traffic network

The paper established a conventional bus traffic network and a subway network by using the method of space R based on the existing public traffic network model. Regarding these two networks as the sub-networks, this paper presented a new two-layer-coupled public traffic network with multi-weights through the transfer relationship between conventional bus lines and subway lines. Every edge of this model’s two sub-networks has one or several different property weights, and the coupling edges between two sub-networks have one weight. Based on the method of network split, the paper splits the complex networks with multi-weights into several different single-weighted two-layer-coupled public traffic networks and then investigates its global synchronisation. Finally, according to the synchronisation theory of coupling networks with multi-weights and taking ‘Lorenz system’ as the network node, some numerical examples are given to show the impact of congestion degree, passenger-flow density, transfer degree and capacity matching degree to the two-layer-coupled public traffic network balance.     

基于时变演化博弈机制的WSN数据采集算法

为解决当前WSN数据采集算法存在的种子节点收敛准确度不高、数据区域传输存在抖动难以控制的不足,提出一种基于时变演化博弈机制的WSN数据采集算法。构建种子节点聚类初始化方法,并采取灰度 矢量微分映射机制进行聚类迁徙,实现时变条件下种子节点 区域节点的动态映射更迭;设计流量切换阈值,并结合演化博弈机制来构建区域流量均衡机制,完成节点在阈值范围内的流量负载均衡;结合能量阈值机制来建立经济效益评估模型,改善节点切换过程中的链路抖动问题。仿真实验表明:与当前常用的超宽带能量相邻启发算法(Ef-ficient Nearest Neighbor Heuristic TSP Algorithms,ENNH-TSP)及黑洞安全组节点探测传输算法(Secure Group-Based Blackhole NodeDetection Scheme,SGBB-NDS)相比,该算法具有更低的采集链路抖动率与汇总带宽丢包率,以及更高的传输带宽与信源传输质量。     

基于仿生学原理的云资源自主监控系统设计与实现

为了解决现有监控系统因主控节点功能太过集中而导致某些时刻网络流量过大、系统扩展性差和无法及时应对节点失效的问题,提出了一种基于仿生自主神经系统（BANS）的新型云资源监控系统。首先,系统中引入了多级存储、分批上报的机制,将需要上报的监控信息分批次分时段上传汇总,使得在任何单一时刻系统内不会产生过大的流量和负载,保证了系统的稳定性;其次,系统中加入了类动态主机配置协议（DHCP）的主动发现机制以及定期轮询策略,使得系统在处理新节点加入,节点故障问题时,获得了类似仿生自主神经系统一样的自组织、自修复能力。实验结果表明,基于BANS的云资源监控系统实现了自组织与自修复的功能,并且可以有效降低系统内的通信流量,某些单一时刻能将流量降低到仅有原来的三分之一。     

负载相似节点分布解决传感器网络能量洞问题

基于多跳路由的传感器网络,靠近sink的节点由于要转发更多的数据,其能量消耗较快.能量消耗的不平衡导致了sink周围产生能量洞(energy hole),造成能量浪费,远离sink的节点还有大量的能量,但产生的数据不能传送到sink.研究了传感器网络的能量洞问题.在网络的连续空间状态下分析节点的负载分布特性,并研究空闲侦听(idle listening)对能量消耗的影响.基于分析结果,提出负载相似节点分布(load-similar node distribution)策略,即根据负载分布特性配置节点,负载重的区域配置较多的节点,以平衡各区域节点的能量消耗,解决能量洞问题.仿真结果显示,在不考虑空闲侦听能量消耗的情况下,与已有的一种非均匀节点分布和均匀节点分布相比,负载相似节点分布策略对网络寿命有显著改善;当考虑空闲侦听时,由于空闲侦听的能量消耗在总能量消耗中占较大比重,影响了网络寿命,但与其他两种节点分布策略相比,负载相似节点分布对网络寿命仍然有所改善.该分析模型和提出的负载相似节点分布策略可适用于其他多跳传感器网络.     

MintRoute-HNLB:一种支持负载均衡的无线传感器网络路由协议

针对无线传感器网络中的负载均衡问题,提出并在TinyOS系统上实现了MintRout-HNLB协议算法。Mint-Rout-HNLB引入了热度申明和热点节点规避机制,选择次优父节点分担热点节点的数据转发任务,均衡网络负载,并提出了同级节点路由均衡性能指标SLN-LBEIn作为负载均衡性判据,通过TOSSI M模拟仿真表明Mint-Rout-HNLB比MintRoute协议能有效地实现网络负载均衡,均衡同级节点能量消耗。