Reconnectable Network with Limited Resources

The reachability of a strongly connected network may be destroyed after link damage.Since many networks are directed or equivalent directed,connected by directed links with the potential for reversal.Therefore the reachability can be restored by reversing the direction of links.[1] has studied this matter under unlimited resources (transmitter and receiver) condition.In this paper the reconnectability of a network with limited number of receivers and transmitters is discussed.Also a linear time algorithm is given to find a reconnected reversal for limited receivers and transmitters.     

网口容错在嵌入式设备中的设计与实现

针对嵌入式网络设备的服务可靠性问题,现有的网口容错主要采用双网卡冗余设计,研究针对单网卡多网口的情况,提出了一种网口容错方法,该方法能有效利用系统带宽资源。提出的网口容错方法包括一种网口状态检测机制和故障网口服务数据迁移方法,并设计了相应的功能模块。故障检测模块实现基于Loopback的检测方法,容错处理模块则实现在检测到故障后,可将故障网口的服务负载数据根据迁移策略迁移到其余正常网口。所提出的方法实现了对网口工作状态的快速检测和负载数据的有效容错。该方法具有应用无关性、资源占用率低的特点,通过测试验证了该方法的可行性。     

超立方体网络下的自适应容错路由研究*

针对超立方体结构的多处理机系统出现故障的问题,对容错超立方体网络的局部连通性进行了研究。根据局部连通性的特点定义了相邻节点集合类的概念,提出并证明了求解两类相邻节点集合的公式。给出了满足任意子连通性条件的超立方体网络的自适应容错路由算法。该算法是分布式和基于局部信息的,可以预防死锁。仿真实验的结果表明算法是高效的,且构建的路径长度接近于最优路径长度。     

基于移动网络的重构技术研究

根据移动网络的特性并结合其管理方式 ,提出了一种新的基于移动网络并具有一定 Qo S保证的网络重组策略 ,将引入的重新划分网络边界和周界的思想 ,与启用备用链路、重路由等几种机制有机地结合起来 .它不仅完善了现有的重组技术 ,而且还可以作为网络管理中的新功能 ,增强故障处理、性能监测能力 ,提高服务质量 ,保证信息安全可靠地传输 .     

在3D-Mesh网络中的两种路由研究

在研究并行计算机系统容错时,路由算法是一个极为重要的研究课题。主要研究的是自适应路由算法和确定性路由算法在3D-Mesh网络上的性能。在每个结点具有独立的出错概率的模型下,提出的方法使得能够严格地推导出路由算法的成功概率,从而能够对算法进行分析和比较。研究结果表明,自适应路由算法具有明显的优势。一方面,自适应路由算法基于局部信息而变得高效;另一方面,自适应路由算法对于结点出错和网络规模具有更好的健壮性,而使其具有更高的成功概率。     

基于贝叶斯模型的IP网拥塞链路诊断算法

通过端到端路径的性能判断IP网络运行状态的方法可以以较小的代价诊断网络故障,但目前已有的端到端技术仍然存在两个主要问题：1)端到端的探测数量不足以准确定位每条链路的拥塞状态;2)随着网络规模的扩大,诊断所消耗的计算时间过长,无法达到实时性的要求。为解决以上问题,提出一种基于贝叶斯模型的高效拥塞链路诊断算法。所提算法将拥塞定位问题建立成贝叶斯模型,将模型进行二次化简,并限制了同时发生拥塞的链路个数,从而在保证一定准确度的基础上大大降低了推理的计算复杂度。通过仿真与Planetlab实验将所提算法与Clink算法进行了对比,实验结果证明,所提算法具有更高的诊断准确度和更短的诊断时间。     

受限网络中基于转发历史异步路由及中继数量研究

由于节点的移动性、稀疏链路和节点的不可靠,受限网络节点之间在大部分时间处于断开状态,现有的同步路由方法不能适用这种实际情况,所以必须从异步角度来考虑这类网络环境下的路由问题.文章完全从异步的角度思考无线自组织网中的路由问题,利用分组转发的历史信息智能做出路由决策,并研究中继节点数量对性能的影响,以减少由于复制大量分组而产生的网络流量.文章详细介绍了作者提出的方法,并通过仿真实验和一些相关算法进行比较,分析算法性能.     

SmallWorld Model-Based Polylogarithmic Routing Using Mobile Nodes

The use of mobile nodes to improve network system performance has drawn considerable attention recently. The movement-assisted model considers mobility as a desirable feature,where routing is based on the store-carry-forward paradigm with random or controlled movement of resource rich mobile nodes.The application of such a model has been used in several emerging networks,including mobile ad hoc networks(MANETs),wireless sensor networks(WSNs),and delay tolerant networks(DTNs).It is well known that mobility increases the capacity of MANETs by reducing the number of relays for routing,prolonging the lifespan of WSNs by using mobile nodes in place of bottleneck static sensors,and ensuring network connectivity in DTNs using mobile nodes to connect different parts of a disconnected network.Trajectory planning and the coordination of mobile nodes are two important design issues aiming to optimize or balance several measures, including delay,average number of relays,and moving distance.In this paper,we propose a new controlled mobility model with an expected polylogarithmic number of relays to achieve a good balance among several contradictory goals,including delay,the number of relays,and moving distance.The model is based on the small-world model where each static node has"short"link connections to its nearest neighbors and"long"link connections to other nodes following a certain probability distribution.Short links are regular wireless connections whereas long links are implemented using mobile nodes.Various issues are considered,including trade-offs between delay and average number of relays,selection of the number of mobile nodes,and selection of the number of long links.The effectiveness of the proposed model is evaluated analytically as well as through simulation.     

Improving the Reliability of Computer Communication Networks

For networks that are directed or can be represented by a directed network,reversing one or more of the uni-directional links may provide the ability to reconnect a network that has been disconnected by link failure.In this paper,a new approach to reconfigure such networks is proposed.We develop a linear time algorithm which,when reachability has been destroyed by the removal of a single link,optimally restores reachability through the reversal of selected links.Multi-link failure reconnectability is discussed and an algorithm with polynomial complexity is given which provides a nearly optimum solution to reconnect the network.We show that the reliability of a network that allows reversals is at least twice more than that in which reversals are not permitted.Unfortunately,the reconnection of some networks cannot be established.Therefore,we discuss the maximization of reachability of such networks so that each node can reach maximum number of the other nodes.     

增广泡型网络的边连通性和限制边连通性

针对泡型网络边连通度和限制边连通度小、容错能力弱的弊端,采用在泡型网络中增加通信线路的方法构建了高可靠性的增广泡型网络。通过构造最小边割的方法,证实了n维增广泡型网络中去除任意不多于n-1条边时,该增广泡型网络的任意两个节点之间依旧连通;通过构造最小限制边割的方法,证实了在不产生孤立节点的条件下,n维增广泡型网络中去除任意不多于2n-3条边时,该增广泡型网络的任意两个节点之间依旧连通。依据上述结果,通过实例证明增广泡型网络的容错能力优于泡型网络。     

故障超立方体网络中的路由算法

针对超立方体结构的多处理机系统中存在故障的情况,提出了一个应用于超立方体网络的容错路由算法。该容错路由算法是基于局部信息的,只需要知道邻节点的状态,而无需知道整个网络的运行情况。对于给定的源节点和目的节点,路由算法均能够找到一条最优通路,并且可以预防死锁。模拟实验结果表明,路由算法所构造的路径长度接近于两个节点之间的最优路径长度。     

基于软件定义网络的卫星网络容错路由机制

鉴于卫星网络对安全性和应对故障的能力有很高的要求，引入了软件定义网络（SDN）技术，在网络中放置中央控制器来增强网络对故障的应对能力。首先，基于SDN的思想设计了一种卫星网络模型，计算了三层轨道上卫星运行的参数并构建星座；然后，采用分层路由的方法，设计了一种针对卫星网络的容错路由机制；最后，在Mininet平台上进行了仿真实验，将容错路由算法（FTR）的实验结果与基于链路感知的星间路由算法（LRSR）和多层卫星网络路由算法（MLSR）的实验结果进行了对比。对比结果表明，在网络中无损坏节点和链路的情况下，FTR的路由总延时比LRSR平均降低了6.06%，说明了引入SDN集中控制的有效性；FTR的丢包率比同样以最小延时为目标的MLSR降低了25.79%，说明了在网络模型中为中轨道（MEO）卫星设计临时存储路由机制的有效性。而当网络中节点和链路的失效情况比较严重时，FTR的路由总延时比LRSR降低了3.99%，比MLSR降低了19.19%；其丢包率比LRSR降低了16.94%，比MLSR降低了37.95%，说明了FTR的容错有效性。实验结果验证了基于SDN的卫星网络路由机制具有更好的容错能力。     

基于重复链路检测的P2P 网络拓扑一致性方案

结构化P2P 覆盖网络与实际物理网络的拓扑不匹配问题是影响结构化P2P 网络路由性能的重要因素.提出了检测并降低重复链路使用的拓扑一致性解决方案DDL(detecting and decreasing links overlapped scheme).DDL从实际物理网络路由出发,通过检测覆盖网络三点路由经历的实际物理链路重复利用的情况,在适当的条件下,通过重定向报文的发送,降低路由经历的物理链路数.根据不同的重复链路的定义,给出了后向和前向两种检测重复链路的方法.DDL是一种从物理链路层面解决P2P 网络拓扑一致性问题的方法,可以使用在任何结构化P2P 网络中,不受限于覆盖网络层的组织方式.性能分析及仿真实验结果表明,使用DDL方案能够显著提高覆盖网络与物理网络的拓扑一致性.     

高效节能虚拟网络映射多反馈控制模型及算法

网络虚拟化使得智能能耗感知网络部署成为可能.由于虚拟网络请求到来以及退出等动态性,引起底层网络资源分配以及回收,会对底层网络激活资源数量与集合范围产生影响;虚拟网络映射不仅决定了当前激活的底层网络资源数量与集合大小,而且作用于后续的虚拟网络映射.本文利用自动控制原理的反馈控制理论,研究不同虚拟网络映射之间的关系以及当前虚拟网络映射对激活底层网络资源集合产生的影响,并提出一种新的高效节能虚拟网络映射多反馈控制模型及算法.以控制底层网络休眠链路数量作为主反馈,消除主动休眠的底层网络链路数量与被动休眠的链路数量的偏差,抑制虚拟网络映射动态特征对求解最小底层网络激活资源集合的干扰;并以节点和链路映射为局部反馈,由大到小逐步调整主动休眠底层链路数量,快速地找到适合当前虚拟网络请求的最小底层网络资源集合.多反馈控制模型能够把虚拟网络映射在一个较小的节点和链路集合中,从而提高休眠节点和链路数量,实现高效节能虚拟网络映射.系统仿真结果验证了在非饱和状态下虚拟网络映射多反馈控制算法能够提高底层节点和链路休眠数量,显著减少系统能耗;且在负载周期性动态变化的饱和状态下,提高了虚拟网络接收率以及系统收益.     

Two fault‐tolerant control problems for multiple‐integrator networks

The paper considers a network of agents with multiple‐integrator internal dynamics, which share partial information on their states according to an arbitrary topology. For this system, two control problems are addressed and solved. The first consists in assigning the dominant closed‐loop poles. The second consists in achieving a specified consensus with arbitrary dominant dynamics. In both cases, the regulator is required to be decentralized, and the controlled network has to result tolerant with respect to faults in the communication apparatuses of the agents. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种推广的可解耦合网络模型

提出了一种推广的耦合网络模型,该模型考虑了耦合网络中可能存在的三种主要连接:老节点之间的再生连接、新节点与老节点间的直接连接以及两网络中的交叉连接。通过主方程的建立及严格求解,给出了有关度分布函数的幂律渐近解表达式及相关的幂指数。     

延迟容忍网络中路径失效问题的容错研究

延迟容忍网络的路由机制与传统的网络结构有很大不同。针对这类网络中的路径失效问题进行容错研究使得网络在出现路径失效时,能够不影响消息传送,并尽可能地提高消息的成功交付率,从而屏蔽路径失效问题。首先描述了延迟容忍网络中的一种路径失效问题,反映了在路径完全正常、存在部分失效以及完全失效情况下消息交付情况,并针对这一问题研究相应的容错方法。最后给出一个交通延迟容忍网络应用实例,并评价其容错方法的性能。     

天地一体化卫星网络拓扑场景仿真技术

网络仿真可为天地一体化卫星网络的新技术评测提供有力支撑。面向天地一体化卫星网络拓扑场景固有的异构性、动态性特点,提出一种天地一体化卫星网络拓扑场景仿真技术。设计了面向异构、动态卫星网络拓扑的统一描述模型,以及研究了基于统一描述模型的拓扑自动解析与仿真场景生成方法,提升了仿真场景生成的易用性;从是否时变性的角度出发,设计了面向各类星间链路与星地链路的分类方法,将链路分为时变性和非时变性两种,针对非时变性链路,通过引入链路模型预加载机制,提升了卫星链路的仿真效能以及响应速度;针对链路仿真过程中延时仿真精确度低的问题,设计了链路仿真校正策略,实现了卫星链路高逼真、实时、动态的仿真。构建了多种天地一体化卫星网络场景,实验结果表明：所提出的技术具备高效的卫星网络仿真拓扑的自动生成能力;与现有技术相比,该技术在卫星链路仿真效能与仿真逼真性方面具有明显优势。     

基于局域网的系统级概率分布式故障诊断

提出了一个系统级概率分布式故障诊断的算法 ,它能诊断局域网及其类似系统中结点机故障和链路故障 .该算法突破了现有研究成果中要求网络中故障结点数不超过 t(t相似文献   

2D Mesh片上网络分区容错路由算法

为了减小路由表的规模且避免使用较多虚通道(VC),从而降低硬件资源用量,针对虫孔交换的2D Mesh片上网络提出了一种分区容错路由(RFTR)算法。该算法根据故障节点和链路的位置将2D Mesh网络划分为若干个相连的矩形区域,数据包在矩形区域内可使用确定性或自适应路由算法进行路由,而在区域间则按照up^*/down^*算法确定路由路径。此外,利用通道依赖图(CDG)模型,证明了该算法仅需两个虚通道就能避免死锁。在6×6 Mesh网络中,RFTR算法能减少25%的路由表资源用量。仿真结果表明,在队列缓存资源相同的情况下,RFTR算法能实现与up^*/down^*算法和segment算法相当甚至更优的性能。