基于故障分类优化拜占庭容错服务

本文在Byzantine fault tolerant状态机复制容错系统研究基础上,将主复件故障划分为Muteness故障和Non-Muteness故障,对主复件进行Muteness故障检测。当系统中主复件故障只是Muteness故障时,Muteness故障检测结果可以缩短view change时间,优化系统性能,提高了系统可用性。     

WMN中拜占庭容错网络结构及算法

为提高无线Mesh网络(WMN)的可靠性,以可信计算领域中的拜占庭容错原理为基础,引入拜占庭单元概念,构建一个WMN拜占庭容错网络结构,并提出一种拜占庭算法,用以改进现有WMN路由协议.仿真结果表明,改进的路由协议能对异常节点信息进行容错处理,获得正确的节点信息,增强网络的容错能力,达到提升WMN可靠性的目的.     

基于拜占庭故障模式的空天飞行器GNC系统架构研究

针对空天飞行器对GNC系统的高可靠性需求,开展了基于拜占庭故障模式的GNC系统架构研究,采用四机三总线架构设计方案,通过系统内总线实现输入数据及输出数据多机冗余比对,防止拜占庭故障的发生,提升了系统可靠性,实现了系统自检测和故障的准确定位及隔离,并具有在线故障诊断、故障自修复功能,同时解决了高动态、强干扰环境下系统自主性较差的问题,提升了GNC系统可靠性和容错性;经分析,该系统架构能够满足空天飞行器在轨、再入复杂任务需求。     

网络异常情况下的拜占庭容错算法研究

随着电子商务网站等分布式应用的高速发展,系统的可用性已经受到了越来越多的重视。关键的服务不仅需要能够容忍良性错误,还需要能够容忍拜占庭错误。针对当前大部分的拜占庭容错算法主要针对算法正常执行的问题,提出了考虑出错情况下的拜占庭容错算法。该算法主要考虑实际过程中服务请求端和服务提供端的主复制品可能发生错误而没有响应,或者因网络拥塞而使响应没有及时送达等网络异常的情况。该算法解决了其他拜占庭容错算法在网络发生异常的情况下不能正常工作的问题,具有更强的适应性。     

纠错码拜占庭容错Quorum中错误检测机制

摘要在大规模存储系统中,拜占庭存储节点的容错显得越来越重要。传统拜占庭Quorum通过复制可以容忍拜占庭失效,但是它们有两个主要缺点：低的存储空间利用率和静态quorum参数。我们提出纠错码拜占庭容错Quorum（Erasure-code Byzantine Fault-tolerance Quorum, E-BFQ）,E-BFQ采用纠错码作为冗余策略,可以提供高可靠性,同时比复制占用更少存储空间。通过客户端读／写操作和管理器诊断操作,E-BFQ可以检测拜占庭节点,动态调整系统规模和故障闽值。结果显示本文方法可以达到动态调整的目的。     

分布式WSN联合概率覆盖节点调度算法

利用概率覆盖探测模型,提出了一种分布式的基于联合概率覆盖的节点调度算法。节点在本地通过与其一跳邻节点的信息交互,获取本地节点所在区域的所有覆盖匹配集,根据邻节点的工作状态判断本地所在区域被概率覆盖情况;最后,节点将根据判断结果调度本地节点进入工作状态或休眠状态。仿真结果表明,该算法执行效率高于CCP和DPCP算法,能够在保证网络概率覆盖前提下,关闭大量冗余节点,保证网络工作节点数目稳定,延长了网络寿命。     

拜占庭系统技术研究综述

随着分布式系统规模的增大,设计复杂度也不断提升,系统可靠性所面临的问题也越来越严峻。由于拜占庭协议能够容忍包括人为失误、软件bug和安全漏洞等各种形式的错误,其系统技术和实现方法越来越受到研究者们的重视。介绍和总结了目前拜占庭系统技术的研究成果,分析了目前拜占庭系统的研究现状,并探讨了拜占庭系统的发展趋势。通过分析得出：1)拜占庭系统性能上仍然与已经实用的非拜占庭系统相距较大,占用资源数量仍然较多,需要进一步研究其性能和资源优化技术;2)通过检测错误或者定期修复来降低系统中的错误,是延长系统可持续运行时间的方法,需要研究新的、高效的全面检测拜占庭服务器、合理定期修复等保障系统可持续运行的方法;3)实际应用背景和需求及其特定错误类型的处理方法对拜占庭协议和功能等提出了不一样的要求,需要研究拜占庭系统在实际中的应用和可用性。     

具有监督机制的高效拜占庭容错算法

共识机制作为区块链技术的核心内容,在不同应用领域各有差异.针对联盟链应用场景,应用广泛的实用拜占庭容错(PBFT)算法仍然存在效率及安全性问题,因此从网络模型、共识本质及安全攻击等角度对PBFT算法进行研究,提出了一种高效监督拜占庭容错算法(Efficient Supervised Byzantine Fault To...     

基于分布式算法执行替代链的WSN故障节点检测和替代方法

针对无线传感器网络中故障节点的检测和替代问题,提出了一种基于分布式算法执行替代链的故障节点的检测和替代方法。首先,描述了传感器节点检测故障邻居所需执行的指令;然后,根据分布式算法执行替代链;最后,以局部最优方式替代故障节点,从而维护WSN的连通性。仿真结果表明,本文方法明显改善了场强覆盖降低百分比,相比检测和替代效果较好的C₃R方法,本文方法更能节省能量,且延长了网络寿命。     

面向配电网故障检测的WSN可信路由算法

为了提高配电网故障检测数据传输的可信性,提出一种面向配电网故障检测的WSN可信路由算法。算法提出一种防范针对信任模型攻击的轻量级信任值计算方法,并在簇头选举与簇间多跳路由中引入信任值,避免恶意节点降低网络安全;簇间多跳阶段中,对邻居节点的位置因子、距离因子、信任值及剩余能量等参数进行融合判决,构建最优数据传输路径。仿真结果表明,提出的算法能够自适应剔除网络恶意节点,防范恶意攻击,最大化网络生存时间。     

无线传感器网络中故障容忍算法研究

针对无线传感器维护困难,改善故障容忍能力的问题,提出了一种基于故障容忍度的自适应容错拓扑控制算法。首先,阐述了节点故障容忍度衡量指标,其次,详细分析了算法的各个阶段,最后通过仿真实验与常用算法对比,结果表明,基于故障容忍度的自适应容错拓扑控制算法具有更好的控制效果,极大地提高了使用效率。     

基于势博弈的WSN分布式拓扑控制算法

针对节点能量有限的无线传感器网络（WSN）,设计一种有效延长网络生命时间的网络拓扑控制算法非常有必要。考虑到节点是自私的,每个节点想着如何减少自身能耗提高自身利益,却忽视了网络整体利益。为了解决该冲突,利用势博弈存在纳什均衡的性质,提出了基于势博弈的分布式拓扑控制算法（Potential Game and Distributed Topology Control, PGDTC）,它是种能量高效和能量平衡的拓扑控制算法。仿真结果表明：相比于现有的一些拓扑控制算法,PGDTC算法能够有效的延长网络生命时间。     

无线传感器网络中基于DV-hop的一种改进算法

自身定位算法在无线传感器网络技术中的目标定位和跟踪等方面起着举足轻重的作用,算法的优劣直接影响着自身定位和目标定位的精度。提出了一种WDH（Weighted—DV—hop）定位算法,是以传统的DV-hop算法为依据,在获得跳数的步骤中,根据接收到的传播信号的区分强弱程度,取0．5或1作为跳数递增量的加权修正值,来得到新的跳数;通过Matlab平台的实现,验证该算法可以明显的提高定位的精度。     

基于WSN的煤矿井下人员定位系统防碰撞算法的研究

文章根据煤矿井下人员定位跟踪系统的实际要求,对无线传感器网络非同步状态的多传感器节点在低功耗要求下的碰撞问题进行了实验研究,通过单片机编程分别对先听后发法、时间片调度法以及连续漏读筛选法进行了设计及实现。实验结果表明,连续漏读筛选法比较简单实用,能够在保证功耗的要求下很好地解决碰撞问题。     

基于二阶分布式算法的无线传感网络效用最大化问题研究

高效分布式算法设计是保证无线传感网络性能的关键问题。提出了一种基于信道容量约束的无线传感网络效用最大化问题模型。针对传统一阶算法存在收敛速度慢、步长选择敏感等缺点,文章设计了具有二阶收敛速度的快速分布式牛顿算法。研究和仿真实验表明,该算法在与传统一阶算法交互几乎相同信息的情况下具有二次收敛速度,算法迭代次数和运行时间改进了近两个数量级。     

WSN中基于改进自适应遗传算法的移动代理路由算法

文章针对无线传感器网络能量消耗和延时问题,结合移动代理路由策略,提出了一种改进型自适应遗传算法,利用此算法求出移动代理在网络中的最佳迁移节点序列,以达到优化网络效果.通过仿真实验结果表明,与标准遗传算法相比,此算法具有更小的网络能量消耗和延时.     

改进的WSN节能分簇多跳路由算法

LEACH算法是WSN中典型的单跳分簇路由算法,本文针对LEACH算法的缺点,提出了一种改进的节能分簇多跳路由算法.该算法采用层次分析法确定节点度数、节点间的通信距离、节点剩余能量和节点距基站的距离这四个因素的权值系数,在簇首选举中引入这四个因素,每一轮的簇首选举结束后,利用遗传算法寻找出一条遍历所有簇首节点和基站的最优路径,该算法实现了簇首以多跳通信方式向基站传输数据的功能.仿真结果表明,该算法在网络能耗、生存周期和能量均衡性方面均优于CECA、LEACH-GA和LEACH算法,达到了能量均衡和延长了网络生存周期的目的.     

基于WSN的定位系统研究

该文介绍了一种基于无线传感器网络(WSN)的定位系统设计方案。定位节点采用ZigBee协议;提出采用基于RSSI的改进三边测量法实现节点定位;并结合优选信标节点的方法提高定位精度。最后,该文给出了系统的硬件结构及软件设计的方案。     

基于改进鲸鱼优化算法的WSN覆盖优化

针对无线传感器网络在随机部署移动节点时,存在分布不均匀导致的覆盖率较低的问题,以网络覆盖率最大化为目标建立网络覆盖优化模型,提出一种基于改进鲸鱼优化算法(IWOA)的网络覆盖优化策略;首先,采用量子位Bloch球面坐标编码初始化种群,提升种群多样性,扩展搜索空间的遍历能力;其次,提出一种基于步长改进的位置更新方式,平衡算法的全局探索和局部搜索能力;最后采用莱维飞行,对个体进行扰动更新,提高跳出局部最优的能力。仿真结果表明,将改进后的鲸鱼优化算法应用在WSN覆盖优化中,与标准鲸鱼优化算法和其他文献中的算法相比,有效减少了传感器节点冗余,表现出更快的收敛速度和更高的覆盖率,进而改善网络监测质量,延长网络生存时间。     

一种基于功率控制的WSN分簇路由算法研究

针对无线传感器网络研究领域中能量均衡性难以控制的问题,在LEACH协议的基础上提出了一种功率控制的分簇路由算法(PCRA算法).该算法基于最优连通功率,同时考虑节点的剩余能量、相对距离以及最优的邻居节集合对簇头的选择机制进行优化,从而实现网络稳定成簇和数据传输方式上的优化.通过结合距离、路径损耗和剩余能量等因数,使用权值来选择下一跳节点,实现了簇间通信,有效地避免了分簇协议应用被网络区域大小局限的问题.仿真数据显示,PCRA算法可使全网节点间的冲突区间变少,降低节点之间的竞争强度,进一步提高网络能量的有效性和吞吐量.