减轻CMT中乱序程度的发送端数据分配方案

为减轻多径并行传输（concurrent multipath transfer,CMT）系统中的接收端数据包乱序对系统传输性能的影响,提出一种新的发送端数据分配方案。方案基于路径带宽、往返传输时延和拥塞窗口预测数据包前向传输时延,并将其作为划分系统中路径传输优先级的度量因子,发送端根据路径传输优先级和发送缓存区状态为各路径分配待发送队列中不会导致接收端乱序的数据包。仿真结果表明,与轮询和一种基于分组到达时间的负载均衡算法（arrival-time matching load-balancing,ATLB）算法相比,所提发送端数据分配方案可有效减少接收端乱序数据包个数。     

多通道并行传输中接收缓存阻塞的缓解方法

针对多通道并行传输中的接收缓存阻塞问题,分析了引起接收缓存阻塞的原因,提出一种改进的缓解接收缓存阻塞的数据包调度方法,综合考虑通道的带宽、时延和丢包率,引入通道质量的评价函数,优化多通道之间的数据包调度,选择质量最好的通道进行传输,减少由于通道特性不同造成的接收端数据包乱序;提出一种改进的数据包重传策略,基于时延和丢包率选择能使数据包最快到达接收端的通道进行重传;提出一种根据通道的带宽-延迟积估算所需接收缓存大小的方法。仿真实验表明,所提出的调度方法和重传策略能够有效地减轻接收缓存阻塞,与CMT-SCTP相比具有更优的性能,所提出的缓存大小的估算方法也能够准确估算所需接收缓存的大小。     

基于时隙传输的数据中心路由算法设计

基于软件定义网络（SDN,Software Defined Network）的数据中心流量工程,能够通过对全局视图的网络管控,动态选择路由路径规避拥塞发生的风险,但是在制定路由策略的时候经常会对数据流进行迁移,尤其是针对大流的迁移容易造成数据流丢包以及接收端数据包乱序的问题.本文提出“基于时隙的流片装箱算法（FLAT,Flowlet-binned algorithm based on timeslot）”,通过集中控制的方式获取链路状态信息并计算出合理的数据流传输时隙值,能够避免在数据流迁移过程中的丢包以及接收端数据包乱序问题,同时在充分利用数据中心冗余链路的前提下,实现高效和细粒度的流量均衡.通过在Mininet仿真平台中部署并与ECMP以及GFF路由机制相比较,在链路高负载情况下,丢包率相比分别下降90%和80%,而吞吐量分别能提升44%和11%,实验结果展示了FLAT的优越性能.     

基于大数据调度的OMS配网一体化调控算法研究

针对当前OMS配网一体化调控方法存在的带宽利用率低、数据传输时延高和数据丢包率高的问题,提出基于大数据调度的OMS配网一体化调控算法.根据任务的稀缺度和紧急度计算任务在OMS配网中的优先请求级别,采用历史信息统计法结合节点能力影响因素计算节点在OMS配网中的上传能力.在任务优先请求级别和节点上传能力的基础上,计算路径在OMS配网中的可用带宽和前向传输时延,并将最大优先算法应用到发生数据丢包的现象中,重新选择传输路径,避免配网中接收端出现乱序的现象,根据计算结果结合重选路策略实现OMS配网的一体化调控.实验结果表明,所提算法的带宽利用率高、数据传输时延低、数据丢包率低.     

分子序列压缩算法在卫星IP网络中的应用

以冗余消除技术中的分子序列压缩算法(MSR)为例,分析卫星链路高误码率和长时延对MSR算法压缩性能的影响,提出一种基于确认的历史同步机制(PAS)。将PAS机制与MSR算法相结合,把接收端确认收到的数据包作为收发两端的历史数据并使历史数据始终保持同步,从而确保接收端能对所有数据包进行解压,避免数据包丢失。实验结果表明,MSR-PAS在高误码率和长时延的环境下能有效降低因冗余消除技术引起的丢包率,同时保证了数据压缩效果和端到端时延稳定性,适用于卫星IP网络。     

基于丢包率预测的视频传输纠错算法

为解决视频图像在互联网中进行传输时,其质量易受网络丢包率、时延等因素的影响而显著降低的问题,提出了一种基于丢包率预测的视频传输纠错算法。该算法采用隐马尔可夫模型预测网络丢包率,根据丢包率的大小自适应地选择FEC或ARQ对视频图像进行纠错操作。当预测出的丢包率较高时,为避免FEC算法在丢包率较高时降低带宽利用率,采用选择性ARQ算法恢复丢失的视频数据包,并通过限制其重传次数使视频传输的实时性得到了保证;当预测出的丢包率较低时,则采用优化了RS冗余值的FEC算法进行纠错操作。在OPNET modeler中进行的仿真实验表明,与HARQ算法相比,使用该纠错算法,视频图像的PSNR的平均值提高了1.6 dB,平均时延减少了0.24 s左右。该算法不但降低了视频传输的平均时延和丢包率,而且提高了接收端视频图像的重建质量,具有复杂度低、实现简单的特点。     

改进型基于MPLS的HMIPv6的快速切换

针对现有的多协议标签交换(MPLS)和层次移动IPv6(HMIPv6)融合的方案仍然存在时延大、丢包率高等问题,提出了一种改进的基于MPLS的HMIPv6方案。本方案通过将多播技术应用于移动锚点(MAP),并且在切换完成之前提前完成新链路上标签交换路径(LSP)的建设,实现了移动节点(MN)移交切换时延的最小化,使得在切换过程中大大降低服务中断现象,最大限度地保证新链路建立完成之前数据包不被丢失。最后通过NS-2仿真与比较,结果表明本方案跟现有方案相比能够大大减少移动过程中的丢包率和传输时延,提高移动IP     

多路并行传输中数据调度算法的优化

针对异构无线网络环境中,基于流控制传输协议（SCTP）的多路并行传输协议（CMT-SCTP）存在接收缓存阻塞和路径负载失衡等问题,提出一种改进的轮询数据调度算法。该算法根据每条路径上的发送队列信息和拥塞状况对网络状况进行估计,并按照各路径上的网络状况分配相应的传输任务量,缩短数据包在接收端缓冲区的平均排队时延,减少接收端乱序数据包的数量。仿真结果表明,改进的轮询数据调度算法能有效提升CMT-SCTP在异构无线网络环境中的传输效率,有效缓解接收缓存的阻塞,且对不同的网络场景具有很好的适应性。     

改进的移动IPv6与MPLS融合切换方案

针对多协议标签交换(MPLS)和IPv6融合方案存在建立标签交换路径(LSP)所需时延大、丢包率高和无错误恢复处理等问题,提出了一种新方案。通过信息收集,推算MH将要切换的网络,通过FA发现协议查找切换方位子网及其临近子网FA的地址,提前建立RA和这些FA的LSP,实现MH移交切换时延的最小化,同时,引入组播机制,减少切换时数据包的丢包率。仿真分析表明,所提方案的切换时延和丢包率小于现有方案。     

基于乱序反馈的差异化多路径并发传输模型数据分配算法

多路径并发传输模型在差异化路径中会出现严重的数据包乱序现象,导致接收端缓冲区阻塞,极大地降低了偶联的整体传输性能。在分析影响路径传输性能因素的基础上,给出了差异化路径性能评估模型,并提出了一种基于乱序反馈的差异化路径并发传输数据分配算法。该算法以乱序反馈来动态调节路径的发送比例,减少了传输性能差的路径对整体吞吐量的影响。分析和实现结果表明,本算法的性能比默认的轮询数据分配算法更好。     

Empirical evaluation of H.264/SVC streaming in resource-constrained multihomed mobile networks

Nomadic users of streamed multimedia content in mobile networks are often faced with resource-constrained network paths that suffer from low bandwidth. Streaming high-quality video in such a challenging scenario demands a set of highly adaptive schemes, which have not been sufficiently explored in particular for the emerging H.264 Scalable Video Coding (H.264/SVC) standard. In this paper, we empirically investigate the performance of streaming H.264/SVC scalable video streams to users in multihomed mobile networks containing multiple available transmission paths. Previous work has demonstrated the feasibility of aggregating bandwidth of multiple paths to deliver video streams when no single, sufficiently high bandwidth path is available. We focus on evaluating the enhanced performance of multipath bandwidth-aggregation streaming by exploiting a quality-layers based, H.264/SVC-specific packet prioritisation scheme for quality-aware multipath packet scheduling and selective packet dropping in case of bandwidth shortage even after aggregation. Additionally, we explore a base-layer rate control scheme for H.264/SVC delivery in ultra-low bandwidth environments. Through extensive experimentation on a realistic hardware-based testbed, we obtain a comprehensive and insightful understanding of the behaviour of H.264/SVC streams when transmitted across multiple paths in mobile networks. We quantify the improvements offered by the use of H.264/SVC-specific packet prioritisation schemes compared with an existing generic scalable video prioritisation scheme, and the benefits by the use of base-layer rate control in ultra-low bandwidth situations. The performance of the multipath streaming schemes is further compared with that of an ideal single high bandwidth path. We also identify the remaining challenges that must be overcome if such streaming schemes are to offer performance close to that of the ideal single high bandwidth path.     

一种基于包排队方式的网络路径可用带宽探测方法

对IP网络路径带宽的探测是目前网络研究领域的一个热点。本文提出了一种针对端到端的网络、基于包排队方式的双向双步长网络路径可用带宽的探测方法。该探测方法由时延监视和UDP发送两个进程组成，基于包的排队时延来获取路径的可用带宽，并通过采用双向双步长的方法来递增或递减UDP包的发送速率。所提出的探测方法可以明显减少探测次数和运行时间，从而降低探测带来的开销。实验结果显示，所设计的方法和技术是可行的和有效的。     

基于流媒体服务的覆盖网络多路路由方案

本文提出一种基于流媒体服务的覆盖网络多路路由方案（SSONM）。本方案考虑了备选路径与主路径的关系,路径之间相交比较小,数据流出现拥塞的可能就比较小,提高了 网络的性能和利用率。SSONM结合物理网络找出最短路径作为主路径,并计算其他路径与主路径之间的相关率,在进行多路选择时按照相关率从小到大顺序选择多路路径。该方案是一种简单可行的覆盖网络QoS多路选择策略,可以达到较少的包丢失率和较高的QoS请求满足率,可以很好地满足流媒体服务。     

路径差异敏感的包散射策略机制

数据中心网络中随机包散射设计策略有效地提升了链路的多路径利用率,但是容易造成乱序问题。介绍了由数据包乱序所引起的“伪丢失”现象,设计了基于分类路径的自适应包散射策略（Cparps）,根据路径的队列长度对路径进行分类,并将不同数据流隔离在不同类型的路径上进行随机散射。实验结果表明,在对称和非对称拓扑下Cparps协议的乱序次数和数据包个数都相对较少,说明Cparps可以有效缓解数据包的乱序。     

一种端到端网络的不相交多路径QoS路由算法

不相交多路径路由算法旨在一个端到端的网络中为应用流选择多个路径，且这些路径在瓶颈链路上是彼此不相交的。本文提出的不相交多路径QoS路由（DMQR）算法在Dijkstra最短路径和最短最宽路径（SWP）算法的基础上，能够动态地计算时延最短、带宽最宽、在瓶颈链路上互不相交的路径，且保证每个路径都是满足一定服务质量的。在视频会议、远程医疗和远程教育等重要的视频通信场合，要求应用层和网络层必须协同工作以保证一些必要的QoS，例如端到端的带宽、时延和包丢失率等。本文针对端到端的网络，重点讨论不相交多路径QoS路由算法在应用层的设计和实现。性能分析和模拟结果显示，所提出的不相交多路径QoS路由算法总是收敛的，且当网络流量增加时，该算法具有较低的包丢失率和较高的吞吐量。     

Distributed Collaboration for Enhanced Sender-Driven Video Streaming

We propose a sender-driven system for adaptive streaming from multiple servers to a single receiver over separate network paths. The servers employ information in receiver feedbacks to estimate the available bandwidth on the paths and then compute appropriate transmission schedules for streaming media packets to the receiver based on the bandwidth estimates. An optimization framework is proposed that enables the senders to compute their transmission schedules in a distributed way, and yet to dynamically coordinate them over time such that the resulting video quality at the receiver is maximized. To reduce the computational complexity of the optimization framework an alternative technique based on packet classification is proposed. The substantial reduction in online complexity due to the resulting packet partitioning makes the technique suitable for practical implementations of adaptive and efficient distributed streaming systems. Simulations with Internet network traces demonstrate that the proposed solution adapts effectively to bandwidth variations and packet loss. They show that the proposed streaming framework provides superior performance over a conventional distortion-agnostic scheme that performs proportional packet scheduling on the network paths according to their respective bandwidth values.     

网络编码下不可靠自组织网络高效路由算法

无线自组织网络(wireless ad hoc network)中链路的不可靠性与高丢包率是影响网络性能和应用的主要缺陷.为了优化多跳的不可靠无线网络中完成数据传输所需的数据分组发送次数,提出了融合路径切换思想的基于网络编码的路由协议(network coding routing with path switching,简称NCPS).为了发现潜在的适合网络编码的路径,首先分析并提出了网络中路径可编码与可解码条件;其次对比于传统的最优路径,分析得出了在网络编码下路径切换所能获取的编码收益;最后以优化网络中数据分组发送次数为目标,设计了网络编码下结合路径切换的路由协议.实验结果表明,在不同的网络环境参数下,NCPS能够有效减少网络中的数据发送次数,获取稳定的编码收益.     

软件定义网络中基于分段路由的多路径调度算法

针对当前软件定义网络(SDN)在应对大量数据流时造成的流表利用率低、转发响应较慢以及当前网络调度算法容易造成网络局部拥塞和负载不均衡等问题,提出一种基于分段路由的多路径调度算法SRMF。首先,SDN控制器根据网络拓扑连接情况下发初始流表;综合考虑网络链路剩余带宽、丢包率和数据流估测带宽需求进行路径权重计算;最后,根据路径权重选择最优路径并构造分段流表下发到边缘交换机。实验结果表明分段路由转发技术在多种网络拓扑下较一般转发技术在流表项开销方面有明显优势,SRMF算法与Hedera、ECMP相比,在业务流端到端时延、端到端时延抖动、网络吞吐率、丢包率等方面有一定的优势。