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。     

分布式WSN系统中的拜占庭故障算法研究

在分布式WSN系统中,簇内有相当多的无线传感器节点,这些节点可能会部署在各种环境中,采用从单个传感器上所获取信息可靠性不高。为了提高系统的可靠性,需要对多个传感器节点采集数据进行综合,这样就可以有效地提高所获得数据的精度和可信度。研究了在系统节点发生拜占庭故障的情况下,利用现有WSN的数据融合方法以及安全系统中的拜占庭将军问题,提出了一种新的基于OM算法与贝叶斯检测算法的容错检测算法,合理而有效的进行数据融合,减小拜占庭故障对系统的影响,从而使所有节点做出一致决定。通过仿真得出该算法可以保证节点决策具有较高一致性的情况下仍有较高的故障节点减少率。     

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...     

实用拜占庭容错算法的改进研究

针对实用拜占庭容错算法(PBFT)存在的通信复杂度高、主节点选取简单、对拜占庭节点缺乏惩罚机制的不足,提出了一种基于节点可靠性评估的改进拜占庭容错算法(reliability-based Byzantine fault tolerant algorithm,RB-PBFT),引入节点基础配置评分机制及信誉评分机制,得到...     

基于拜占庭容错提高SDN控制层可靠性的研究

软件定义网络(software defined network, SDN)提出了控制与转发分离的设计结构,实现了开放的可编程网络接口,为网络提供了更细粒度的管理.然而,SDN在为网络应用带来创新与便利的同时,也面临着一些新的问题.针对SDN网络中控制层的可靠性问题,提出了一种容忍拜占庭错误的方法.首先,结合SDN网络的特性,具体阐述了在应用拜占庭容错算法时的网络结构、工作流程和异常处理等,并对其中的多控制器位置部署问题建立分析模型;然后,针对该多控制器部署问题,设计了启发式求解算法;最后,通过仿真实验对该容错方法和部署算法进行验证.实验结果表明:该容错方法能够有效处理控制器中的错误,提高控制层的可靠性,但对系统的性能会造成一定程度的影响.同时,该部署算法能够有效降低处理OpenFlow请求的传输延迟.     

一种可应用于联盟链的拜占庭容错共识算法

针对联盟链应用场景,分析了目前应用最广泛的PBFT（practical Byzantine fault tolerance,实用拜占庭容错）算法中的高通信成本和主节点选取的问题,提出了OBFT（optimistic Byzantine fault tolerance,乐观同步拜占庭容错）算法。首先,针对高通信成本问题,OBFT算法通过动态超时时间实现了乐观同步拜占庭容错,并且结合了PBFT算法中的检查点协议,当触发超时时,说明此时节点处于异步状态,为了实现拜占庭容错,算法切换回部分同步拜占庭容错,即执行PBFT算法的commit阶段,并且以stable checkpoint为新一轮乐观拜占庭容错的起点。其次利用积分制优化了主节点选取过程,保证可供选择的主节点符合区块链最长链原则。最后通过本地多节点仿真实验表明,OBFT算法提升了数据吞吐量和可拓展性,并且有效地降低了交易延迟。     

一种基于信用的拜占庭容错共识算法

实用性拜占庭容错共识算法（PBFT）在联盟链中应用广泛,但存在时延高、吞吐量低和可扩展性差等问题。针对这些问题,文章提出一种基于信用的拜占庭容错共识算法（CBFT）。首先,增设候补节点集合,实现共识节点的动态加入和退出;其次,引入信用评估方案,根据共识节点在共识过程中的完成情况计算其信誉值,用信誉值评估节点的信用;最后,设计节点替换方案,当某个共识节点的信誉值低于设置的阈值时,用候补节点替换此节点,减少低信誉节点的共识参与率。仿真实验结果表明,与PBFT算法相比,CBFT算法共识时延更低,吞吐量和算法效率更高。     

联盟链中实用拜占庭容错算法的改进

针对实用拜占庭容错算法(PBFT)中存在的通信开销大、算法效率低等问题,结合联盟链特点,提出了一种改进的PBFT算法(score-PBFT,S-PBFT).引入节点评分机制,将节点划分为共识节点、候选节点和预备节点三种类型,并根据节点行为对节点进行动态调整,最大程度上保证共识节点的可靠性.改进了主节点的选举方式,以节点...     

基于推荐信任模型改进拜占庭容错共识算法

针对拜占庭容错算法存在通信开销大、节点选取简单、对恶意节点缺乏惩罚机制的问题,提出了一种基于推荐信任模型的改进拜占庭容错共识算法。引入P2P网络下的推荐信任模型,根据节点在共识阶段的行为,计算各节点的全局信任值,使用节点选取机制,解决节点选取简单的问题。全局信任值高的节点进入共识组,恶意节点被踢出共识组不再参与共识,解决恶意节点缺乏惩罚机制的问题。实验表明,R-PBFT较PBFT具有更低的网络开销和更高的容错性。     

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。     

多信道无线Mesh网络的多播信道分配算法

无线Mesh网络可用信道和节点接口的缺乏限制了多播树链路的可用带宽,致使网络吞吐量下降。针对该问题,提出支持多播的多信道多接口信道分配算法——LAMCA。该算法能最小化无线Mesh网络的干扰程度,并最大化网络吞吐量。仿真结果表明,与层次信道分配算法LCA相比,该算法在吞吐量性能方面较优。     

一种面向Web服务的拜占庭错误容忍算法

随着Web服务的高速发展,其可靠性已经受到了越来越多的重视.针对当前拜占庭错误容忍算法对Web服务支持的不足,提出并设计了一种面向Web服务的拜占庭错误容忍算法.该算法与著名的CLBFT算法有显著区别.在Web服务中,为了支持组合服务必须对进行通信的Web服务双方都创建复制品,而CLBFT算法只在服务器方创建复制品.使用基于状态机的主动复制技术,在进行通信的Web服务双方都创建复制品.引入接收窗口和接收点对异步环境下的消息进行批量确认,同步各复制品收到消息的时间.用I/O自动机给出该算法的自动机模型,并通过遵循TPC-App Benchmark规范的实验平台实现了算法,验证了算法可行性.     

基于码片标识的WMN多播纠错协议

在无线Mesh网络(WMN)媒体访问控制(MAC)层上,分层信标帧驱动协议(Layer-BLBP)存在高延迟、多次重传以及无法适应较大规模拓扑结构的问题。为此,提出一种基于码片标识的WMN MAC层多播纠错协议。该协议为每个节点指派一个全网唯一且相互正交的码片序列,利用码片对数据包进行加密,从而实现全网的信道共享。仿真结果表明,该协议在网络规模大、错误率高的环境下,仍能保证多播过程具有较低延迟和较少重传次数。     

无线Mesh网络负载均衡路由协议

提出一种多路径路由协议CLBRP。CLBRP协议通过分析MAC层帧传输情况实时评判各条路径的质量,从而进行合理的流量分配,对网络拥塞做出迅速有效的反应。在NS2平台上实现CLBRP协议并与其他路由协议进行性能对比,实验结果表明,CLBRP在网络整体负载均衡、拥塞避免、终端业务延迟、终端业务公平性等方面均有较好表现。     

无线Mesh网络中混合信道分配算法研究

根据多射频多信道无线Mesh网络的特点,提出一种基于节点干扰的混合信道分配算法。将节点间的链路分为正向链路和反向链路,通过概率模型分析链路干扰,计算节点间链路的权重,建立带权重的有向网络连接图。根据链路权重为节点固定接口分配信道,减小可切换接口在信道改变过程中引起的网络干扰。扩展的NS2仿真结果表明,该算法能有效降低链路干扰,提高网络吞吐量。     

多接口多信道WMN中的AODV扩展研究?

扩展仿真工具NS2以适应多接口多信道,研究并给出将无线网状网(WMN)中Ad hoc按需距离矢量路由(AODV)协议扩展成多接口多信道路由协议的方法和关键技术,给出在NS2中信道利用率的计算方法和适用于WMN的功率控制方法。仿真实验结果表明,扩展后的AODV能使多接口多信道WMN网络具有较高的吞吐量、信道利用率、投递率和较低的路由开销,提高网络性能。     

基于WMN物理特性的P2P超级节点选取机制

跳数对无线网络传输性能的影响以及P2P网络相邻节点物理位置的不相邻导致P2P网络信息检索延迟过大。该文提出基于无线网状网物理特性的超级节点选举机制。根据节点在网状网中的作用和位置特性确立Mesh子域,构建超级节点服务簇,使簇内节点的实际通信跳数较小,控制应用的端到端传输延时。仿真结果表明,该机制能降低约50％的信息检索延迟。     

WMN中基于传输成功率的网关部署算法

提出无线Mesh网络中基于传输成功率的网关部署算法——GA_TSR。在保证端到端成功率的基础上,利用贪婪策略部署网关,将网络分成互不相交的簇,每个簇满足一定的QoS保证。调整簇的边缘节点,优化网络传输的平均成功率。仿真实验表明,采用GA_TSR算法得到的网关数目与其他算法相比区别不大,但可提高10%~56%的网络传输平均成功率。     

基于多准则的无线网状网路由判据

通过对无线网状网几种现有路由判据的分析比较,提出了一种基于多准则的路由判据LB-WCETT,它综合考虑了链路质量、信道多样性以及信道负载等因素。仿真结果表明,该判据能使无线网状网性能得到较大的提高。