基于流量工程的网络性能监测和控制系统

网络性能的监测和控制是网络得以正常运行的重要环节。网络流量工程提出了网络性能评价的原理、体系和方法。文章对CERNET（中国教育与研究计算机网）主干网、CERNET到国际互联节点、CERNET到国内八大网络节点,提出基于网络流量工程的性能监测和控制的实现方案,并实现了端到端网络性能的测量和分析,为基于MPLS的网络性能优化和控制提供了有利的依据。通过该系统的实施,可以在CERNET主干网上建立Q－Bone,为高速网络应用提供服务质量的保证。     

网络断层扫描:理论与算法

网络测量为网络设计者与管理者提供网络内部细粒度的运行状态信息,是对网络进行高效管理与优化的基础.网络断层扫描是网络测量领域的一个研究热点,是一种端到端的网络测量方法.与传统网络内部测量方法不同,网络断层扫描利用端到端的测量信息计算和推断网络内部性能和状态,从而实现与网络组成和协议无关的网络测量,具有较低的测量开销.本文对近些年国内外学者在网络断层扫描研究领域取得的成果进行了系统总结.本文首先介绍了网络断层扫描的基本模型并指出了影响网络断层扫描性能的3个重要因素：监测节点部署、测量路径构造和测量数据分析;接着,依次归纳了在这3个影响因素方面的研究进展和研究成果;随后,分析了已有网络断层扫描方法在实际应用中存在的缺陷,并给出了应对这些核心缺陷的理论和关键算法.最后,本文基于现有研究成果讨论了网络断层扫描的发展趋势和进一步的研究方向.     

网络技术综述

本文分析了网络技术产生的时代背景，阐述了网格的体系结构、性能特性、系统软件及网格计算项目实现有关方面的内容，描述了网络技术的应用前景。     

一种基于网格的无线传感器网络路由协议研究

针对大规模高密度的无线传感器网络(WSNs)实时监测和突发事件处理的应用背景,提出了一种新的基于网格的WSNs路由协议,即GBRP协议。重点对网格建立、网格节点休眠机制和网格间路由过程进行了优化设计。仿真分析了网格边长对于协议性能的影响,并通过与LEACH协议的比较分析,表明了GBRP协议是一种高能效的路由协议。     

互连网络局部迭代负载平衡技术

新的基于网络的计算模式（如网格计算,云计算,P2P计算）的共同特点是计算节点之间都是通过互连网络进行通信。对互连网络各个计算节点产生的工作负载进行平衡是提高计算系统性能的关键。文章介绍了近年来在互连网络上使用局部迭代方式求解负载平衡问题在算法设计及其性能分析反面的若干基本研究成果。     

系统域网络基于消减策略网络断层扫描方法

系统域网络是高性能计算机、数据中心的重要组成部分,当前系统域网络存在网络规模庞大,内部链路繁多,网络流量行为复杂和各种应用对网络性能状况敏感度高等特点,致使采用传统网络断层扫描方法进行性能测量的计算复杂度呈指数级增长。针对上述问题提出了一种基于消减策略的网络断层扫描方法(network tomography based on reduction strategy,NTRS)。该方法提出了预处理原则对实际物理拓扑进行策略约束,充分利用内部链路已知的性能信息缩小性能测量网络区域和关键链路覆盖,依据测量结果计算链路性能协方差,筛除性能状况较好的链路集合,实现链路数量的有效约简,进而很大程度上提高了网络诊断的准确性。通过模拟实验验证了NTRS方法的有效性,实验结果表明该方法能缩小链路性能参数的测量规模,降低计算的复杂度。     

一种异构网络环境中的性能管理策略

文中针对一种特殊环境下的异构网络,研究其环境下的通信过程中所呈现的传输特征。利用在网络监测过程中得到性能参数的统计信息对网络传输性能进行分析,并对网络性能管理中性能参数的变化规律进行讨论,论述了统计分析基本原理在性能评估中的应用。提出了在测量和分析过程中需要考虑的因素以及进行分析的方法,为管理人员直观了解网络运行状况提供了依据。     

软件定义网络的测量方法研究

测量技术是状态监测、性能管理、安全防御等网络研究的基础,在网络研究领域具有重要地位.相较于传统网络,软件定义网络在标准性、开放性、透明性等方面的优势给网络测量研究带来了新的机遇.测量数据平面和测量控制平面的分离,启发了通用和灵活的测量架构的设计与实现;标准化的编程接口,使得测量任务可以快速地开发和部署,中心化的网络控制可以基于反馈的测量结果实时地优化数据平面的硬件配置和转发策略,数据平面基于流表规则的处理机制支持对流量更加精细化地测量.但是,软件定义网络测量中额外部署的测量机制造成的资源开销与网络中有限的计算资源、存储资源、带宽资源产生了矛盾,中心化的控制平面也存在一定的性能瓶颈,这是软件定义网络测量研究中的主要问题和挑战.分别从测量架构、测量对象两方面对当前软件定义网络测量研究成果进行了归纳和分析,总结了软件定义网络测量的主要研究问题.最后,基于现有研究成果讨论了未来的研究趋势.     

基于智能网络磁盘的存储网格研究

存储网格的实现方式一直是人们关心和亟待解决的问题.在对存储网格和智能网络磁盘的概念进行叙述和分析之后,提出了基于智能网络磁盘的存储网格实现方式.通过在高速局域网上的相关实验和理论探讨,给出了存储网格的这种实现方式的优点、缺点和可行性.这种实现方式的特点是:可以用多种存储设备来构成存储网格;用户可以采用不同厂家的产品提供存储网格共享,可以提供不同的服务质量;设备之间完全独立、互不影响;可以根据存储设备提供的存储容量和存储服务质量来进行收费,对计算网格计费问题的解决提供借鉴和参考;采用松散耦合的、可动态扩展的体系结构,统一的存储空间,扩展性几乎不受任何限制.     

一种异构网络环境中的性能管理策略

文中针对一种特殊环境下的异构网络,研究其环境下的通信过程中所呈现的传输特征.利用在网络监测过程中得到性能参数的统计信息对网络传输性能进行分析,并对网络性能管理中性能参数的变化规律进行讨论,论述了统计分析基本原理在性能评估中的应用.提出了在测量和分析过程中需要考虑的因素以及进行分析的方法,为管理人员直观了解网络运行状况提供了依据.     

基于网格计算的校园数字化网络建设

网格计算（Grid Computing）,伴随着互联网技术迅速发展起来。它将地理上分布的计算资源充分整合,以协同解决大规模的复杂问题。本文分析了校园网的局限性,将网格计算技术引入到校园网中,以期解决校园网内资源共享问题。     

Agent域的Web Services资源管理模型

Web网格是一个新的研究领域,网格环境相对于一般网络环境有着更为复杂的特征,实现有效的网格计算还有很多需要解决的问题。在网格环境里如何有效地管理Web Services资源是影响网格计算是否成功的最重要因素之一。本文通过分析Web网格资源管理的现状以及目前Web网格资源管理技术中的不足之处,提出了基于Agent域的Web Services管理模型。     

基于Web的分布式网络性能测量平台研究

IP网络规模的扩大和新应用的不断出现,网络性能测量与监控日渐成为网络管理及网络运营商的一项重要内容;网络性能测量技术涉及参数较多,仅凭人工测量难度较大,准确性差,难以反映网络当前运行的真实性能状况;为了对网络性能进行有效的测量,阐述了网络性能测量的基本概念,介绍了分布式计算理论基础和计算流程,构建了一种基于Web的分布式网络测量平台,并在校园网环境下部署该平台进行实验,验证了该平台的有效性.     

A Grid resource brokering strategy based on resource and network performance in Grid

To achieve high performance distributed data access and computing in Grid environment, monitoring of resource and network performance is vital. Our proposed Grid network monitoring architecture is modeled by the Grid scheduler. The proposed Grid network monitoring retrieves network metrics using sensors as network monitoring tools. The mobile agents are migrated to start the sensors to measure the network metrics in all Grid Resources from the Resource Broker. The raw data provided by the monitoring tools is used to produce a high level view of the Grid through the set of internal cost functions. The network cost function is formed by combining various network metrics such as bandwidth, Round Trip Time, jitter and packet loss to measure the network performance. This paper presents the Grid Resource Brokering strategy which analyzes the network metrics along with the resource metrics for the selection of the Grid resource to submit the job and the proposed approach is integrated with CARE Resource Broker (CRB) for job submission. The experimental results are evident for the minimization of job completion time for the submitted job. The simulation results also prove that the more number of jobs are completed with the proposed strategy which influences the better utilization of the Grid resources.     

一种基于多播推测丢包率的算法

网络层析是近年新兴的一个网络研究领域,它利用端到端的性能测试结果推导网络内部性能特征或拓扑结构,克服了传统网络测量技术的一些缺陷.丢包率层析的主要方法是利用最大似然估计(MLE),但是计算复杂度高且计算时间较长;基于伪似然估计(PMLE)方法可以较快估计各链路丢包率,但是在非叶节点链路的误差较大.为了克服以上缺点,本文基于多播网络的端对端测量,结合MLE和PMLE提出一种推算网络内部各链路的丢包率算法.通过仿真证实该算法估测的结果能真实地反应网络内部丢包趋势,在推测精度较好的情况下,计算量减少,计算复杂度降低.     

Artificial Neural Network support to monitoring of the evolutionary driven security aware scheduling in computational distributed environments

Monitoring of the system performance in highly distributed computing environments is a wide research area. In cloud and grid computing, it is usually restricted to the utilization and reliability of the resources. However, in today’s Computational Grids (CGs) and Clouds (CCs), the end users may define the special personal requirements and preferences in the resource and service selection, service functionality and data access. Such requirements may refer to the special individual security conditions for the protection of the data and application codes. Therefore, solving the scheduling problems in modern distributed environments remains still challenging for most of the well known schedulers, and the general functionality of the monitoring systems must be improved to make them efficient as schedulers supporting modules.In this paper, we define a novel model of security-driven grid schedulers supported by an Artificial Neural Network (ANN). ANN module monitors the schedule executions and learns about secure task–machine mappings from the observed machine failures. Then, the metaheuristic grid schedulers (in our case—genetic-based schedulers) are supported by the ANN module through the integration of the sub-optimal schedules generated by the neural network, with the genetic populations of the schedules.The influence of the ANN support on the general schedulers’ performance is examined in the experiments conducted for four types of the grid networks (small, medium, large and very large grids), two security scheduling modes—risky and secure scenarios, and six genetic-based grid schedulers. The generated empirical results show the high effectiveness of such monitoring support in reducing the values of the major scheduling criteria (makespan and flowtime), the run times of the schedulers and the grid resource failures.     

基于包对推测丢包率的简化算法

在进行网络测量时，有时只能获得端到端的数据，然而得到网络内部的信息对网络性能的认识是非常重要的，因此就需要从网络端到端测量得到的数据推测网络内部链路的数据。本算法是基于单播网络的端到端测量的，利用包对进行统计，运用最大似然估计和EM算法进行计算，从而推算网络内部节点的丢包率。我们在文中给出了算法的逻辑分析和仿真结果。     

网络并行计算系统模型

网络并行计算系统是以网络为基础的并行计算系统,该系统在近些年中随着高性价比CPU和高速网络技术的发展逐渐引起人们的关注。文章正是从这种情况出发,对网络并行计算环境进行了抽象的分析和描述,并建立了一个网络并行计算系统的模型,该模型为理解、分析和评价一个实际的网络并行计算系统提供了有力的工具。     

Modeling and analysis of the effects of QoS and reliability on pricing, profitability, and risk management in multiperiod grid-computing networks

In this paper we develop a network equilibrium model for optimal pricing and resource allocation in Computational Grid Network. We consider a general network economy model with Grid Resource Providers, Grid Resource Brokers and Grid Users. The proposed framework allows for the modeling and theoretical analysis of Computational Grid Markets that considers a non-cooperative behavior of decision-makers in the same tier of the grid computing network (such as, for example, Grid Resource Providers) as well as cooperative behavior between tiers (between Resource Providers and Grid Brokers). We introduce risk management into the decision making process by analyzing the decision-marker's reliability and quality of service (QoS) requirement. We analyze resource allocation patterns as well as equilibrium price based on demand, supply, and cost structure of the grid computing market network. We specifically answer the following questions with several numerical examples: How do system reliability levels affect the QoS levels of the service providers and brokers under competition? How do system reliability levels affect the profits of resource providers and brokers in a competitive market? How do system reliability levels influence the pricing of the services in a competitive environment? How do users' service request types, QoS requirements, and timing concerns affect users' behaviors, costs and risks in equilibrium? How does the market mechanism allocate resources to satisfy the demands of users? We find that for users who request same services certain timing flexibility can not only reduce the costs but also lower the risks. The results indicated that the value of QoS can be efficiently priced based on the heterogeneous service demands.     

网格网络传输性能优化方法

TCP协议广泛应用于可靠的端到端的拥塞控制网络通信,也是应用于几乎所有分布式计算网络的协议。随着网格技术的发展,广域网的性能成为其中关键的组成部分,但操作系统中与TCP相关的协议栈仍然仅适用于昨天的网络速度,很多高性能的网格只使用了带宽的一小部分。先介绍了一些优化网络性能的调节缓冲区大小的方法并讨论了它们的特点,最后详细说明一个合理可行的网格通用传输机制。