基于行为模型的IP Forwarding异常检测方法

通过研究网络流动态特征,基于路由变化、流变化和包延迟,以及IP报文头信息（例如TTL、源/目的地址、报文长度和路由器时间戳）建立网络行为模型,通过高性能测量和在线分析网络流和路由信息对初始网络异常产生实时报警,实现了IP forwarding网络异常的有效检测和识别。定义了网络行为模型的五种功能模块,通过关联空间和时间状态信息检测识别网络异常为大范围监测网络提供强大支持。     

6LoWPAN中route-over分片转发策略的改进

6LoWPAN使得在无线传感网络上进行基于IPv6的数据传输成为可能, 它定义了route-over和mesh-under两种路由策略. 针对传统的route-over策略在分片转发中存在的问题, 提出了基于虚电路的route-over分片流水转发策略, 详细介绍了该改进策略的详细设计, 即根据第1个分片的IP压缩头部信息建立后续分片的转发映射. 仿真实验结果表明, 改进的策略较原始策略在网络传输和时延上有更好的表现.     

GMPLS-enabled MPLS-TP/PWE3 node with integrated 10 Gbps tunable DWDM transponders: design and experimental evaluation

In this paper we propose a more cost-efficient alternative to current transport network technologies (SONET/SDH) based on the high-bandwidth transport and deterministic performance of the optical circuit technologies (i.e., WSON) along with the efficient aggregation and statistical multiplexing of a packet transport technology (i.e., MPLS-TP) to support IP and Ethernet services. The purpose is to achieve cost reductions, simplified operations and flexible scalability in transport networks. We present the architectural design, implementation and the performance evaluation of the forwarding capabilities of a MPLS-TP/PWE3 node with integrated 10 Gbps tunable DWDM transponders, extending the GMPLS-enabled WSON transport network of the ADRENALINE Testbed. The node has been implemented using commercial off-the-shelf hardware and the forwarding engine has been implemented using open source software. An evaluation of the node is provided by means of analyzing the obtained throughput and CPU usage in different evaluation scenarios with different traffic grooming and traffic aggregation strategies.     

MPLS技术在移动计算中的应用

移动IP协议允许移动用户在互联网上进行移动接入。多协议标签交换(MPLS)融合了ATM快速交换中的高效性和简单性。文章将MPLS技术引入移动IP中,充分利用了MPLS技术的优点,使得移动IP不再需要利用隧道来传递分组。相反,整个的转发过程都是在MPLS层上处理,MPLS交换远远快于传统的IP分组转发业务,大大减少了传输和分组处理时延并且扩展了移动IP的可用性。     

二维转发表的分解存储模型

现有互联网基于目的IP地址实施报文转发,传输过程没有关注源IP地址,转发策略不够灵活.基于目的IP地址与源IP地址的二维路由,支持网络提供更灵活的转发服务.但是,源IP地址的引入会急剧增加转发表（forward information base,简称FIB)的存储空间,大幅增加硬件成本.提出了一种二维转发表分解存储模型（decomposition storage model of two-dimensional FIB,简称DSTF),基于目的IP前缀对转发表进行分解存储.它把归属于同一个簇头IP前缀（cluster-head IP prefix,简称CP)的二维转发项集合作为一个子二维块（sub two-dimensional block,简称STB),并根据STB所属CP的不同,将转发项存储到不同的线卡（line card,简称LC).报文转发时,系统可根据CP与LC间的对应关系,快速定位报文的宿主线卡（LC_host),并在宿主线卡中实施转发处理.实验结果表明,该模型能将二维转发表均衡存储在不同线卡上,有效地减少了二维转发表在路由系统中的存储空间.     

Performance modeling of beaconless forwarding strategies in multi-hop wireless networks

Recently, routing protocols for mobile ad hoc networks (MANETs), which use position information to improve their efficiency, have been actively studied. In this paper, we develop a mathematical model to evaluate the performance of the beaconless routing algorithm (BLR). We also propose a new forwarding strategy named distance-aware forwarding (DAF) and compare the performance of DAF with that of the traditional strategy referred to as most forwarding within radius (MFR).BLR can efficiently reduce redundancy in its transmissions for flooding. When a node receives a packet, a time variable referred to as deferring time is calculated using the positions of the sender, receiver, and final destination of the packet. Each node forwards the packet after this deferring time unless it notices that another node forwards the same packet during the deferring time. As a result, only the node that is assigned the shortest deferring time forwards the packet. It is important to make this deferring time as short as possible to reduce the total deferring time in a multi-hop transmission.Numerical results demonstrate that the proposed strategy reduces the total deferring time in a multi-hop transmission, although the number of hops slightly increases. We also make a performance analysis considering packet collisions and suggest an implementation guideline of the transmission range.     

宽带无线接入系统中TCP/IP头压缩技术研究

以WiMAX数据链路层研究为背景,对宽带无线接入系统中TCP/IP数据包的包头压缩算法的可行性进行了详细分析.利用无线链路层ARQ的辅助信息对TCP报文段IP分组头部进行可恢复的最大程度压缩.在数据包的收发两端维护相关表项,可对传输过程中不改变的相关字段进行压缩,提高无线带宽的利用率.     

散列索引多分支Trie树快速路由查找算法

路由器的主要任务是转发IP分组,实现高速分组转发的关键是快速的路由查找算法。我们针对IPv4地址,首先建立前缀长度为8、16和24的3张hash表,在此基础上,再分别针对不同长度的前缀建立最多只涉及其余8比特的多分支Trie树。在这种结构中进行IP路由查找,其存储器访问次数最多为7次,而且还具有易于更新、易于扩展等特点。     

高速地址Cache-散列表的应用

路由交换机对IP进行转发时，一般需要查找路由表获得转发路径。但在网络层上实现此功能是一个耗费时间的过程，特别是在一个比较大网络中进行路由交换时，其路由表会相当庞大，路由查找就成了交换机的一个瓶颈。为了解决这个问题，可采用高速地址缓存来加快路由查找过程。其基本思路是第一次IP包的路由确定后，以后的包直接转发，在具体实现中，需要有一个高速地址缓存为暂存路由信息，以便使后续的到达同一目的地的IP包块通过路由交换机。文章对高速地址缓存的实现进行了探讨。     

基于NAI和可变传输层标识的移动IPv6方案

该文分析了当前移动IPv6方案的不足,提出了基于NAI和可变传输层标识的移动IPv6方案。该方案提出主机用NAI唯一标识,无固定家乡IP地址,IP地址在网络接入点自动配置。传输层的连接标识绑定到NAI-IP映射表表项而不是IP地址。通过地址改变消息动态改变表项中的IP地址,实现传输层标识随对端IP地址的改变而改变,达到动态匹配,从而保持了传输层的连接,实现了IP移动性。该方案不需要IPv6扩展包头,大大减小了包头长度,提高了数据净荷的传输效率。避免了对每个报文的包头选项处理,提高了处理效率。不需要家乡IP地址,减少了IP地址的占用。     

Enabling inter-PMIPv6-domain handover with traffic distributors

As a network-based localized mobility management protocol, Proxy Mobile IPv6 (PMIPv6) Gundavelli et al. (2008) enables mobile node (MN) to move in a local domain without any involvement in the protocol signaling. In contrast to other mobility protocols (such as cellular IP (CIP) Valkó, 1999, and hierarchical mobile IP (HMIP) Soliman et al., 2005), PMIPv6 does not require any upgrade of MN's protocol stack. Instead, PMIPv6 employs network entities to handle the handover for MN. However, the PMIPv6 can only manage MN's reachability within a local domain. If MN moves beyond the border of PMIPv6 domain, the mobility support will be broken. To provide MN continuous support across domains, we propose a solution to interconnect neighboring PMIPv6 domains. In our proposal, we have introduced a new network entity called traffic distributor (TD). The TD is used to deliver the cross-domain traffic. If MN moves across domain borders, LMA will notify the TD and the TD will redirect MN's traffic to the new domain. To evaluate our proposal, we conduct experiments to compare it with Neumann et al., 2009a, Neumann et al., 2009b proposal which is another proposal to handle inter-PMIPv6-domain issues. Results show that our proposal is a feasible alternative for inter-domain handover, and it outperforms Neumann's proposal in terms of binding cache entry number, transmission delay and handover delay.     

高速地址Cache--散列表的应用

路由交换机由IP包进行转发时，需要查找路由表获得转发路径。但在网络层上实现此功能是一个耗费时间的过程，特别是在一个比较大的网络中进行路由交换时，其路由表会相当庞大，路由查找就成了交换机的一个瓶颈。为了解决这个问题，可采用高速地址缓存来加快路由查找过程。其基本思路是第一次IP包的路由确定后，以后的包直接转发。在具体实现中，需要有一个高速地址缓存路由信息，以便使后续的到达同一目的地的IP包块快速通过路交换机。对高速地址缓存的实现进行了探讨。     

车载Ad Hoc网络中基于移动网关的数据传输

由于车载Ad hoc网络拓扑的动态变化及车载节点的快速移动,应用现有传输方法在其上进行Internet接入点向移动车辆(Infrastructure-to-Vehicle,I2V)数据传输时成功率较低,而且传输延迟高、延迟抖动大.为了解决这一问题,文中利用公交车路线固定、运行特征可预测、节点及线路分布稠密等特性,将公交车作为移动网关(Mobile Gateway,MG),提出了一种新的基于MG转发的I2V数据传输方法(Mobile Gateway based Forwarding,MGF).文中首先将公路网模型化为状态-空间图,再运用马尔可夫决策方法建立了一种基于MG转发的I2V数据传输优化模型,然后通过对模型求解得出I2V数据传输的最优转发决策,最优转发决策指的就是每个状态下对应的最优动作序列,最后在目的车辆行驶轨迹上选取满足传输成功率阈值,并使I2V传输延迟最小的路口节点作为数据包与目的车辆的最优汇聚节点,即目标节点.应用MGF方法,MG节点将以最优概率转发序列向目标节点转发数据包.文中利用模拟平台对MGF方法的传输性能进行了评估,结果表明该方法在满足传输成功率阈值前提下,能够获得最小传输延迟期望.理论分析同样也证明了该方法的有效性.     

无线Mesh网络中的路由分析与设计

由于无线Mesh网络拓扑结构的动态变化以及无线信道的不稳定性,如何设计无线Mesh网络的路由协议成为决定其性能的关键因素之一。文中主要研究与分析了Mesh网络现有的几种典型的三层路由协议（DSDV和AODV）,并针对三层路由的Qos较大受限于网络拓扑结构变化的缺陷与不足,提出了一种基于二层路由的网络模型,将数据包的转发以及通信链路的建立和维护放到Mac层完成。模拟仿真测试表明,二层路由对数据包转发的效率有较大的改进,同时也有效地减少了路由开销和端到端的时延。     

基于链路稳定度的车载网路由协议研究

针对车载网中节点移动速度快,拓扑结构变化速度快的特点,以及AODV协议广播式路由链路存活时间短、平均端到端时延大等问题,提出了一种通过计算链路稳定度的方式来改进AODV协议.在节点进行广播时,首先计算转发角度,然后,再将投影最长和链路生存时间最长作为综合选择条件,以此高效地选择路径相对较短以及链路相对稳定的路由.通过这种方式,改进后的AODV协议很好地解决了网络中链路易断裂的问题,提高了数据包的投递率,降低了平均端到端的时延.利用NS2仿真软件进行性能仿真,结果表明:改进后的AODV协议在包递率、平均时延和吞吐量方面优于传统模型.     

一种基于哈希表和Trie树的快速IP路由查找算法

Internet的飞速发展要求核心路由器每秒能转发几百万个以上的分组,实现高速分组转发的关键是路由表的组织和快速的路由查找算法。论文提出了一种基于8比特的前向查找表(LFT)和7比特的简单二进制回退查找Trie树(HBT)的IP路由查找算法。算法综合考虑了IP地址的分布特点,兼顾了查找速度、存储空间利用、硬件实现,以及向IPv6过渡等几个因素。具有算法简单、查找速度较快、存储空间利用率较高、易于扩展和便于硬件实现等特点。     

移动互联网络动态匿名算法设计与分析

提出了一种匿名算法,通过在IP层动态变化源地址,实现匿名通信。该算法在发送报文时动态建立匿名链路,加密记录中间结点地址,形成一个源地址在最内层,最后一跳节点地址在最外层的洋葱地址数据。在报文应答时,按照发送时形成的洋葱地址数据逐跳回送应答报文。这样既有效保证了发送方匿名,又保证了源地址信息不丢失。分析表明,该算法动态隐藏源地址,匿名度高,带宽消耗低,加解密次数少,时延短,可以为移动互联网络提供优质的网络层匿名通信服务。     

mesh网络中基于效用转发的网络编码算法

在已有的无线Mesh网络路由算法的基础上,针对网络的动态变化性和差异性等因素带来的问题进行了研究,提出一种基于效用转发的网络编码算法.首先利用节点间的历史通信数据,动态获取不同网络环境下影响效用值的各因素所占的权重值;然后在簇头节点和汇聚节点处进行二维随机线性网络编码,结合节点的剩余能量、效用值和丢包率判断节点能否进行编码,并且采用编码包优先传输的策略转发数据包;最后综合利用网络时延、效用值和节点间的跳数,选择最优的下一跳转发节点.仿真结果表明,该算法能更好地提升数据包的转发效率,降低传输时延,提高网络的性能.     

VANET中一种基于概率转发的AODV路由协议

泛洪被作为实现广播通信的最简单的技术,广泛应用于车联网VANET(vehicular Ad Hoc network)路由.然而,由于VANET中节点的快速移动以及网络拓扑动态变化,简单的泛洪容易导致大量的冗余数据包,并引发广播风暴.为此,以典型的按需式距离矢量路由协议AODV (Ad Hoc on-demand distance vector)为基础,提出基于概率转发的AODV路由协议,记为AODV_P.AODV_P协议利用概率转发机制替代AODV中的泛洪.节点利用距离、密度信息计算转发概率,并依据转发概率设置计时器.计时器时间越短,成为下一跳转发节点的可能性越大.仿真结果表明,提出的AODV_P能够有效降低冗余数据包,缓解广播风暴问题.与AODV协议相比,AODV_P在传输时延、数据包传输率方面得到了有效提高.     

无线多跳网络中支持多媒体QoS的中继节点转发队列调度算法研究

随着网络应用的日益广泛,一个通信网络往往需要支持多种业务。文章针对无线多跳网络,中继节点采用FIFO队列转发数据产生的时延累计效应导致的实时性服务不可用问题,提出了按照数据类型和数据包剩余时延对转发队列中数据包重新排序的策略。此策略能够在保持非实时性应用数据包时延可容忍的情况下,有效降低多媒体数据包的平均传输时延和整个系统的丢包率。