面向共享风险链路组故障恢复的多路径路由生成算法

为了在IP层恢复网络共享风险链路组(SRLG)故障,提出一种基于改进人工蜂群算法的网络多路径路由生成算法.针对SRLG故障特点建立多路径路由生成模型,最后通过改进人工蜂群算法求解.仿真验证该方法不仅可以生成满足SRLG约束的备用路径,还可以增强故障恢复能力、降低算法复杂度、缩短重路由的平均路径长度.     

无线Ad Hoc网络中可靠路由的研究

改进了ETX算法,提出了将动态ACK算法与改进的ETX算法相结合的新的链路状况监测算法,以便在选路时忽略质量不好的链路。建议了一种从中间节点开始恢复的备用路由机制以便在链路断时能快速恢复,取代了笔者之前提出的QDSR基于源节点的备用路由机制。NS2仿真实验结果表明,在节点移动速度较小的较大规模移动Ad Hoc网络中,改进后的算法明显减少了路由错误,并且减少了路由发生错误后重新找到一条路径所需要的平均时间。     

基于稳定链路MANETs路由协议的研究现状

移动自组网(MANETs,mobile Ad Hoc networks)中节点随机移动,且无固定基础设施、节点能量受限等诸多的因素影响了链路的稳定性,给路由协议提出了挑战.目前,研究人员对基于稳定链路的路由协议进行了深入的研究,并提出不同的基于稳定链路的路由协议.为此,首先对现有的基于稳定链路的路由协议进行分类,然后,分析了每类的经典协议的性能,最后,讨论基于稳定链路的路由协议的未来发展方向.     

一种基于SRLG分离的双路由选择策略

在计算机通信网中,链路故障往往会导致大量的连接中断,造成严重的损失。因此,为业务的连接请求预先分配工作与备用双路由是提高网络抗毁性的重要途径,而保证工作路由与备用路由SRIG（共享风险链路组）分离又是选路过程中的一个关键问题。文中列出了几种传统的SRLG分离双路由选择策略,针对它们的不足,提出了一种新的策略,并构建拓扑模型进行了仿真验证,最后,基于结果的理论分析对其作出了改进。与传统策略相比,新策略算法简单灵活,具有一定的实用性。     

基于关键网络状态的域内路由可用性研究

业界通常采用路由保护方案来提高域内路由可用性.然而已有的路由保护方案存在下面两个方面的问题:a)没有考虑网络中链路的失效概率,同等对待网络中所有的链路,事实上在互联网中,不同链路的失效概率是不同的,因此应该在路由保护方案中考虑链路的失效概率;b)将保护链路的数量作为设计目标,事实上方面某些链路出错的概率非常低,保护这些链路反而会增加开销,而另一方面某些链路出错的概率非常高,需要重点保护这些链路.因此应该将路由可用性作为路由保护方案的设计目标.针对上述两个问题,提出了一种基于关键网络状态的域内路由保护方案(RPBCNS),该算法首先通过链路失效概率计算出所有的关键网络状态,然后在每种关键网络状态下计算节点对之间相应的路径,保证节点对之间路径的多样性,从而使得尽可能多的节点对满足路由可用性需求.仿真实验将RPBCNS算法与主流算法ECMP、DC、path splicing分别在三个真实网络中进行对比,在网络可用性和节点对可用性满足率上RPBCNS的性能明显优于其他三种算法.仿真结果表明,RP-BCNS不仅具有较高的网络可用性,并且能够使得尽可能多的节点对满足路由可用性目标,更符合实时应用的实际需求.     

基于链路中断预测的AODV路由算法研究

在移动自组网中,节点的移动导致拓扑动态变化,已经建立的路由时刻存在中断的可能,而传统的AODV路由协议中的路由修复方法开销大、时延长。针对这一问题,提出了一种基于链路中断预测的改进路由算法。该算法在链路中断之前启用备用节点,尽量避免路由修复;在链路中断后,首先在本地进行链路修复,不成功再逐层由上游节点发起路由搜索。仿真实验结果表明,与传统AODV相比控制开销降低了40%,端到端时延减少了25%,提高了网络性能。     

基于优先级机制的卫星MPLS网络重路由策略

针对卫星之间传输时延大、误码率高和星上资源有限造成的重路由时延大和丢包率高的问题,提出了一种基于优先级机制的重路由策略,以最小干扰算法作为路由算法,将业务流划分成不同优先级,同时定义链路重复率,针对不同优先级业务选择不同类型的备份路径,从而保证卫星网络中业务流的Qo S。仿真结果表明,提出的优先级策略在时延、丢包率和重路由成功率方面优于传统的全局保护和局部保护方法,同时在算法复杂度上优于地面较新的基于回路的重路由机制,有效地提高了链路失效期间卫星网络的性能。     

基于人工免疫的工业认知无线网络路由机制

工业互联网（industrial Internet）已成为第四次工业革命的代表技术.根据工业网络数据传输服务的需求,以及针对工业无线网络拓扑相对稳定、流量规律变化等特点,提出了一种基于人工免疫系统（artificial immune system,简称AIS）的工业认知无线网络路由机制,包含基于链路质量的域内静态路由算法和基于多路径的域间动态路由算法,以实现工业网络的可靠路由.根据人工免疫系统特点,将工业网络的拓扑结构进行区域划分：提出了基于链路质量的域内静态路由算法,采用软硬件结合的方式监视网络链路,并根据移动窗口指数加权平均法计算链路丢包率;提出了基于多路径的域间动态路由算法,根据模式距离对节点的流量周期进行预测,防止节点因流量过大而导致丢包.基于OMNET++仿真平台进行仿真实验,结果表明,所提出的路由机制在应对突发流量时与组合定向地理路由算法相比,丢包率及网络开销分别降低1倍;应对链路失效的情况时与图路由算法相比丢包率降低4倍.     

软件定义网络中基于网络切片和ILP模型的路由方案

针对软件定义网络(SDN)中数据层的路由优化问题,提出一种基于网络切片和 整数线性规划(ILP) 多约束优化的路由方案。首先,根据多租户业务的链路需求,基于Kruskal算法对数据层中的链路资源进行网络切片,尽可能形成相互隔离的租户子网络。然后,在考虑链路约束和租户业务的服务质量(QoS)约束下, 以最小化传输延迟为目标, 构建一个ILP整数线性规划(ILP)路由优化模型,并获得最佳的路由方案。仿真结果表明,所获得的路由方案具有较少的共享链路,有效降低了链路拥塞和传输延迟。     

移动自组网的单向链路优化路由算法AODVUD

移动自组织网络路由协议多是基于双向链路提出,而单向链路在实用环境下普遍存在,严重影响着网络性能.本文在路由发现、双向链路感知和路由维护等方面对AODV路由算法进行改进,提出了一种基于单向链路的优化路由算法AOD-VUD.仿真实验表明该算法显著改善了报文端到端传榆率,相对于现有按需路由算法AODV和AODVUU有较显著的优势.     

车联网D2D通信中最大化频谱资源利用率分配算法

无线通信技术快速发展,终端设备不断增多,为缓解这一现象,提升系统网络容量,针对车联网蜂窝D2D(device to device)通信资源分配问题,提出了一种最大化频谱资源利用率分配算法.该算法以最大化频谱资源利用率为优化目标,在满足车联网通信的基本服务质量(quality of service,QoS)下,通过V2V(vehicle to vehi-cle)和V2P(vehicle to people)共享信道资源来提高频谱资源利用率.首先利用信道状态信息定义的链路增益因子为终端用户找到潜在的通信链路集合;然后证明终端用户复用链路资源时功率分配问题为一个凸优化问题,利用凸优化理论求得最优传输功率;随后求解最优的信道匹配问题,此问题为多对一的加权匹配问题,为降低算法复杂度用KM(Kuhn Munkres)算法来求解.仿真结果表明,所提算法较其他算法能够有效地提升系统吞吐量、提高频谱资源利用率、提升网络性能,优化车联网通信资源分配问题.     

网络平滑算法在流量工程中的应用

流量工程是当前IP网络解决QoS问题的关键技术之一。然而目前实现流量工程的LSP分布算法一般只对网络资源的利用率进行优化，可能导致网络负载的不平衡。文中引入网络负载平滑度的概念，定义了链路代价函数。针对当前主要的LSP分布算法“带宽．跳数算法”在网络负载平滑度方面的不足，提出由代价函数控制的网络平滑算法，并对算法进行了分析，最后给出相应的实验结果和结论。     

基于云网络架构的虚拟网络映射算法研究

云网络架构采用控制与转发分离机制实现了资源的灵活分配,为了满足云网络架构的资源分配符合多业务的资源需求,提出了一种基于云网络架构的虚拟网络映射算法,提高了资源利用率。建立的虚拟网络映射算法模型,给出了虚拟网络映射算法的约束条件和优化目标。针对语音、视频和数据3种业务进行了仿真,结果表明,提出的算法提高了控制资源利用率、转发资源利用率和链路资源利用率。     

A Global Optimal Mapping Method of Network based on Discrete Optimization Firefly Algorithm

In order to solve the current network rigidity and optimize the resource requirements of multiple virtual networks for synchronous mapping, improve the success rate of virtual network mapping requests, the long-term revenue and overhead ratio of the substrate network, node resource utilization rate and link resource utilization rate. A global optimal mapping method based on discrete optimization firefly algorithm is presented. Analyze the problem of virtual network mapping, map virtual nodes to physical nodes, and map virtual links to physical paths. According to the resource constraints of the virtual network and the substrate network, a multi-objective optimization model of the virtual network mapping is constructed, and the discrete fireflies optimization algorithm is used to obtain the global optimal solution of the virtual network mapping model to achieve the optimal allocation of global resources. The experimental results show that the discrete optimization firefly algorithm has a good performance in solving the virtual network mapping problem, and can effectively improve the virtual network request acceptance rate, node resource utilization rate, link resource utilization rate, and long-term revenue and cost ratio of the substrate network, ensuring Optimization of virtual network resources.     

一种保证NFV可靠性的最优备份拓扑生成方法

网络功能虚拟化（NFV）将服务功能链（SFC）映射到底层网络时,与传统的虚拟网络一样,会存在可靠性问题。本文针对NFV环境中的单链路故障,在考虑SFC拓扑设计和映射的基础上添加备份拓扑提高可靠性,再进一步简化备份拓扑,减少资源消耗。按照服务路径是否可分离,提出了两种最优备份拓扑的生成算法。仿真结果表明,最优备份拓扑在提高可靠性的基础上能够有效的减少备份带宽资源的消耗,提高资源利用率。     

云计算环境下资源调度系统设计与实现

在云计算环境下,对开放的网络大数据库信息系统中的数据进行优化调度,提高数据资源的利用效率和配置优化能力;传统的资源调度算法采用资源信息的自相关匹配方法进行资源调度,当数据传输信道中的干扰较大及资源信息流的先验数据缺乏时,资源调度的均衡性不好,准确配准度不高;提出一种基于云计算资源负载均衡控制和信道自适应均衡的资源调度算法,并进行调度系统的软件开发和设计;首先构建了云计算环境下开放网络大数据库信息资源流的时间序列分析模型,采用自适应级联滤波算法对拟合的资源信息流进行滤波降噪预处理,提取滤波输出的资源信息流的关联维特征,通过资源负载均衡控制和信道自适应均衡算法实现资源调度改进;仿真结果表明,采用资源调度算法进行资源调度系统的软件设计,提高了资源调度的信息配准能力和抗干扰能力,计算开销较小,技术指标具有优越性。     

一种基于链路级功率控制的分簇路由算法

针对非均匀网络环境下链路层的能耗控制问题,提出了一种基于链路级功率控制的分簇路由算法(CLPC算法)。CLPC算法基于最优连通功率成簇,并利用双信道机制和干扰反制策略在网络层解决链路层的冲突重传及信道访问公平性等问题,以期达到提高网络整体性能的目的。最优连通功率机制可以减少网络中节点间的冲突域,降低节点间的竞争强度;双信道机制则通过控制信道和数据信道分别对数据分组和控制分组进行收发,来降低数据传输的冲突概率,提高信道的空间复用率;干扰反制策略通过对具有高发射功率的干扰节点进行反制,来保障低发射功率的节点在共享信道上的公平性。实验仿真结果表明,CLPC算法进一步提高了网络的能量有效性和网络有效吞吐量。     

无线传感器网络中基于节点对链路质量的任务分配

为了提高无线传感器网络中的资源使用效率,提出了一种新颖的算法,即基于节点之间的链路质量将任务分配给一对协同工作的传感器节点。具体来说,算法基于两个相邻节点之间的链接质量来获得这两个节点组成的节点对的能力等级,然后为每个节点对分配一个任务等级(如通过计算强度衡量)可以与此节点对的能力等级相匹配的任务,以便每个节点对可以协同高效地执行每个任务。考虑到一个节点可能会与多个节点组成不同节点对,而这些节点对被分配到的任务可能出现冗余(具有相同任务等级的任务),所以需要调整这些任务以避免执行冗余任务。仿真结果表明,该算法不仅可以提高任务分配效率,而且可以平衡网络能耗。     

具有高可靠特征的无线虚拟网络映射方法研究

针对虚拟网络映射过程中链路资源受限和网络生存性问题，分别提出一种基于节点扩展资源的节点映射方案和一种虚拟网络重映射方案。为克服节点映射后链路映射阶段的资源不足问题，通过将节点扩展资源大的节点作为承载节点以确保链路映射的可靠性和高效性，链路映射阶段采用一种基于最小链路代价的映射方案以获得高可靠映射，在此基础上针对网络故障采取一种重映射策略，将失效节点迅速重映射至候选节点集中以确保虚拟网络服务的连续性。通过仿真对几种算法性能进行对比，结果表明所提算法在虚拟网络映射成功率、虚拟网络恢复成功率和资源负载利用率等方面均取得较好结果。     

A Cross-Layer Optimization and Design approach under QoS constraints for green IP over WDM networks

Energy consumption of communication networks is growing very fast due to the rapidly increasing traffic demands. It is important and valuable to find a way to save power for such networking systems. In this paper, we propose a Cross-Layer Optimization and Design (CLOD) approach to improve the energy efficiency of Internet Protocol (IP) over Wavelength Division Multiplexing (WDM) backbone networks under QoS constraints. CLOD makes use of the skew spatial distribution (i.e. 80–20 law) of traffic demands to construct the virtual topology of IP layer with a consideration of the cross-layer resource constraints. Also, CLOD takes advantage of the constraint-based routing to satisfy the QoS constraints in terms of allowed maximum hop count and allowed maximum link utilization. Taking into account the connection between base network design and network operation, CLOD dimensions the base network by using pattern of network operation and optimizes network power consumption by reconfiguring network to adapt traffic variation and the available resources. Simulation results indicate that CLOD can save power significantly and achieve near energy-proportional networks. In addition, an analysis on trade-off performance between the hop count and power consumption is given.