天地一体化信息网络域间路由协议NTD-BGP

天地一体化信息网络是中国"科技创新2030"的重要项目,也是未来互联网发展的重点方向。域间路由协议是实现天地一体化信息网络中各类卫星网络与现有地面网络有效融合的关键,然而,卫星网络具有网络拓扑高动态的特性,使得现有域间路由协议的部署面临巨大挑战。该文在现有普遍应用的域间路由协议BGP(border gateway protocol)的基础上,提出了一种网络拓扑解耦的边界网关协议NTDBGP。NTD-BGP引入独立于物理拓扑变化的域间邻居发现机制和主动路由更新模块,结合卫星运动的可预测特性,解耦网络拓扑与域间邻居关系和路由更新之间的映射关系,实现低开销、高稳定的域间路由。试验结果表明:NTDBGP在维持域间邻居关系、减少路由更新时间以及保持网络稳定性等方面明显优于传统BGP。     

BGP网络故障模型与检测算法

BGP网络故障严重影响自治系统间的网络性能,根据Internet中观测点获得的BGP路由信息,描述域间路由系统的BGP网络模型,建立BGP故障事件模型,为BGP网络的拓扑变化提供一种简明的描述方式.根据高度时间相关性的BGP路由事件触发的网络拓扑变化,提出查找故障链路的近似算法.提出的BGP网络故障查找模型和算法能够比较准确地检测Internet域间路由系统中的路由异常事件.     

边界网关协议BGP-4中的路由策略与信息传播

边界网关协议 (BGP- 4 )是目前用于广域网的最主要的域间路由协议。分析了 BGP协议中链路状态信息和网络拓扑结构的关系 ,指出了路由策略对 BGP路由信息传播的影响。提出了根据具体的 BGP路由策略分析路由信息最优传播过程的方法 ,从理论上证明了方法的有效性 ,并在几种典型的拓扑结构下使用该方法分析了路由信息传播的过程和传播的信息量。成果已经用于指导实际的网络配置、管理和 BGP- 4协议的实现     

域间路由错误管理

域间路由是支持因特网的运行关键技术。研究了对域间路由错误管理。错误管理将根据在域间连接上采集路由交互信息构造自治系统级的拓扑结构图 ,通过与实际拓扑结构比较 ,进行错误判别和定位 ,并提供错误恢复所需信息。定义了自治系统、边界路由器、路由和连接等这些域间路由中的基本对象 ,描述了它们之间的关系 ,形式化地定义了自治系统级网络拓扑图。在此基础上提出了拓扑图的构造算法、错误判别算法和错误定位算法 ,并分析了各种算法的复杂性。以应用于实践的“在线智能 BGP- 4分析仪”为例 ,说明了上述理论算法在实际中的具体应用和效果。该文的理论研究在路由协议的测试和网络管理工作中的指导作用     

基于测量聚类的网络拓扑推断算法

为了减少基于端到端时延的拓扑推断算法中产生的测量流量,根据网络中端到端时延的特点,提出了一种测量聚类算法和两阶段拓扑推断算法.测量聚类算法在测量时首先粗略测量网络节点的端到端时延,根据时延对节点进行聚类,然后根据节点的聚类测量节点对的端到端时延并计算节点相关性,最后通过两阶段拓扑推断算法推断网络拓扑结构.理论证明了测量聚类算法能够有效减少测量产生的测量流量并通过NS2进行了仿真,仿真结果表明测量聚类算法和两阶段拓扑推断算法在有效减少测量流量的情况下能够正确地推断网络的拓扑结构.     

BGP网络故障的建模与研究

BGP网络故障严重影响自治系统问的网络性能,根据Internet中观测点获得的BGP路由信息,描述了域问路由系统的BGP网络模型,并建立了BGP故障事件模型,为BGP网络的拓扑变化提供了一种简明的描述方式,为BGP网络故障检测提供了模型基础。     

系统聚类树算法在网络拓扑判定中的研究

网络拓扑结构的判定是网络层析成像技术在大规模网络中应用的关键问题.主要讨论通过对网络上的主机进行单播的测量来获得网络的逻辑拓扑,提出运用系统聚类分析法进行拓扑判定的新方案.首先介绍了基于延时的“三明治”网络测量方案及相关网络拓扑判定方案,在此基础上提出更为高效准确的运用统计聚类模型进行拓扑判定的系统聚类树算法,最后通过实验将该算法与合并似然树算法进行了比较与分析.     

基于UDP的空地一体化网络域间路由实现

空地一体化网络场景下,传统基于TCP的域间路由协议BGP难以满足空地一体化网络拓扑结构频繁变化、邻居连接需要快速建立的要求。通过审视空地一体化网络中地面网络之间快速建立BGP邻居连接的需求,实现了一种基于UDP传输的域间路由协议BGP-U(border gateway protocol based on UDP)。针对空地一体化网络设计了BGP-U状态机,采用UDP实现了BGP-U,给出了BGP-U的请求端和服务端实现关键数据结构和邻居关系交互流程。实验仿真表明,采用UDP的BGP-U有利于大规模地面网络邻居关系的快速建立,有着更好的并发响应性能。     

基于层析成像技术的网络拓扑判定研究

Internet已经成为规模巨大的异构分布式网络,对互联网络拓扑进行判定很困难.现在已有的网络拓扑测量工具主要依赖于所有的中间路由器在测量期间提供的信息.本文分析了大规模异构网络中网络拓扑结构的判定中遇到的问题,研究网络层析成像技术,通过对网络上的主机进行单播的"三明治"测量方案来获得网络节点时延,并给出网络拓扑判定的系统聚类树算法,通过实验验证了系统类聚算法的拓扑数判定结果.在大型网络中使用网络层析成像技术进行网络拓扑推演可行而且具有优势,该方案可以取代TRACEROUTE等工具作为大型网络拓扑判定的解决方案.     

基于层析成像技术的网络拓扑判定研究

Internet已经成为规模巨大的异构分布式网络,对互联网络拓扑进行判定很困难.现在已有的网络拓扑测量工具主要依赖于所有的中间路由器在测量期间提供的信息.本文分析了大规模异构网络中网络拓扑结构的判定中遇到的问题,研究网络层析成像技术,通过对网络上的主机进行单播的＂三明治＂测量方案来获得网络节点时延,并给出网络拓扑判定的系统聚类树算法,通过实验验证了系统类聚算法的拓扑数判定结果.在大型网络中使用网络层析成像技术进行网络拓扑推演可行而且具有优势,该方案可以取代TRACEROUTE等工具作为大型网络拓扑判定的解决方案.     

AS级Internet拓扑基本特征量演化分析

基于CAIDA项目授权的海量数据,结合复杂网络的研究理论和方法,进行了AS级Internet拓扑的CCDF-degree幂律分析和节点时效分析.结果表明,随着AS级Internet拓扑结构的演化,高度值节点部分较为稳定,保持了网络的聚集特性和幂律性,但这部分节点随时间变化逐渐丧失有效连接,同时度值较低的节点的活动比较动荡,Internet的拓扑结构呈缓慢均匀化的趋势.     

抑制BGP路由表增长方法的研究

以增长趋势日益明显的BGP路由表为研究对象,针对在路由表中包含大量前缀长度大于地址分配策略所规定值的路由,基于模式匹配的路由过滤方法,建立了BGP路由前缀扩展列表的路由过滤数学模型,进一步讨论了AS级路由覆盖机制.仿真结果表明,该方法能够有效地滤除前缀长度不符合策略规定的路由,且能满足抑制路由表快速增长的要求.     

基于智能电表数据的配电网络拓扑修正

在现代的智能电网系统中,一个优秀的配电网络,不仅要能稳定高效地为千家万户传输电力,而且还要能获得清晰的拓扑网络关系,这对整个电网的研究有着重要的作用。对于网络拓扑的研究,通常采用的是传统的树搜索法等算法进行拓扑关系辨识,但是这些方法的辨识效果不高。随着智能电表地普及与应用,对配电网络的辨识提供了一种有效的方法。为了得到更加精确的拓扑关系,提出一种基于智能电表数据的配电网络拓扑的修正方法,相比之下有更高的辨识效果。     

特种设备安全事故时间序列拓扑网络特征研究

 为揭示特种设备安全事故时间序列的非线性动力特征,以2005—2020年中国不同类型特种设备安全事故时间序列为对象,采用可视图法将特种设备安全事故时间序列转化为拓扑网络图,生成拓扑网络结构模型;利用拓扑网络理论分析节点度、网络密度、加权聚类系数、幂律指数、介数中心性等拓扑网络特征参数,挖掘特种设备事故发生的时间序列规律。结果表明：各类特种设备安全事故时间序列的拓扑网络具有小世界特性和无标度特性;拓扑网络的聚类系数均较大,社团结构明显;介数中心性越大的节点,对应年份发生事故概率越大。采用的拓扑网络分析方法能更简洁、直观地展示特种设备安全事故时间序列的拓扑网络结构,更全面地表征特种设备安全事故时间序列的非线性动力特征,可为特种设备安全事故预测提供理论基础。     

基于GNS3模拟器的BGP仿真实验的设计与实现

介绍了网络模拟器GNS3的安装与配置方法,设计了BGP路由协议实验的网络拓扑,基于仿真环境完成了BGP的基本信息配置,以及路由和邻居的配置,并且解决了网络中的路由可达性问题。在仿真实验中遇到问题、解决问题,可以加深实验者对理论知识的掌握和实践能力的提升。     

无线传感器网络启发式分簇拓扑控制方法研究

传统启发式分簇拓扑控制方法通信开销大、负载均衡性差,忽略剩余节点能量,导致拓扑结构连通性和骨干网健壮性差,无线传感网络生命周期短。为此,提出一种新的无线传感器网络启发式分簇拓扑控制方法。给出无线传感网络模型。利用粒子完成分簇,对簇内负载与簇间负载进行分析,保证负载均衡性。引入一种描述节点间能耗及鲁棒性的行向量,以全面分析骨干节点通信开销与剩余能量对簇头挑选的影响。将最小生成树作为网络的基础结构,引入表示网络连接状态的列向量,以描述网络通信开销情况,获取目标函数。通过粒子群法求最优解,实现簇头选择。通过簇头组成骨干网,实现无线传感器网络拓扑控制。实验结果表明,所提方法能够保证拓扑结构的连通性与骨干网健壮性,延长网络生命周期。     

论拓扑分子格与经典拓扑空间的本质区别

拓扑分子格理论是点集拓扑学与Ｆｕｚｚｙ拓扑学的共同推广．由于序结构与拓扑结构并存且相互配合,拓扑分子格理论有更广泛的内涵．最近有人试图以经典拓扑空间的方法来处理拓扑分子格理论,本文证明这是不可能的．     

互联网宏观拓扑结构的耗散性分析

互联网宏观拓扑中涌现着既机械又灵活的结构秩序.明确该秩序的耗散过程及相关方面的研究,对预测网络拓扑演化的方向及再设计互联网具有重要意义.择取CAIDA机构IPv4、IPv6与AS级网络拓扑数据,对比分析网络结构秩序的耗散行为,并探讨网络结构秩序同网络规模及网络基本连通性的相关关系.结果显示3种网络均为兼具集权式秩序性与均权式无序性的耗散结构,且其秩序在耗散过程中不断演化;3种网络规模以及网络基本连通性与网络结构秩序呈正相关关系,说明网络结构秩序在互联网发展过程中逐渐耗散.     

基于仿生子结构的铝合金板式节点拓扑优化

针对铝合金板式节点自重大且应用传统拓扑优化效果不佳的问题,在子结构拓扑优化的基础上利用仿生学原理提出一种仿生子结构划分方法,显著改善了铝合金板式节点的拓扑优化效果,并构建一种轻质高强的新型铝合金节点.首先以Y型节点为例提出仿生子结构拓扑优化的基本思路和数学模型并验证了该方法的有效性;然后应用该方法对传统铝合金板式节点进行拓扑优化.优化过程中,先使用SolidWorks软件建立节点模型;然后以甲虫前翅为仿生对象进行拓扑优化子结构划分,并应用HyperWorks有限元软件中的OptiStruct求解器进行给定荷载条件下的节点拓扑优化分析;再通过OSSmooth模块进行FEA reanalysis处理,提取优化结果的关键拓扑特征;最后将拓扑节点有限元模型通过SolidWorks软件进行重建模设计,获得新型铝合金节点.研究结果表明,仿生子结构拓扑优化方法有效提升了结构优化效率和优化效果,应用该方法得到的新型铝合金节点在最大等效应力降低19.97％的同时大幅降低其自重52.91％.