命名数据网络中一种显式拥塞控制方法研究

针对命名数据网络中的数据拥塞控制问题,提出了一种基于即时调整兴趣包发送速率的显式拥塞控制方法.当网络发生拥塞时,通过计数器和整形队列对贪婪流的速率进行限制,并更新兴趣包中的拥塞信息域将其逐跳反馈给下游路由节点;通过数据包将拥塞信息反馈给内容请求者,内容请求者据此调整兴趣包发送速率.同时引入延时差值来对不同数据流进行优先...     

命名数据网络中Sub/Pub 模式仿真实验研究

在 Linux 环境下，基于 Mini-ndn 仿真平台并利用 Python，设计并实现了命名数据网络(NDN) 分级命名路由仿真实验，研究了 Subscriber 和 Publisher 在一对一、一对多、多对一和多对多通信情况下， interest 包请求和 data 包响应问题，实验结果对 NDN 中的 Subscriber/Publisher 交互过程、结构化数据命名规则、interest 包在 NDN 路由器中的 CS 查找、PIT 处理和 FIB 转发等过程， 以及 data 包响应过程有了更直观的认识， 为 NDN 路由和转发理论研究提供实际参考依据．     

基于改进型MBF的命名数据网PIT存储结构研究

命名数据网(named data networking,NDN)是一种新型的未来网络架构,以解决当今TCP/IP(transmissioncontrol protocol/internet protocol)网络面临的问题.NDN路由器的转发平面采用了一个新的数据结构待定Interest表(pending interest table,PIT),用于记录所有待定兴趣包的转发信息,并根据此信息正确地转发返回的数据包.因此,设计一个高效的PIT存储结构对提高转发性能具有重要的作用.结合Bitmap提出一种改进的数据结构B-MBF(bitmap-mapping bloom filter),该结构采用一个哈希函数实现多次哈希映射以提高检索速度,并利用Bitmap实现元素内存单元的地址偏移量的动态分配.同时,在此基础上提出PIT存储结构B-MaPIT,通过管理多个动态存储空间实现片外存储消耗随元素数量改变而改变.通过仿真实验与现有PIT结构进行了性能对比,结果表明B-MaPIT在存储消耗、数据表构建速度、吞吐量方面具有更优秀的性能表现.     

命名数据网络中Interest洪泛攻击检测与防御

根据命名数据网络使用数据名称进行数据转发的特性,目前NDN中出现了一种基于兴趣包洪泛攻击的分布式拒绝服务攻击,对NDN网络危害较大.针对IFA,提出了一种基于Poseidon的改进方法——PAP,检测NDN路由器接口是否存在IFA,并构建interest包超时未响应表判断疑似恶意前缀.若存在IFA,则概率性限制该接口接收名称包含疑似恶意前缀的interest包速率,仿真结果表明PAP能够有效缓解IFA.     

命名数据网络中基于信息熵的Interest洪泛攻击检测与防御

在命名数据网络中,兴趣包洪泛攻击通过向网络发送大量恶意interest包来消耗网络资源,从而对NDN造成较大危害.针对目前所提出的IFA攻击检测与防御方法存在攻击模式单一、在应对复杂攻击模式时效果不明显等局限,提出一种基于信息熵的改进方法(EIM),该方法通过与NDN路由器相连的用户的信誉值和信息熵相结合来限制攻击者发送的恶意interest包,很好地解决了现有方法在应对复杂的攻击模式时的局限性.仿真结果表明EIM较信息熵方法能够更有效地缓解IFA.     

基于接口可靠性的命名数据网络概率转发策略

面对现有签名算法计算复杂度高与节点计算资源有限的矛盾,命名数据网络节点在流量较大的场合,无法完成所有接收数据包的签名校验工作,导致内容污染成为其重要的安全隐患之一.针对该问题,提出一种基于节点接口可靠性的概率转发策略.节点对接收数据包尽力校验,根据接口的成功校验概率评估接口可靠性,进而以此为依据设置每一接口的转发概率,将用户请求的兴趣包尽可能转发至可靠的上游节点或源服务器.仿真结果表明,在网络整体污染较轻的场景下,相比于等概率随机转发策略,本策略能有效地对抗内容污染.     

基于RSU协作的V-NDN数据转发方法研究

在基于命名数据网络(NDN)的车辆自组织网络(VANET)中,车辆的高移动性使得网络拓扑结构频繁变化,通信链接不稳定,最终导致数据包传输失败.针对此问题提出了一种基于路侧单元(RSU)协助的数据转发方法.该方法首先对RSUs进行区域划分,然后利用RSUs协助数据转发,有效地解决了转发过程中数据包丢失的问题.通过实验仿真与V-NDN和基于位置的数据转发路由方法进行对比,结果表明文中提出的数据转发策略有效地降低了数据传输时延,提高了数据包的成功交付率.     

命名数据网络中VIP转发方案的性能优化

命名数据网络(named data networking,NDN)是信息中心网络(information centric network,ICN)的一个典型实例,是未来网络一种可能的架构.为优化NDN的转发性能,要求转发平面能根据不同的网络环境自适应地调整转发策略、选出最优的转发接口.“虚拟兴趣分组”(virtual interest packet,VIP)架构是一种基于NDN的联合动态转发与缓存的网络架构,通过VIP架构对转发方案进行了性能优化.VIP架构的转发方案使用了背压算法,该算法在网络处于轻负载状态时时延较大,为此引入偏差函数进行优化.为检测优化效果,对原始VIP架构和优化后的VIP架构的转发性能进行了仿真实验对比.实验结果显示,优化后的转发方案相比原方案在转发时延上有一定降低.且由于偏差函数的引入不会增加原转发方案的时间复杂度,因此提出的方法可以优化VIP转发方案的性能.     

一种面向实时业务的Ad Hoc网络MAC协议

为降低Ad Hoc网络中实时业务的端到端时延,提出了基于802.11 DCF的改进协议.协议采用3种机制降低实时业务的时延:面向路径的连续转发机制将RTS中的转发信息携带在ACK中发送,给实时业务提供较高的接入优先级;标签交换机制使得中间节点可以在MAC层获取转发信息,加快了实时业务数据包的转发速度;重传控制机制减少了无效传输的超时数据包.仿真结果表明,在重负载条件下,改进协议中实时业务的时延比802.11 DCF有大幅度的下降,网络吞吐量也有所提高.     

命名数据网络中的一种双模式转发模型

命名数据网络(named data networking,NDN)是为了解决当前IP网络中因存在大量重复冗余传输所造成的流量爆炸问题而提出的一种新型网络架构.NDN的网内缓存机制极大地提升了网络资源的利用效率,对于传统的端到端业务来说却略显支持性不足.针对于这一问题,提出了一种NDN网络中的双模式转发模型.该模型对内容分发类业务采用传统的NDN转发机制进行转发处理;对端到端业务,采用定长的标签交换代替变长的名字查找来加速转发,并且不再进行缓存操作.基于ndnSIM的仿真结果表明,相较于传统NDN的单一转发机制,使用该转发模型后有效地节省了内容缓存的空间,同时端到端业务的响应时间减小了约37％.     

物联网中选择性转发攻击的发现

作为战略性新兴产业之一,物联网具有广阔的市场应用前景,其安全性正在成为普遍关注的焦点。物联网中传感器节点资源有限的特点和不理想的部署环境使其面临着安全脆弱性,容易受到不同类型的攻击,选择性转发攻击是其中危害最严重的攻击形式之一。提出了一种基于数据包ID检测机制的低成本轻量级选择性转发攻击发现算法,即节点每收到一个数据包后都要进行包ID更新,并比较存储包的ID与接收包的ID,根据比较结果确定是否存在可疑节点,并向基站发送报警包进行检举,基站根据节点被检举的次数来判定发起选择性转发攻击的恶意节点。仿真实验结果表明了该方案的有效性,且具有较高的恶意节点发现率和低的误警率。     

无线传感器网络中基于邻居节点监听的虚假数据过滤策略

提出了一种基于邻居节点监听的虚假数据过滤策略(false reports filtering scheme based on neighbor watch,NWFFS).在NWFFS策略中,每个节点保存两跳邻居节点信息,每个数据包必须包含T个来自不同密钥分区节点的ID及其生成的MAC.除生成数据包的簇头节点外,每个中间节点向其下游节点转发数据包后,还需向自己的上游节点发送ACK包,通过对ACK包的监听,恶意节点利用其他区域俘获节点信息伪造的虚假数据包将被其一跳邻居识别出来,同时中间节点和Sink节点利用自身携带的密钥对少部分逃脱的虚假数据包进行进一步验证.理论分析和实验表明,该策略有效地避免了恶意节点利用任意区域已被其俘获的节点伪造虚假数据而不被识别出来,提高了途中过滤效率,从而降低了恶意节点对网络的影响,延长了网络生存期.     

短包隐蔽通信下抗检测-干扰式攻击策略

为应对潜在的检测-干扰式恶意攻击,提出了一种基于短包隐蔽通信的抗检测-干扰攻击策略,通过隐藏无线传输行为的存在来实现抗干扰。考虑到干扰机采用Shewhart变点检测实时判断源节点的传输行为,当判决源节点正在传输数据包后启动人工干扰。为隐藏无线传输行为,源节点随机选择一个起始时刻以低功率、低速率传输有限长编码数据包。数据包发送功率越小、编码长度越短,隐蔽性越强,抗检测-干扰式攻击性能越好,但发送功率小和编码长度短使得接收端数据包译码错误概率较大。以有效传输速率最大为目标对数据包发送功率和编码长度进行优化设计。结果表明,存在最优的发送功率和编码长度使系统在传输隐蔽性和可靠性之间取得最优折衷。数值仿真结果验证了理论分析,证明了所提方案的有效性以及优化数据包编码长度和发送功率的必要性。     

多包传输机制下航空发动机分布式控制系统故障检测

考虑航空发动机分布式控制系统中,传感器与控制器间采用多包传输机制,传感器节点将测量数据封装为多个数据包发送给控制器,在每一采样时刻,同时产生的多个数据包只有一个能够发送,不能发送的数据包则被数据总线丢弃,针对这种情况,设计了神经网络预估器,用预估值来更新未被传输的数据包,使多包传输分布式控制系统"变为"单包传输分布式控制系统,建立了基于状态预估的多包传输分布式控制系统模型,构建了相应的故障观测器,将观测器误差系统看成一个离散周期系统,并应用周期系统稳定性理论推导了神经网络预估器和故障观测器能够稳定工作的条件。最后,给出了具体的故障检测步骤,仿真结果验证了所提出的故障检测算法的有效性。     

铁路无线Mesh网络数据包转发策略的设计与实现

铁路无线Mesh网络不仅要求用户数据包按照确定的无线多跳链进行数据转发,而且需要根据节点故障概率的动态变化进行自适应的调整.为此设计了用户/管理数据包选择性转发策略,并基于Linux开源代码进行了具体的功能实现.实验结果表明,基于用户/管理数据包选择性转发策略的铁路无线Mesh网络能正确而高效地进行数据转发,同时可根据Mesh节点故障概率的动态变化进行自适应的转发路径调整.     

基于网络编码的车联网数据分发策略

提出一种基于网络编码的车联网数据分发算法.算法没有简单采用传统机会转发方式,而是在转发之前依据车辆的地理位置进行优先级排序,然后将数据包进行网络编码,让每个编码包携带下一跳车辆信息并通过车辆应答实现对下一跳转发车辆的选择,确保了由转发开销最低的下一跳车辆完成数据的转发.同时,给出转发车辆收到的数据包与转发次数的比值,从而确定转发计数器.仿真结果显示,提出的方案能减少不必要的传输行为,有效改善网络性能.     

适用于语音业务的MANET机会路由机制

传统路由机制需要在源和目的节点之间预先建立端到端路径,当链路质量较差时,频繁地建立路径会影响业务的服务质量。为支持实时语音业务,提出一种机会路由机制,该机制并不预先建立连接,而利用多个路由请求和路由应答消息建立转发列表,表中的节点利用与其他节点的相遇机会对数据包进行转发,并根据转发节点的优先级对转发数据包的数量进行限制。仿真结果表明:机会路由机制能够减小语音业务的端到端时延,提高分组投递率,可以在不稳定的信道为语音业务提供服务质量保证。     

一种基于边缘同态重加密的NDN安全汇播机制

为提高安全汇播通信的传输效率,基于命名数据网络(named data networking,NDN),通过修改兴趣包命名与待定判决表结构,设计了具备缓存能力的新型汇播网络架构.在此基础上,结合同态加密技术,提出了一种基于边缘同态重加密的NDN安全汇播机制.该机制利用同态加密解决隐私数据汇聚问题,利用边缘重加密实现网内汇...     

可编程虚拟化路由器的转发表查找技术综述

可编程虚拟化路由器是未来互联网的核心网络设备,即在一个物理路由器平台上并行实现多个相互独立的虚拟路由器.综述了可编程虚拟化路由器的转发表(forwarding table,FIB)查找技术.分析了FIB查找技术的性能与可伸缩性挑战,即查找吞吐量、存储空间和增量更新问题.讨论了多FIB融合的IP查找算法和基于NDN(named data networking)命名的非IP查找算法的研究进展.指出了OpenFlow的多域FIB查找和基于硬件的NDN线速转发是未来研究亟需解决的重点问题.     

OFDMA下行链路混合业务调度算法

提出了一种基于正交频分多址接入系统的混合业务分组调度算法.在调度过程中,对信道状况好的实时业务用户的数据包采用推迟发送的策略.先对缓冲区中累积数据包较多的实时业务用户分配资源,随后对非实时业务用户采用正比公平算法分配剩余的资源.仿真结果表明,提出的算法较好地满足了实时业务的延迟需求,并提高了非实时业务的系统吞吐量.